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edgexFoundry中文文档1
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更新于2023-03-16
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edgex foundry 边缘计算框架,中文文档,由于官网都是英文的,以便自己学习翻译整理成中文的,后续会继续整理,转载请标明出处。官方文档链接:https://nexus.edgexfoundry.org/content/sites/docs/staging/master/docs/_build/html/
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云计算,雾计算,边缘计算
1 云计算
随着物联网行业技术标准的完善以及关键技术上的不断突破,数据大爆炸时代将越走越近。如此海量
的数据不及时处理利用起来,那么它们将很快变成数据垃圾。那么问题来了?我们不可能给每个终端装上
一个计算机。如何解决海量数据的处理分析问题呢?们知道,每台服务器都有自己的 CPU、内存,但分配
到这些服务器的应用往往不能充分地利用这些资源。再者,为了确保服务的可靠性往往还要预留冗余的服
务器、存储器、网络设备等,而很多时候,这些硬件资源往往处于空置状态,并没有得到充分的利用。最
后,正确预测不同应用对服务器的计算能力和存储器的存储能力的需求又是困难的。因此,2006 年
Google 的 CEO 埃里克·施密特首次提出了云计算的概念。
以下参考 https://blog.csdn.net/gongxifacai_believe/article/details/78655659
云计算是一种利用互联网实现随时随地、按需、便捷地使用共享计算设施、存储设备、应用程序等资
源的计算模式。
云计算系统由云平台、云存储、云终端、云安全四个基本部分组成。云平台作为提供云计算服务的基
础,管理着数量巨大的 CPU、存储器、交换机等大量硬件资源,以虚拟化的技术来来整合一个数据中心或
多个数据中心的资源,屏蔽不同底层设备的差异性,以一种透明的方式向用户提供计算环境、开发平台、
软件应用等在内的多种服务。
通常情况下,云平台从用户的角度可分为公有云、私有云、混合云等。
公有云:第三方提供商为用户提供服务的云平台,用户可通过互联网访问公有云。
私有云:为一个用户单独使用而组建的,对数据存储量、处理量、安全性要求高。
混合云:是结合了公有云和私有云的优点而组建的。
通过从提供服务的层次可分为以下几个层次的服务:
基础设施即服务(IaaS):消费者通过 Internet 可以从完善的计算机基础设施获得服务。例如:硬件
服务器租用。比如说
平台即服务(PaaS):PaaS 实际上是指将软件研发的平台作为一种服务,以 SaaS 的模式提交给用
户。因此,PaaS 也是 SaaS 模式的一种应用。但是,PaaS 的出现可以加快 SaaS 的发展,尤其是加快
SaaS 应用的开发速度。例如:软件的个性化定制开发。
软件即服务(SaaS):它是一种通过 Internet 提供软件的模式,用户无需购买软件,而是向提供商
租用基于 Web 的软件,来管理企业经营活动。例如:阳光云服务器。
云计算的特点:
https://baike.baidu.com/item/%E4%BA%91%E8%AE%A1%E7%AE%97/9969353?
fr=aladdin#4
云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,企业数据中心
的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。
好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品
进行流通,就像煤气、水电一样,取用方便,费用低廉。最大的不同在于,它是通过互联网进行传输的。
被普遍接受的云计算特点如下:
(1) 超大规模
“云”具有相当的规模,Google 云计算已经拥有 100 多万台服务器, Amazon、IBM、微软、Yahoo
等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算
能力。
(2) 虚拟化
云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”,而不是固定的有形
的实体。应用在“云”中某处运行,但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔
记本或者一个手机,就可以通过网络服务来实现我们需要的一切,甚至包括超级计算这样的任务。
(3) 高可靠性
“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用
本地计算机可靠。
(4) 通用性
云计算不针对特定的应用,在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用,同一个“云”可以同时支撑不同
的应用运行。
(5) 高可扩展性
“云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要。
(6) 按需服务
“云”是一个庞大的资源池,你按需购买;云可以像自来水,电,煤气那样计费。
(7) 极其廉价
由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云,“云”的自动化集中式管理使大量企业无需
负担日益高昂的数据中心管理成本,“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升,因此用户可以充
分享受“云”的低成本优势,经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完
成的任务。
云计算可以彻底改变人们未来的生活,但同时也要重视环境问题,这样才能真正为人类进步做贡献,而
不是简单的技术提升。
(8) 潜在的危险性
云计算服务除了提供计算服务外,还必然提供了存储服务。但是云计算服务当前垄断在私人机构(企
业)手中,而他们仅仅能够提供商业信用。对于政府机构、商业机构(特别像银行这样持有敏感数据的商
业机构)对于选择云计算服务应保持足够的警惕。一旦商业用户大规模使用私人机构提供的云计算服务,
无论其技术优势有多强,都不可避免地让这些私人机构以“数据(信息)”的重要性挟制整个社会。对于信息
社会而言,“信息”是至关重要的。另一方面,云计算中的数据对于数据所有者以外的其他用户云计算用户是
保密的,但是对于提供云计算的商业机构而言确实毫无秘密可言。所有这些潜在的危险,是商业机构和政
府机构选择云计算服务、特别是国外机构提供的云计算服务时,不得不考虑的一个重要的前提。
2 雾计算
我们知道,将数据从云端导入和导出实际上比人们想象的要更为复杂,由于接入设备越来越多,在传
输数据、获取信息时,带宽就显得不够用了,这就为雾计算的产生提供了空间。
雾计算的概念在 2011 年被人提出,是由性能较弱、更为分散的各种功能计算机组成,渗入电器、工
厂、汽车、街灯及人们生活中的各种物品。雾计算雾计算是一种对云计算概念的延伸它主要使用的是边缘
网络中的设备,是半虚拟化的服务计算架构模型,强调数量,不管单个计算节点能力多么弱都要发挥作用。
特点:
雾计算有几个明显特征:低延时、位置感知、广泛的地理分布、适应移动性的应用,支持更多的边缘
节点,安全。这些特征使得移动业务部署更加方便,满足更广泛的节点接入。
雾计算是一种对云计算概念的延伸它主要使用的是边缘网络中的设备,数据传递具有极低时延。
雾计算具有辽阔的地理分布,带有大量网络节点的大规模传感器网络。
雾计算移动性好,手机和其他移动设备可以互相之间直接通信,信号不必到云端甚至基站去绕一圈,
支持很高的移动性。
云计算与雾计算的区别。
云计算 雾计算
数据存储位置 云中(服务器) 网络边缘的设备中(更依赖本地设备)
架构 集中式 分布式
单个服务器的计算性能 要求高 比较低
移动性 好 更好
手机和其他移动设备之间可以直接通信,
信号不用传到云端
安全性 更高
计算模式 网络中心 网络边缘
3 边缘计算
边缘计算指在物理上靠近物或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放
平台,就近提供边缘智能服务,满足行业数字化在敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐
私保护等方面的关键需求
有雾计算为什么还要用边缘计算?
边缘计算,进一步推进了雾计算的「LAN 内的处理能力」的理念,处理能力更靠近数据源。不是在中
央服务器里整理后实施处理,而是在网络内的各设备实施处理。这样,通过把传感器连接到可编程自动控
制器(PAC)上,使处理和通信的把握成为可能。和雾计算相比的优点,根据它的性质单一的故障点比较少。
各自的设备独立动作,可以判断什么数据保存在本地,什么数据发到云端。
有些数据不需要传到云上处理的时候,却传到了云上,这样在传输的过程中可能增加故障的可能性。
那么,边缘计算和云计算又有何区别?这两者都是处理大数据的计算运行方式。但不同的是,这一次,
数据不用再传到遥远的云端,在边缘侧就能解决,更适合实时的数据分析和智能化处理,也更加高效而且
安全。
边缘计算的优势:
1 实时或更快速的数据处理和分析:数据处理更接近数据来源,而不是在外部数据中心或云端进行,
因此可以减少迟延时间。
2 较低的成本:企业在本地设备的数据管理解决方案上的花费比在云和数据中心网络上的花费要少。
3 网络流量较少:随着物联网设备数量的增加,数据生成继续以创纪录的速度增加。因此,网络带宽
变得更加有限,让云端不堪重负,造成更大的数据瓶颈。
4 更高的应用程序运行效率:随着滞后减少,应用程序能够以更快的速度更高效地运行。
5 削弱云端的角色也会降低发生单点故障的可能性。
6 安全性高,由于边缘设备能够在收集和本地处理数据,数据不必传输到云端。因此,敏感信息不需
要经由网络,这样要是云遭到网络攻击,影响也不会那么严重
边缘计算的另一个关键优势与安全性和合规性有关。随着政府越来越关注企业如何利用消费者的数据,
这一点尤为重要
EdgeX Foundry
1 整体介绍
1.1 介绍
是一系列松耦合、开源的微服务集合,位于网络的边缘,可以与设备、传感
器、执行器和其他物联网对象的物理世界进行交互。旨在创造一个互操作性、
即插即用、模块化的物联网边缘计算的生态系统。
南侧在物理领域内的所有物联网对象,以及与这些设备、传感器、执行器和其他物联网对
象直接通信并从中收集数据的网络边缘,统称为“南侧”。
北侧将数据收集、存储、聚合、分析并转换为信息的云或企业系统,以及与云通信的网
络部分称为网络的“北侧”。
可以根据需要和指示发送“北”、“南”或“横向”数据。
因此, 使数据可以向北移动到云,也可以横向移动到其他网关,或返回到设备、传
感器和执行器。
1.2 EdgeX Foundry 包含的服务层
是一个开源微服务的集合。这些微服务被组织成 个服务层和 个基础的增
强系统服务。该微服务集合构成了四个微服务层及两个增强的基础系统服务,这四个微服
务层包含了从物理域数据采集到信息域数据处理等一系列的服务,另外两个基础系统服务
为该四个服务层提供支撑服务。
铸造厂的 个服务层如下
核心服务层
支持服务层
导出服务层
设备服务层
铸造公司的两项基础系统服务如下
安全
系统管理
从整体上来看,在最简单的实现中,单个网关设备具有运行在其上的 核心以及一组
装置,支持和导出服务以及管理服务和安全服务。这成为边缘处理节点,在与云连接之前,
与多个设备,传感器,机器等的交互在一起进行交互处理。
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