腾讯云大学大咖分享 | 物联网边缘计算的前生今世与实践

时间 2021-08-13

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2019年在网络科技领域最火热技术名称是什么？物联网、5G、边缘计算想必这些词汇你们早已经是耳熟能详，听了这么久的热词，相信各位也会有不少的疑问。为何边缘计算会忽然热起来？为何云计算刚刚成熟不久，又出现了边缘计算？边缘计算能够解决咱们什么问题，又能为咱们提供什么样的服务？下面「腾讯云大学」联合「云+社区」整理了腾讯云高级产品经理戴国超关于边缘计算技术的直播课程，将结合边缘计算的诞生、需求、框架、方案以及腾讯物联网边缘计算平台来为你们分享边缘计算技术和产品方案。docker

既然谈到了边缘计算技术，那就离不开IT技术架构。IT架构是云计算和边缘计算能得以落地和实现基础，从单击部署到业务分离，从业务分离到分布式，从分布式到微服务，IT技术和架构的不断的演进，促进了边缘计算的发展和技术的落地。segmentfault

同时，伴随着智能硬件的快速发展，人们对物联网需求升级。AI技术的逐步成熟，以及数字生态的变革，使得物与物、物与人将会有更多智慧协同。物联网硬件设备经过提供更可控的智能元器件，而且链接到网络中与人和物完成互联互通，经过大数据和AI的技术让物联网设备能够自主的学习、自主的优化，从而更好的为人提供服务，然而这些都须要实时、安全的计算能力，这些刚好也是边缘计算能够更好提供的能力。安全

还有一个更加关键的缘由，就是通讯技术的提高，每一次通讯技术的变化都将引发人类网络应用的巨大变革，从文字媒体到图片媒体、从图片媒体到视频媒体，那么5G通讯技术的出现，会给人们生活带来什么样的变化呢？5G通信技术为咱们带来了交互触觉，增长了咱们在社交和娱乐过程当中的交互触觉，让你能够在网络的虚拟空间里去触达现实世界的人和物，让社交和娱乐变得更加丰富多彩，这一切的一切都离不开计算的能力，边缘计算可让用户的体验变得更好。微信

前面讲了这么多，就现阶段而言边缘计算相比于云计算的服务场景，主要解决以下几个问题：网络

一、万物智联对响应的实时性需求：在使用传统的云计算状况下，从物联网设备的数据传输到云数据中心，再从云数据中心返回到设备，这期间会受网络延时的影响增长了响应时长，以无人驾驶为例，从传感器探测到道路数据，处处理数据、返回下一个驾驶状态的改变都须要毫秒级别的延时，一旦因网络问题增长了延时，都会形成不可估量的后果。架构

二、设备数据对网络带宽的消耗：Gartner预测2020年会有500亿个智能设备链接到网络中，以波音787为例，一台飞机每秒将会产生约5GB的数据，这么大的数据量传输到云中心去处理，在目前的网络架构下是很可贵以支撑的，并且将来的智能设备数据量只会愈来愈多。app

三、物联网设备和用户隐私保护：如今互联网应用场景下出现安全问题威胁到更多的是您的帐户财产，然而在物联网应用场景下直接危害的就是您的人身安全，这是多么可怕的事情。框架

四、数据中心能耗过大：目前的数据中心主要集中在一线发达城市，本来一线城市的总体用电量就很是大，因此不断的在如今数据中心增长数据分析的算例，会加重整个城市的用电消耗，长此以往会超出整个城市负荷，所以能耗问题会限制云中心计算的发展。运维

五、云中心计算数据分析的成本太高：物联网设备会产生不少的设备数据这些设备数据大部分都是非结构化，而且是过程当中的数据，其中大部分数据都不要存储或者在数据源头就能够经过提取、聚合等技术手段抽取出关键的数据，然而这些计算在智能硬件上去实现显然是不可能的，传送到云中心计算又会增长网络带宽成本的消耗。

因此基于上述的发展推进和问题需求，边缘计算也就应运而生，而且很快的上升到物联网相关技术的热词榜前列，那么什么是边缘计算：边缘计算是云计算能力扩展和延伸，即靠近物或数据源头的边缘提供网络、计算、存储、应用的分布式计算平台和计算服务。

目前边缘计算主要应用于视频行业、工业制做、智慧出行、智慧安防和游戏娱乐类的领域，服务模式包括边缘硬件、计算平台、功能组件和行业解决方案。功能组件主要是指边缘计算能够提供各类行业垂直的能力。

下图是腾讯云物联网边缘计算平台（IECP）的服务场景，咱们如今谈的边缘计算包括了本地边缘（即端边）和云边缘，他们的网络延时由端边->云边->云中心依次从低到高，而且由统一的云端控制台和调度中台来作统一管控，用户能够通云端的控制台灵活的选择业务部署的位置，而且能够选择智能硬件链接的计算节点，来完成数据的分析和响应。

以前咱们也谈到了边缘计算是云计算的一种形式，IECP也会向用户提供硬件、IaaS、PaaS、SaaS的计算服务能力，来支撑智慧交通、车联网、AR/VR等应用场景和解决方案。

下图是目前边缘计算的通用产品架构。云中心有一个边缘计算管理平台，负责管理边缘的计算节点和设备。本地节点能够在边缘侧处理数据，保证了数据的安全与低延时，还能够调用云端的大数据和AI的能力，实现云边协同。

下面是IECP的6大特色，您能够经过腾讯云的物联网边缘计算平台快速搭建本身端边或云边的计算节点，将物联网设备链接到边缘计算平台上，而后将云端的AI、大数据、中间件、存储等计算能力快速的安装到您的边缘节点上，来为边缘IoT设备提供近乎实时、安全、可靠的计算服务。

IECP经过云中心节点来统一管理用户的云边缘节点和本地边缘计算节点，同时将云端的AI、中间件、函数计算、数据分析等能力以docker镜像的方式快速的部署到用户的边缘节点上，同时还为用户提供了腾讯自研的云原生容器管理服务TinyKube，来为用户提供边缘容器服务，下降用户管理和运维的成本。

TinyKube边缘容器服务，包含了cloud和edge两个大部分，edge主要为用户提供了运行在边缘计算设备上的容器集群，该集群采用插件化的安装模式，同时对运行的资源占用作了高度的优化和剪裁，极大的减小了集群运行的资源占用，edge还对网络传输作了优化，能够保证在弱网的环境下容器集群运行的高可用。Cloud部分实现了对集群进行统一的管理和编排，符合k8s的API规范，知足通用性的管理需求。

最后咱们来看一下腾讯云物联网边缘计算平台（IECP）的总体产品架构，首先IECP经过与腾讯物联网开发平台和物联网通讯平台的联动，来为用户提供物联网设备硬件快速的开发和设备数据快速的上传云端，减小智能硬件的开发时间和研发成本，其次经过打通云端函数计算、ML 计算、流式计算等计算服务，您能够方便地在本地使用云函数、AI 模型、流式分析等能力对设备数据进行处理与响应，节约您的运维、开发、网络带宽等成本消耗。

边缘计算平台的应用场景：

在交通领域中，边缘设备须要及时的发现风险和处理风险的能力，所以经过边缘计算平台你能够快速的将交通只能硬件设备上传的数据进行快速的处理和分析，而且经过计算平台您也能够很是方便的更新AI分析的算法和边缘分析系统。

在泛娱乐场景中，经过IECP您能够快速的在娱乐设备链接网络的源头提供实时的计算分析能力，让用户拥有最佳的娱乐体验。

在智慧工业领域中，经过使用IECP能够帮助您快速搭建靠近工厂物联网设备数据源头的边缘计算节点，您能够经过平台提供组件快速构建实时数据采集分析系统，创建工厂分析模型，感知而且下降环境和生产过程当中的风险，提高生产的效率，优化生产的成本。

将来使用咱们的物联网边缘计算平台就像使用应用市场同样方便，您能够将算法模型、应用系统、分析系统、计算中间件等快速的部署到您的家庭计算节点、交通工具节点、会议节点、甚至是世界的任何地方，为您提供弹性、安全、便捷的边缘计算服务，让计算靠近生活、服务生活。

最后简单介绍一下如何经过腾讯云物联网边缘计算平台来搭建您的边缘计算节点和使用设备开发的SDK包来完成物联网设备与您建立的边缘计算节点的链接。目前IECP还处产品内测阶段，仅对部份内测申请经过的用户提供免费试用，用户能够经过内测申请页面来申请试用，内测申请经过后会有专人与您电话沟通，而且提供给您相关的安装包及SDK开发包。以后您只需经过官网的产品文档就能够完成边缘节点的建立和设备的链接，节点搭建和设备链接简单流程分别以下图所示：

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