2.4　第三部分——邊緣計算

邊緣計算使非傳統計算能力接近數據源。盡管嵌入式系統已經存在于設備中近40年，但邊緣計算已不僅僅是用于顯示溫度的簡單8位微控制器或模數轉換器電路。隨著連接對象的數量和用例的復雜性在行業中不斷增加，邊緣計算試圖解決關鍵問題。例如，在物聯網領域，我們需要以下內容：

• 積累來自多個傳感器的數據，并提供互聯網入口。
• 解決關鍵安全情況下的實時響應，例如遠程手術或自動駕駛場景。
• 可以管理大量非結構化數據（如視頻數據甚至視頻流）處理的解決方案，以節省通過無線運營商和云提供商傳輸數據的成本。

邊緣計算也是分層次的，我們會研究5G基礎設施、多接入邊緣計算和霧計算。

我們將仔細研究硬件、操作系統、機械和功率，這是架構師必須為不同的邊緣系統考慮的。例如，架構師可能需要一個能滿足成本和功率要求的系統，但可能會放棄一些處理能力。其他設計可能需要極強的適應性和恢復性，因為邊緣計算機可能處于非常偏遠的地區，基本上需要自我管理。

為了將傳感器的數據橋接到互聯網上，我們需要兩種技術：網關路由器和支持基于IP的協議，旨在提高效率。本部分探討了PAN網絡上的傳感器與Internet橋接的邊緣的路由器技術的作用。路由器的作用在保護、管理和引導數據方面尤為重要。邊緣路由器對底層網狀網絡進行協調和監控，并對數據質量進行平衡和平整。數據的私有化和安全也是至關重要的。第三部分將探討路由器在創建虛擬專用網絡、虛擬局域網和軟件定義廣域網中的作用。實際上一個邊緣路由器所服務的節點可能有數千個，從某種意義上說，它可以作為云的延伸，正如我們將在第11章中的那樣。

本部分繼續介紹節點、路由器和云之間物聯網通信中使用的協議。物聯網已經使用新的協議，而不是幾十年來使用的傳統HTTP和SNMP類型的消息傳遞。物聯網數據需要高效、功耗感知和低時延的協議，這些協議可以在云內和云外輕松引導和保護數據。本部分探討了諸如普適性MQTT，以及AMPQ和CoAP等協議，并舉例說明它們的使用和效率。