第三章-云计算边缘计算雾计算

【前言】随着万物互联时代的到来，网络边缘设备产生的数据量快速增加，带来了更高的数据传输带宽需求。于此同时，新型应用也对数据处理的实时性提出了更高要求，传统云计算模型已经无法有效应对，边缘计算、雾计算应用而生，并且受到学术界、工业届等各行各业的青睐。那么何谓云计算、雾计算、边缘计算？以及他们之间有何区别？各自具备何种优势？

1.基本概念

云计算：通俗来说，云计算服务其实就是让计算、存储、网络、数据、算法、应用等软硬件资源像电一样，随时随地、即插即用。是基于互联网的相关服务的增加、使用和交互模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。可以节省成本、容易管理，还支撑了分布式大数据处理。虚拟化和分布式是云计算中比较关键的技术点：虚拟化包括计算虚拟化、网络虚拟化和存储虚拟化。计算虚拟化通常做的是一虚多，即一台物理机虚拟出多台虚拟机，以“榨干”实际的物理资源，其包括全虚拟化、超虚拟化、硬件辅助虚拟化、半虚拟化和操作系统虚拟化。类似于计算虚拟化，网络虚拟化同样解决的是网络资源占用率不高、手动配置安全策略过于麻烦的问题，采用的思路同样是把物理的网络资源抽象成一个资源池，然后动态获取，网络虚拟化目前有控制转发分离、控制面开放、虚拟逻辑网络和网络功能虚拟化等不同的思想路线。分布式按照业务功能，拆分成一个个独立的子系统，在分布式结构中，每个子系统就被称为“服务”。虚拟化和分布式在共同解决一个问题，就是物理资源重新配置形成为逻辑资源，或称其为解耦。其中虚拟化做的是造一个资源池，而分布式做的是用一个资源池。

边缘计算：和传统的中心化思维不同，边缘计算将计算任务在接近数据源的计算资源上运行，其主要计算节点以及应用分布式部署在靠近终端的数据中心，这使得在服务的响应性能、还是可靠性方面都是高于传统中心化的云计算概念。具体而言，将云服务器上的功能下行至边缘服务器，以减少带宽和时延。边缘计算的基本理念是将计算任务在接近数据源的计算资源上运行，可以有效减小计算系统的延迟，减少数据传输带宽，缓解云计算中心压力，提高可用性，并能够保护数据安全和隐私。

雾计算：由性能较弱、更为分散的各种功能计算机组成，迁移云计算中心任务到网络边缘设备执行的一种高度虚拟化计算平台。它通过减少云计算中心和移动用户之间的通信次数，以缓解主干链路的带宽负载和能耗压力。雾计算是介于云计算和个人计算之间的，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，更具备可扩展性。

2.解读云计算和边缘计算

边缘计算是在理清云计算的框架基础上，认真的分析总结云计算具有的实时性不够、带宽不足、能耗较大、不利于数据安全和隐私等问题，边缘计算模型具有几个明显的优点：

在网络边缘处理大量临时数据，不再全部上传云端，这极大的减轻了网络带宽和数据中心功耗的压力。
在靠近数据生产者处做数据处理，不需要通过网络请求云计算中心的响应，大大减少了系统延迟，增强了服务响应能力。
边缘计算将用户隐私数据不再上传，而是存储在网络边缘设备上，减少了网络数据泄露的风险，保护了用户数据安全和隐私。

具体而言，边缘计算和云计算之间的区别如下：

其实如果说云计算是集中式大数据处理，边缘计算则可以理解为边缘式大数据处理。但不同的是，只是这一次，数据不用再传到遥远的云端，在边缘侧就能解决。
边缘计算更适合实时的数据分析和智能化处理，相较单纯的云计算也更加高效而且安全。

总结：边缘计算和云计算两者实际上都是处理大数据的计算运行的一种方式，云计算把握整体，边缘计算更专注局部。边缘计算更准确的说应该是对云计算的一种补充和优化。

3.解读边缘计算和雾计算

谈到边缘计算和雾计算，不少人一头雾水，下面我来具体解读一下。

边缘计算具体指代云和设备的边界，雾计算而言因为和云相比位置上更接近设备，所以表示为雾。

雾计算：经常是在IoT背景下被提及到，典型的主要业务是路由器、接入点甚至是与传感器和执行器一起的计算设备。处理能力放在包括 IoT设备的LAN里面，这个网络内的IoT网关，或者说是雾节点用于数据收集，处理，存储。多种来源的信息收集到网关里，处理后的数据发送回需要该数据的设备。雾计算的特点是处理能力强的单个设备接收多个端点来的信息，处理后的信息发回需要的地方，和云计算相比延迟更短。和边缘计算相比较的话，雾计算更具备可扩展性。雾计算不需要精确划分处理能力的有无，根据设备的能力也可以执行某些受限处理，但是更复杂的处理实施的话需要积极的连接。

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。边缘计算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。

雾计算和边缘计算具有很大的相似性，但是雾计算关注基础设施之间的通信问题，而边缘计算除了关注基础设施之外，也关注边缘设备，更加强调计算问题。

如果你还没懂的话，我一具体的事例描述一下三者的区分：

1.设备的性能量级

设备性能最高的，大中心机房级别的是云计算；设备性能还算可以的，一般家庭/企业买不起的，基站/小中心机房级别的是边缘计算；设备性能一般般的（比十年前的电脑强的），一般家庭就买的起的，路由器，家庭网关级别的是雾计算。

2. 设备的铺设方

设备由大厂铺设的（阿里腾讯）一个数据中心花好多好多钱的是云计算；设备由企业铺设的（各种互联网公司，设备公司）一个数据中心也要画一些钱，单位成本（同带宽，同存储，同计算单位）和云计算差不多，甚至可能会稍微贵点（因为成本没大批量采购砍的狠）的是边缘计算；设备由用户共享出来的，没有成本的（边际成本为零）的是雾计算。

摘自知乎：https://www.zhihu.com/question/54509902

4.CDN和边缘计算