從資料中心的角度探討邊緣計算和物聯網世界

伴隨著各行業組織的數字化轉型，很多變化已經發生。數字化不只是一個營銷術語，企業成為一個數字實體，這意味著它們可以支援和執行高階用例、移動使用者和新型別的用例。

企業的使用者和IT平臺如今分佈更加廣泛。而且，其中很多都與網路連線裝置、使用者和物聯網相關聯。此外，該市場也將繼續增長。調研機構埃森哲公司的最新研究發現，醫療物聯網(IOHT)已經實現了成本節約，但持續的投資是必不可少的。該報告指出，通過引入更多的物聯網連線、遠端監控和資訊收集，醫療物聯網(IOHT)可以更好地促進利用醫療資源的完善，幫助人們做出更明智的決策，減少效率低下或成本浪費等問題，也有利於患者的健康和恢復。該報告估計，到2020年，醫療物聯網(IOHT)的市場價值將達到1630億美元，2015年至2020年的複合年增長率（CAGR）為38.1％。

企業在投資或採用邊緣計算之前，需要認真思考，並瞭解自己和自己的邊緣計算要求。

邊緣資料中心基礎設施設計中的需求評估

邊緣計算解決方案不只是一個數據中心站點，其規模更小，特定於用例，並且採用IT環境密集的設計，以幫助企業處理更多的服務和使用者資料。

用例定義

企業需要審視自己組織的長期戰略。例如，業務正在不斷成長嗎？會支援遠端使用者嗎？是否嘗試提供新型連線服務？如果企業認為具有這些優勢，適合採用邊緣計算，那麼可以採取後續步驟，編寫一份良好的業務計劃和技術策略為應用邊緣計算提供支援。企業無需成為邊緣計算專家即可明確定義自己的用例。此外，有很多供應商商可以幫助企業完成這一過程。但是，重要的是要調整基礎設施和業務，以確保企業的戰略能夠實施。招聘到能夠將這一願景變為現實的合適人才，是企業成功的關鍵。

延遲預算

對於終端使用者來說，網路延遲是下載電影需要很長時間的主要原因。但是對於內容供應商而言，完成這個功能所需的毫秒數卻需要通過客戶不滿和成本來衡量。此外，對於企業而言，網路延遲也可能意味著業務損失或競爭優勢。

即使以光速從中央資料中心（例如位於一級市場的資料中心設施）往返也可能意味著傳輸成本的累積。根據ACG Research公司進行的一項研究估計，在大都市資料中心處理的本地快取內容可以在五年內節省大約1.1億美元的成本。如果將這種邏輯應用到執行工業物聯網(IIoT)部件跟蹤應用程式的企業，則可以評估傳輸的硬成本，但是應用程式效能下降的相關成本將是無法估量的。

安全性

安全性是一個很大的問題，它為部署邊緣計算增加了一個關鍵而複雜的功能。企業將不得不花費一些額外的時間來定義資料要求和管理策略。企業可能會提出以下問題：“我的資料會發生什麼變化？資料是瞬態傳輸還是儲存在邊緣？正在處理的資料是什麼？圍繞資料的連線控制方法是什麼？”同樣，所有這些都需要定義並整合到企業自己的邊緣解決方案中。也就是說，企業仍然可以將合規性和規則建立在邊緣計算架構中。但是，需要採取額外的預防措施以確保資料安全和控制。企業還需要考慮邊緣計算的位置、儲存系統、資料的處理方式，以及訪問許可權。最重要的部分是，軟體定義解決方案允許企業與核心資料中心繫統整合，並支援強大的資料位置策略。這可能對醫藥、醫療保健和其他受監管的組織等行業帶來顯著的影響。

延遲指數

通常情況下，人們會討論“緩慢程度”或延遲，而沒有真正理解這對業務或網路意味著什麼。所以要在延遲這個術語背後加上一些數字。延遲是通過網路傳輸資料包所需的時間。可以通過許多不同的方式測量延遲：往返、單向傳輸等。然後，延遲可能受到用於傳輸資料的鏈路的任何元素的影響：工作站、WAN鏈路、路由器、區域網（LAN）、伺服器，並且在規模非常大的網路的情況下，可能受到光速的限制。在那裡，將對吞吐量或單位時間傳送/接收的資料量以及資料包丟失產生影響，這反映了主機發送的每100個數據包丟失的資料包數量。

因此，當延遲很高時，這意味著傳送方需要花費更多時間（不傳送任何新資料包），這會降低吞吐量增長的速度。最近的一項研究表明，延遲對傳輸控制協議（TCP）頻寬有著深遠的影響。與使用者資料報協議（UDP）不同，TCP在延遲和吞吐量之間存在直接的反比關係。隨著端到端延遲的增加，TCP吞吐量會降低。下表顯示了往返延遲增加時TCP吞吐量會發生什麼變化。這些資料是通過使用快速乙太網（全雙工）連線的兩臺電腦之間的延遲發生器生成的。請注意，隨著延遲的增加，TCP吞吐量急劇下降。

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此外，還有另一個嚴重的問題。資料包丟失。資料包丟失將對資料傳輸速度產生兩個嚴重影響：

需要重新傳輸資料包（即使只有確認資料包丟失，並且資料包已傳送）

TCP擁塞視窗大小不允許最佳吞吐量

丟包率為2％時，TCP吞吐量比無資料包丟失低6到25倍。

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雖然一些丟包是不可避免的，但當這種情況持續發生時，使用者效能和訪問許可權將受到影響。

無論情況如何，請記住，資料包丟失和延遲會對TCP頻寬產生深遠的負面影響，應儘可能減少。這是邊緣計算解決方案發揮關鍵作用的地方。它們通過使關鍵資料點和資源更接近使用者來幫助消除大部分延遲。

邊緣計算可以做些什麼

因此，除了應對最重要的延遲挑戰之外，邊緣計算還能為使用者做些什麼？邊緣計算解決方案專門圍繞用例進行部署。例如，使用者是在嘗試交付應用程式還是整個虛擬桌面？或者，是否嘗試提供需要在使用者或其系統附近進行分析的資料？在這方面，邊緣計算系統的使用可以包括：

可根據應用程式需求進行配置的軟體定義解決方案

分支機構和微型資料中心

混合雲連線

物聯網處理（例如Azure IoT Edge）

防火牆和網路安全

支援網際網路的裝置和感測器，用於收集和分析實時資料

連線整個裝置網路

資產追蹤

簡化研究

減少特定服務的延遲

支援對延遲敏感的資料點和應用程式的交付要求

這對邊緣資料中心意味著什麼？

5G技術的推出將加速邊緣資料中心網路的發展，並且更加接近終端使用者。邊緣計算的發展和無線網路的進步，即將推出的5G到高效的移動連線和資料中心解決方案，再加上智慧移動和可穿戴裝置的使用，都有助於提供豐富環境的下一代解決方案和技術的發展和增長。

展望未來，邊緣計算設施將容納可輕鬆定義為“關鍵任務”的應用程式。隨著諸如5G等技術的出現，從邊緣計算到使用者組的距離通常可以用英尺而不是英里來衡量。5G技術與接近裝置和使用者的邊緣計算相結合，可以提供一些強大的體驗，併為企業創造驚人的競爭優勢。因此，正確規劃和設計邊緣計算資料中心的生態系統至關重要。