2.4　第三部分——边缘计算

边缘计算使非传统计算能力接近数据源。尽管嵌入式系统已经存在于设备中近40年，但边缘计算已不仅仅是用于显示温度的简单8位微控制器或模数转换器电路。随着连接对象的数量和用例的复杂性在行业中不断增加，边缘计算试图解决关键问题。例如，在物联网领域，我们需要以下内容：

• 积累来自多个传感器的数据，并提供互联网入口。
• 解决关键安全情况下的实时响应，例如远程手术或自动驾驶场景。
• 可以管理大量非结构化数据（如视频数据甚至视频流）处理的解决方案，以节省通过无线运营商和云提供商传输数据的成本。

边缘计算也是分层次的，我们会研究5G基础设施、多接入边缘计算和雾计算。

我们将仔细研究硬件、操作系统、机械和功率，这是架构师必须为不同的边缘系统考虑的。例如，架构师可能需要一个能满足成本和功率要求的系统，但可能会放弃一些处理能力。其他设计可能需要极强的适应性和恢复性，因为边缘计算机可能处于非常偏远的地区，基本上需要自我管理。

为了将传感器的数据桥接到互联网上，我们需要两种技术：网关路由器和支持基于IP的协议，旨在提高效率。本部分探讨了PAN网络上的传感器与Internet桥接的边缘的路由器技术的作用。路由器的作用在保护、管理和引导数据方面尤为重要。边缘路由器对底层网状网络进行协调和监控，并对数据质量进行平衡和平整。数据的私有化和安全也是至关重要的。第三部分将探讨路由器在创建虚拟专用网络、虚拟局域网和软件定义广域网中的作用。实际上一个边缘路由器所服务的节点可能有数千个，从某种意义上说，它可以作为云的延伸，正如我们将在第11章中的那样。

本部分继续介绍节点、路由器和云之间物联网通信中使用的协议。物联网已经使用新的协议，而不是几十年来使用的传统HTTP和SNMP类型的消息传递。物联网数据需要高效、功耗感知和低时延的协议，这些协议可以在云内和云外轻松引导和保护数据。本部分探讨了诸如普适性MQTT，以及AMPQ和CoAP等协议，并举例说明它们的使用和效率。