边缘设备系统及计算杂谈

Posted 2021-05-14 宋宝华

缘起

机缘巧合，未来一段时间要从事一个新兴的领域——边缘设备、系统、及计算。边缘设备，从物理形态上看，是出现于云、端之间，更接近端侧（也就是设备侧）的一种新型设备。它是伴随万物互联IoT而出现的，是为了解决IoT领域里一些新问题而出现的——不是拍脑袋忽悠大家的。

我对边缘的认识

那么，IoT相对于移动互联网有什么新情况呢？

• 万物互联的趋势下，大量传感器可以联网了。但把传感器的数据都接入云端显然是不切实际的。

• 大量传感器接入网络，其目的不是为了在云端存储一堆温度、湿度的数据，而是为了能智能分析这些数据，做一些动作。往往，根据传感器数据做出对应反应是有延时要求的。如果数据传到云端、分析、再发出动作指令的延时太长。例如，智能驾驶，不能把数据传到云端去分析再返回一个急刹车指令，车早就撞没了。所以，IoT领域里对事件的分析和处理有较高的实时要求。

• B端企业很多数据不允许传到云端，需要在本地某个地方。还有，有些工矿企业，或者智能汽车，传感器不能随时联网。

所以，边缘系统就是为了解决大量传感器接入导致的一系列问题而出现的新系统、新领域。它有两个显著特点：

• 功能上看起来像是云端能力的下沉。但系统模块上绝非简单的把云服务/服务器上的那套架构拿过来——比如现在最流行的微服务。因为边缘侧设备不太可能部署那么多服务器，且其性能也不见得有传统服务器那么强，最后运行的工况往往比较恶劣。

• 边缘系统的目的也不是设备端OS的目的。站在边缘系统的角度看，设备端的OS只不过提供了CPU、GPU、多媒体的能力，设备端上的应用只要利用好这些能力就可以干很多事情。而边缘系统的目的比较纯粹，类似后台服务，它更多是要接入传感器数据、做AI分析，控制等。
  

基于上述考虑，个人认为边缘系统会被看做是一种OS（内核可能还是Linux。但上层Framework会有自己独特的地方）。BTW，云端那一块好像没有一个大而统的OS的叫法，现在主流是叫基于微服务的XXX。

边缘领域的可能玩家

就我最近调研的情况看，边缘领域的玩家有几类：

• 最终的消费者，可能是B端企业多一点。因为工业物联网，或者什么工业4.0，说白了就是要利用数据干点智能的事情。数据上云很多情况下是不可能的。

• 传统的云厂商：上面也提到了，边缘系统的能力简单看是云端能力的下沉。但其实深入到B端企业看，每一家的定制化需求很大。云厂商最希望的一个方案卖给千百家的事情很难做到。

• 运营商：5G网支持私有化部署。那么这块加上边缘系统的话，打包输出给B端企业是可以的。之前我在民生行做Iot领域创新时碰到的一个案例——4S店汽车抵押贷款的时候，就曾经想过这个方案。那时候边缘计算还只是概念多一点。现在看这事办起来也不难。

• .....：除了上述外，其他一些中小厂家，如果有设备端能力、一定的云端能力，也可以参与。

边缘领域内相关的技术储备

边缘领域大概也接触了几个月，整体感觉在技术栈上，我看到的东西偏云端方面要求多一点，但也不是传统的Java那套。只能说思路相近。仔细想了下，可能大的技术领域有：

• 底层硬件、OS内核等：边缘设备本身还没有进化到一种相对标准的情况，往往需要根据客户需求去调整。看起来很碎片化，其实也是百家齐放的好环境。这一块需要BSP相关的能力。

• 中间件领域：技术偏云端多一点，但好像没有跑Java服务的，毕竟硬件资源消耗较大。大部分是跑go、C++程序。另外，容器化部署是主流。还有基于容器化之上的服务编排。但k8s太重，玩不转。k3s等会是一个方向。但和云端服务面向的问题不太一样，边缘设备里很有可能是单机的，既不会把多个服务部署在多个边缘设备里。所以，边缘设备的集群更像是后台数据库服务那样的水平拓展，或者主备的概念。

• 面向设备：由于需要接入不同的设备，各种设备有自己的接入协议，所以还需要有对应的设备接入方面的知识。

• 面向特定行业：由于是为B端服务，所以行业的领域知识也是一个门槛。
  

最后

边缘领域相对较新，技术栈也未完全确定，也不会出现ios、android这样2家OS就瓜分移动端天下的情况。目前这块开源的社区、系统很多，大家吸取经验教训，搞开放，一起服务最终客户。配图是EdgeXFoundry的首页截图。大家看到一个大章鱼，是因为章鱼的触角是智慧的，不需要什么事情都传到大脑去处理。

BTW，对我个人来说，之前一直搞设备端，服务端没机会深入，现在有了一个新领域让我体会下服务端的技术成果，善哉！

最后的最后

• 我期望的结果不是朋友们从我的书、文章、博客后学会了什么知识，干成了什么，而应该是说，神农，我可是踩在你的肩膀上的喔。

• 关于学习方面的问题，我已经讨论完了。后面这个公众号将对一些基础的技术，新技术做一些学习和分享。也欢迎你的投稿。不过，正如我在公众号“联系方式”里说的那样——郑渊洁在童话大王《智齿》里有一句话令我印象深刻，大意是“我有权保持沉默，但你说的每一句话都可能成为我灵感的源泉”。所以，影响不是单向的，很可能我从你那学到的东西更多。

神农和朋友们的杂文集

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