边缘网络综合指南：让计算更轻量化

为什么你的早晨咖啡经常是冷的？因为最近的星巴克可能在10英里之外。现在，想象一下如果在你办公室停车场外有一个星巴克小亭，或者在办公室茶水间有一台自动售货机，这样你在开始新一天时就能喝到新鲜热咖啡。

在数字世界中也存在类似的问题，预计到2025年将传输近 167万亿GB（千兆字节） 或180泽字节的数据。

我们都知道数据和数字记录是宝贵的资源，它们以毫秒计算的处理时间可能会决定像Google这样的数字产品和服务的成败。

现在，看看Google当前的云服务器位置，非洲、拉美和亚洲的服务覆盖是多么不足。在这些地区，即使是一个基本的Google搜索也需要跨越很多英里才能检索到数据并提供给用户。

来源：Google

随着更多用户、数据、数字产品和服务的加入，计算空间中的可访问性问题变得更加严重。

为了解决这个问题，世界已经开始转向边缘计算，它有效地将计算带到更接近数据源的地方，减少延迟和带宽需求。

在这篇博客中，我们将深入探讨边缘计算的基础知识、历史、现状，以及未来——即通过Fleek实现的去中心化边缘计算。

理解边缘计算的基础知识

边缘计算是一个在靠近数据源的地方处理数据和执行任务的分布式框架。边缘计算中的计算由边缘节点处理。这些节点可以是智能手机或传感器等边缘设备，也可以是计算提供商维护的超本地化计算机等边缘服务器。

在深入技术细节之前，这里有三个例子是你每天都会遇到的边缘计算：

• 智能手表等可穿戴设备持续记录和监测心率和血压等生命体征。
• 摄像头和雷达装置实时捕捉交通画面和车辆行驶速度。
• AR眼镜和头戴设备等增强现实设备具有实时物体识别和表面追踪功能。

这就是边缘计算在我们日常生活中的普及程度。现在，让我们了解边缘计算的历史和起源。

云计算使边缘计算成为主流

云计算在2000年代中期开始广泛应用，特别是在2006年亚马逊网络服务(AWS)推出弹性计算云(EC2)和简单存储服务(S3)之后。

这些服务允许组织外包其IT基础设施的管理，并根据需求扩展其计算资源。此外，这些服务采用按需付费模式，帮助减少建立和维护数据中心的前期成本。

尽管有这些优势，随着连接设备数量的增加，云计算的几个局限性变得越来越明显：

• 带宽成本增加：随着更多数据的生成、处理和存储在中央服务器中，数据传输的需求也在上升，导致更高的带宽使用和相关成本。
• 高延迟：云数据中心通常远离终端用户或生成数据的设备。数据必须通过互联网长距离传输，由于信号传播时间等物理限制而导致延迟。
• 不可靠的性能：在多用户或多租户云环境中，多个应用程序或用户共享相同的基础设施资源，高延迟和网络拥塞可能导致资源争用。这可能导致不同应用程序或用户之间的性能不均衡，影响整体系统稳定性和可靠性。

边缘计算如何解决云计算的限制？

边缘计算通过以下方式有效解决了云计算的局限：

• 带宽成本：边缘计算设备在本地处理数据，在数据生成地点附近进行计算和分析。这减少了需要长距离传输到中央云服务器的原始数据量，从而减少带宽使用和成本。
• 性能：通过支持离线操作和本地处理，边缘计算减少了对持续互联网连接和中央云服务的依赖。这不仅改善了离线场景下的性能，还增强了整体系统的弹性和稳健性。
• 延迟：通过将计算资源带到更接近数据源的地方，边缘计算缓解了与长距离数据传输相关的延迟问题。

边缘网络的架构

边缘网络架构通常涉及分布式计算框架，数据处理在数据生成源头或附近进行，而不是完全依赖中央数据中心。

除了边缘设备外，其他构成边缘网络架构的组件：

• 数据存储：边缘的本地存储解决方案，用于在数据源附近临时存储和处理数据，然后可能发送到中央数据中心进行长期存储或进一步分析。
• 网络基础设施：通信基础设施，包括路由器、交换机和网络协议，将边缘设备连接到边缘服务器，可能还连接到更大的网络或云服务。
• 云或中央数据中心：虽然大部分处理发生在边缘，但边缘网络通常仍与更大的中央数据中心或云环境保持集成。

这些中央系统可以执行额外的处理，并在边缘存储那些不需要立即使用的大量数据。

• 管理和编排软件：用于管理、监控和动态编排边缘设备和边缘服务器之间任务的软件工具，以优化资源使用和运营效率。

中心化边缘网络的缺点

虽然中心化边缘网络提供了许多应用和显著优势，如增强的数据处理速度和改进的网络效率，但它们也存在某些缺点。

• 单点故障：尽管边缘计算旨在去中心化处理，但它仍然依赖于云数据中心，这可能创造潜在的单点故障。
• 供应商锁定：组织可能面临专有系统和软件的供应商锁定问题，限制了他们与其他技术集成或切换提供商的灵活性。这可能阻碍在快速变化的技术环境中的可扩展性和适应性。
• 隐私和安全问题：边缘网络在本地处理和存储大量数据，这可能增加数据泄露或未授权访问的风险。

边缘计算的未来：Fleek的链上边缘网络

尽管存在上述缺点，为什么企业仍然偏好像亚马逊网络服务(AWS)这样的中心化边缘服务提供商？

两个原因：可靠性和高速度。

Fleek Network作为一个去中心化边缘网络保留了这两个因素 — Fleek上的边缘功能的首字节时间(TTFB) 比AWS快7倍，比Vercel快2.7倍 — 同时消除了单点故障和供应商锁定。

此外，它还提供以下好处：

• 地理感知和智能路由：在Fleek的网络中，表现出更低延迟和更少跳数的节点被认为更接近且更适合接收和处理任务。

换句话说，当任务或请求进入网络时，系统会将任务路由到可以最快响应的节点，以减少延迟并平衡网络负载。

• 无状态执行：状态相关的依赖常常创造瓶颈，因为系统的性能会受限于最慢或最忙的组件。

Fleek的无状态设计避免了这个问题，并允许它有效地在节点之间调度服务，通过减少串通风险来增强安全性。

• 无VM核心：Fleek Network的核心不依赖虚拟机(VM)，虚拟机通常会引入额外的开销和复杂性。

这种设计选择允许更精简、更高效地使用网络资源，并促进更快的部署和执行。

• 与去中心化存储系统的集成：通过与IPFS、Filecoin等去中心化存储协议集成，Fleek允许应用程序利用安全的存储系统。

总的来说，与传统边缘网络相比，Fleek Network在不影响可靠性的情况下提供更快的速度。随着互联设备的激增，对像Fleek这样的去中心化边缘网络的需求只会增加。

常见问题

边缘计算是如何工作的？

边缘计算通过将计算机网络放置在靠近数据源（如IoT设备或本地服务器）的地方工作，而不是依赖远程的中央数据中心。这种设置允许数据处理和分析几乎在数据收集点实时进行。

为什么使用边缘计算？

边缘计算主要用于通过在靠近数据源的地方处理数据来改善响应时间和节省带宽。这对需要快速数据处理的实时应用特别有益，如IoT设备、智能车辆和远程监控系统。

边缘计算会取代云计算吗？

不会。边缘计算是对云计算的补充而不是替代。这是因为边缘计算擅长在靠近数据源的地方处理数据，而云计算处理大规模数据处理、存储和不需要即时响应的复杂任务。