分析边缘计算网关架构及其使用协议的作用

边缘计算架构简介

边缘计算架构是一种在设备附近提供存储和大量计算属性的新模型。将存储和计算功能带到更靠近设备的位置可以缩短响应时间并减少带宽。边缘时间处理传感器和实时应用程序生成的实时数据。物联网设备的大量涌现将带宽需求推向了极端水平，导致延迟。边缘计算将服务移近边缘并增强服务交付。

边缘计算架构

1.数据源/设备

边缘计算环境中的数据源可以是捕获数据的应用程序、传感器、设备或任何数据捕获设备。这些设备生成的数据因来源而异。数据源因功能和位置而异。各种边缘设备捕获数据并通过物联网协议进行通信，将数据发送到边缘网关。用于数据传输的协议可以是以太网、蓝牙、Wi-Fi、NFC、ZigBee 等。简而言之，每个数据生成设备都将被视为边缘设备。

2.边缘网关

边缘网关充当边缘设备和核心网络之间的节点。核心网络由功能强大到足以预处理数据的设备组成。边缘网关用于为有线和无线传输提供接口。使用的各种标准包括：

2.1Z-Wave：

Z-Wave 用于 30 米点对点通信，适用于涉及小型传输的应用，如家用电器控制应用。Z-Wave 在 ISM 频段（约 900 MHz）运行，允许 40 kbps 的传输速率。Z-wave 被认为是家用电器通信的最佳选择。

2.2LTE-A（长期演进—高级）：

此通信协议由一组用于通信的各种协议组成，这些协议属于机器类型信号和基于物联网的架构。在服务成本和可扩展性方面，它优于其他蜂窝解决方案。

2.3EPC-global：

电子产品代码用于供应链管理以识别物品，作为存储在 RFID 标签上的唯一标识号。该架构使用 RFID 技术以及易于使用的 RFID 标签和读取器进行信息共享。由于开放性、可扩展性等特点，该架构被认为是物联网未来的一种有前途的技术

2.4低功耗蓝牙：

低功耗蓝牙 (BLE) 或智能蓝牙使用短距离和最低功率要求的无线电信号。其工作范围几乎是传统蓝牙技术的十倍。与传统蓝牙技术相比，其延迟因子减少了 15 倍。0.01 mW 至 10 mW 之间的传输功率对于其工作是可行的。

使用的协议

1.协同应用协议

CoAP 是一种用于边缘设备和应用程序的应用层协议，由 IETF CoRE工作组创建。CoAP 提出了一种基于 HTTP 功能之上的表述性状态转移 (REST) 的传输协议。REST 是一种可缓存的连接协议，依赖于无状态的客户端-服务器架构。它代表了一种在 HTTP 之上在客户端和服务器之间交换数据的正确方法。它用于基于移动的社交网络应用程序，通过使用 HTTP 方法（获取、发布、放置和删除），它降低了复杂性。

2.消息队列传输协议

MQTT 用于在嵌入式设备、带有服务的网络以及中间件之间建立连接。连接操作基于路由机制，使 MQTT 成为 IoT 和 M2M 的最佳连接协议。MQTT 建立在 TCP 协议之上，适用于资源可用性低、链路不可靠或带宽低的设备。MQTT 仅由三个组件组成：订阅者、发布者和代理。

3.消息队列协议

AMQP 专注于面向消息的环境，是一种开放标准应用层协议。它通过消息传递保证原语提供可靠的通信，包括最多一次、至少一次和精确一次传递。TCP 用作消息交换的可靠协议。

边缘

边缘计算架构简单地意味着网络的边缘。网络边缘的设备根据功能而有所不同。可以在边缘使用移动电话。可以在网络边缘使用路由器等。边缘包括那些可以在将实际数据发送到云进行进一步存储和处理之前执行临时数据处理和临时存储的设备。边缘计算网关促进了边缘设备和边缘之间的通信。边缘提供更接近数据源的数据计算功能。边缘是边缘计算环境中核心网络与网络其余部分之间的分界线。它只是充当将边缘架构与雾域或云环境连接起来的接口。在边缘使用的设备应该能够提供存储和计算服务。网络的边缘可以与实际的边缘设备保持一定距离。在大多数情况下，根据响应时间和可用带宽，边缘可能与收集数据的主边缘设备只有一跳的距离。

结论

该架构专注于减少带宽使用和最小化延迟。该架构可以包含基于云的功能，在大多数情况下都是如此，在某些情况下，边缘架构模型中不包含云属性。还具有适当的接口，可与云数据中心连接，用于永久数据存储和其他基于云的服务。边缘架构非常灵活，可以添加来自不同异构环境的设备，并提供更靠近设备的服务。