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云計算、霧計算、邊緣計算到底是怎么回事?



新型智慧城市資源共享平臺--7500人的新型智慧城市規(guī)劃與建設服務!

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物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生了前所未有的大量數(shù)據(jù),進而對網(wǎng)絡結構產(chǎn)生巨大的壓力。這些年,各種“計算”層出不迭,網(wǎng)格計算、云計算、霧計算、霾計算、邊緣計算…即便身處ICT行業(yè),也很容易被這些不同的計算搞的云山霧罩。

那么它們到底是怎么產(chǎn)生的?有何意義?彼此間又有哪些區(qū)別呢?接下來為大家一一盤點。



1

云計算


什么是云計算?維基百科是這樣解釋的:云計算是基于網(wǎng)絡提供的按需的、共享的、可配置的計算以及其他資源。這種方法很像是自來水的供應,人們只需擰開水龍頭就可以使用提供的資源,而不必自己去建立一個大而復雜的管道。


從計算方式上來講,云計算是云+端的模式。用戶的個人智能客戶端通過網(wǎng)絡連接到云上,從而與云端的“云”共同形成一個綜合的平臺,客戶端可以是多樣的,它既可以是電腦、平板,也可以是手機,甚至汽車等。


云計算由來


早期的每一個網(wǎng)站背后,都有一臺服務器。后來,上網(wǎng)的群眾越來越多,服務器開始吃不消了,為了能讓網(wǎng)站正常運行,不得不用更好更多的服務器。



但事實上這樣的效果并不好,過度繁重的結構加大了網(wǎng)站設計和構架的難度,而且越是復雜的系統(tǒng)越是不穩(wěn)定。有可能一個出問題,這樣一個完整的系統(tǒng)就徹底掛掉。


人們想,那我不用這么亂七八糟復雜的系統(tǒng),上一個極其牛逼的服務器不就好了?可是,太貴了……



于是人們突然想到了一個好辦法:把所有計算資源集結起來看成是一個整體(一朵云),每個操作請求都可以按照一定的規(guī)則分割成小片段,分發(fā)給不同的機器同時運算,每個機器其實只要做很小的計算就可以,哪怕是很落后的機器都能輕松完成。


云計算把用戶的任務請求做除法,一個請求進來,我們把它變成許多個小任務段,最后匯總出去給用戶一個完整的結果。


云計算發(fā)展

云計算這個詞最早來源于2006年8月9日,在一次搜索引擎大會上,Google首席執(zhí)行官Eric Schmidt首次提出了“云計算”(Cloud Computing)這一概念。


雖然是由Google最先倡導,但是真正把云計算用于大規(guī)模商用的公司是亞馬遜,并且早在Google提出云計算的概念之前,亞馬遜于2002年就推出了Amazon Web Service服務產(chǎn)品。



十幾年前亞馬遜還只是一個線上書店,遠見卓識的CEO要求亞馬遜必須提供一個基礎平臺,所有團隊的程序模塊都要以通過 Service Interface 方式將其數(shù)據(jù)與功能開放出來。所有的 Service Interface,都必須從骨子里到表面上設計成能對外界開放的。團隊間的程序模塊的信息通信,都要通過這些接口。


經(jīng)歷數(shù)年的演化,這套基礎平臺(AWS 前身)不僅很好的服務亞馬遜自身,還為以后的 AWS 奠定了扎實的技術和產(chǎn)品基礎。和雙十一類似,亞馬遜也有 Black Friday 等促銷節(jié)日,促銷時的流量比平常高出數(shù)倍乃至數(shù)十倍,所以亞馬遜購置了大量的服務器等 IT 資源,當促銷過去后,這些 IT 資源多處于閑置狀態(tài),造成嚴重的浪費。


為了充分利用這些 IT 設施,亞馬遜開始將這套平臺(AWS)對外開放,允許小企業(yè)和私人租用亞馬遜的計算機來運行它們自己的應用。隨后,亞馬遜在云業(yè)務方面的商業(yè)成功超出所有人的想象,收入年年創(chuàng)新高,成為業(yè)界的領頭羊。而亞馬遜在云計算的服務產(chǎn)品也成為其它云計算服務商的效仿對象。



到2008年,幾乎所有的主流IT廠商開始談論云計算,這里既包括

硬件廠商:IBM、HP、Intel、思科、SUN等;

軟件廠商:微軟、Oracle、VMware等;

互聯(lián)網(wǎng)公司:Google、亞馬遜等;

以及電信運營商:中國移動、中國電信、AT&T等。

不過云計算的發(fā)展也是磕磕盼盼,直到近幾年才被市場普遍接受。


來源:信通院


如果從亞馬遜AWS S3服務商用算起,云計算行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了十年,市場格局、競爭態(tài)勢較為明朗。不過中國市場起步相對較晚,目前仍處于快速增長階段,企業(yè)眾多。



2

邊緣計算


邊緣計算(Edge computing)是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側,采用網(wǎng)絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放平臺,就近提供最近端服務。




邊緣計算由來

邊緣計算是近幾年才興起的一個概念,它的出現(xiàn)是源于云計算在實際運用中的不足。


如:制造業(yè)打造智能工廠時,會有大量的智能化終端和設備通過工業(yè)網(wǎng)絡接入,企業(yè)需要計算和處理的日常業(yè)務數(shù)據(jù)越來越龐大。同時,工業(yè)上有大量需要實時處理的場景,需要在毫秒級別進行實時響應。由于網(wǎng)絡的限制,云計算架構難以實現(xiàn)實時響應。


無人汽車需要在高速移動狀態(tài)對周圍環(huán)境做出反應,所以響應時間是個極其重要的指標。假設汽車行駛速度為65英里每小時,緊急制動響應時間即便只慢了幾毫秒,汽車緊急制動距離就會多出幾英尺,這或許就是發(fā)生事故和沒有發(fā)生事故的區(qū)別。


油氣行業(yè)也致力于實現(xiàn)油氣田智慧化運營。通過大量傳感器,對油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動化采集,可以大幅減少人力。但如果每個傳感器都向云端發(fā)送聯(lián)接,這將給網(wǎng)絡帶來巨大壓力,同時油氣行業(yè)的應用場景中,網(wǎng)絡連接并不穩(wěn)定。

 


從上述場景中不難發(fā)現(xiàn),隨著大量傳感器、智能化終端等網(wǎng)絡邊緣側設備的連接,產(chǎn)生著大量的實時數(shù)據(jù),如果把這些數(shù)據(jù)的分析處理等都放到云端,既會帶來高昂的帶寬成本,又難以滿足邊緣側的業(yè)務實時性。同時,邊緣側數(shù)據(jù)對很多行業(yè)都是高度敏感和關鍵的,這些數(shù)據(jù)放到云端存在安全與隱私方面的風險。

 

于是,邊緣計算這個新的計算模型應需而生。



邊緣計算發(fā)展

邊緣計算的目標是解決各個行業(yè)通過物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)數(shù)字化和智能化轉型中的所遇到的五大難題,這也正是邊緣計算的價值所在。


邊緣計算的五大價值


邊緣計算環(huán)境是構成物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的諸多元素的一個子集,它剔除了管理、安全和分析功能。邊緣計算整個體系中包含了四個關鍵部分:智能設備(資產(chǎn))、智能網(wǎng)關、智能系統(tǒng)、智能服務,它是聯(lián)接物理世界和虛擬世界的一道“橋梁”。



邊緣計算是一個新興的產(chǎn)業(yè),為了推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,盡快實現(xiàn)商用落地,去年11月30日,多家企業(yè)、行業(yè)組織發(fā)起成立了邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC),歷經(jīng)短短一年的發(fā)展,聯(lián)盟現(xiàn)已擁有154家成員單位。



另外今年4月,Linux基金會發(fā)布了一個開源物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算項目:EdgeX Foundry。它是第一個超大型物聯(lián)網(wǎng)邊緣運算項目,目的是要打造一套通用邊緣運算框架,圍繞可互操作的即插即用部件打造一個生態(tài)系統(tǒng)。




3

霧計算


霧計算(Fog Computing)中霧的命名源自“霧是更貼近地面的云”,它的理念跟 邊緣計算 差不多,但是兩者數(shù)據(jù)的收集,處理,通信的方法并不不同。



通常來說,霧計算環(huán)境由傳統(tǒng)的網(wǎng)絡設備組件,如:路由器、開關、機頂盒、本地服務器、基站等構成,可以安裝在離物聯(lián)網(wǎng)終端設備和傳感器較近的地方。這些組件可以提供不同的計算、存儲、網(wǎng)絡功能,支持服務應用的執(zhí)行。所以,霧計算依靠這些組件,可以創(chuàng)建分布于不同地方的云服務。



霧計算的構成


霧計算與邊緣計算的區(qū)別

霧計算的處理能力放在包括 IoT設備的局域網(wǎng)里面,網(wǎng)絡內的IoT網(wǎng)關,或者說是霧節(jié)點用于數(shù)據(jù)收集,處理,存儲。多種來源的信息收集到網(wǎng)關里,處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送回需要該數(shù)據(jù)的設備。


霧計算的特點是處理能力強的單個設備接收多個端點來的信息,處理后的信息發(fā)回需要的地方。


邊緣計算,進一步推進了霧計算的的理念,處理能力更靠近數(shù)據(jù)源,不是在中央服務器里整理后實施處理,而是在網(wǎng)絡內的各設備實施處理。通過把傳感器連接到可編程自動控制器(PAC)上,使處理和通信的把握成為可能。


和霧計算相比的優(yōu)點,根據(jù)它的性質單一的故障點比較少。各自的設備獨立動作,可以判斷什么數(shù)據(jù)保存在本地,什么數(shù)據(jù)發(fā)到云端。


以吸塵器為例說明:

霧計算集中化的霧節(jié)點(IoT網(wǎng)關)繼續(xù)從家中的傳感器收集信息,檢測到垃圾的話就啟動吸塵器。

邊緣計算的解決方案里傳感器各自判斷有沒有垃圾,來發(fā)送啟動吸塵器的信號。



和邊緣計算相比較的話,霧計算更具備可擴展性。具有集中處理的設備,設想的網(wǎng)絡是從多個端點發(fā)送數(shù)據(jù)的大的網(wǎng)絡。

霧計算不需要精確劃分處理能力的有無。根據(jù)設備的能力也可以執(zhí)行某些受限處理,但是更復雜的處理實施的話需要積極的連接。



霧計算發(fā)展

2010年11月28日,“維基揭秘”網(wǎng)站發(fā)布了25萬余份美國國務院機密文件,將諸多美國外交內幕和盤托出,爆出了美國歷史上也是世界歷史上最大規(guī)模的泄密事件。緊接著又集中爆發(fā)了一連串的網(wǎng)絡個人信息泄露事件,日益嚴重的數(shù)據(jù)泄露引發(fā)了各界關注。


最初“霧計算”這個名字還是由美國紐約哥倫比亞大學的斯特爾佛教授(Prof. Stolfo)起的,不過他當時的目的是利用“霧”來阻擋黑客入侵。顯然,這與我們現(xiàn)在所講的“霧計算”有著巨大的差距。


我們現(xiàn)在所熟知的“霧計算”這個概念是由思科首創(chuàng),2015年11月,ARM、戴爾、英特爾、微軟等幾大科技公司以及普林斯頓大學加入了這個概念陣營,并成立了非盈利性組織OpenFog Consortium (開放霧聯(lián)盟),旨在推廣和加快開放霧計算的普及,促進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。目前,聯(lián)盟已經(jīng)有了60名成員。



有云就有霧,有霧就有霾,有了云計算和霧計算之后,“霾計算”這種比較奇葩的概念也順理成章地誕生了。邊緣計算的概念出來后,接著又有新的幾種計算冒了出來,其中包括移動邊緣計算(MEC)和移動云計算(MCC),作為云計算和邊緣計算的擴充。


有理由相信,接下來還會不斷地出現(xiàn)新概念,但云、霧、邊緣三大主流技術會長期存在,能理解這三者,就不會被其它技術弄暈了。


全球物聯(lián)網(wǎng)觀察獨家整理

轉載請注明出處物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生了前所未有的大量數(shù)據(jù),進而對網(wǎng)絡結構產(chǎn)生巨大的壓力。這些年,各種“計算”層出不迭,網(wǎng)格計算、云計算、霧計算、霾計算、邊緣計算…即便身處ICT行業(yè),也很容易被這些不同的計算搞的云山霧罩。

那么它們到底是怎么產(chǎn)生的?有何意義?彼此間又有哪些區(qū)別呢?接下來為大家一一盤點。



1

云計算


什么是云計算?維基百科是這樣解釋的:云計算是基于網(wǎng)絡提供的按需的、共享的、可配置的計算以及其他資源。這種方法很像是自來水的供應,人們只需擰開水龍頭就可以使用提供的資源,而不必自己去建立一個大而復雜的管道。


從計算方式上來講,云計算是云+端的模式。用戶的個人智能客戶端通過網(wǎng)絡連接到云上,從而與云端的“云”共同形成一個綜合的平臺,客戶端可以是多樣的,它既可以是電腦、平板,也可以是手機,甚至汽車等。


云計算由來


早期的每一個網(wǎng)站背后,都有一臺服務器。后來,上網(wǎng)的群眾越來越多,服務器開始吃不消了,為了能讓網(wǎng)站正常運行,不得不用更好更多的服務器。



但事實上這樣的效果并不好,過度繁重的結構加大了網(wǎng)站設計和構架的難度,而且越是復雜的系統(tǒng)越是不穩(wěn)定。有可能一個出問題,這樣一個完整的系統(tǒng)就徹底掛掉。


人們想,那我不用這么亂七八糟復雜的系統(tǒng),上一個極其牛逼的服務器不就好了?可是,太貴了……



于是人們突然想到了一個好辦法:把所有計算資源集結起來看成是一個整體(一朵云),每個操作請求都可以按照一定的規(guī)則分割成小片段,分發(fā)給不同的機器同時運算,每個機器其實只要做很小的計算就可以,哪怕是很落后的機器都能輕松完成。


云計算把用戶的任務請求做除法,一個請求進來,我們把它變成許多個小任務段,最后匯總出去給用戶一個完整的結果。


云計算發(fā)展

云計算這個詞最早來源于2006年8月9日,在一次搜索引擎大會上,Google首席執(zhí)行官Eric Schmidt首次提出了“云計算”(Cloud Computing)這一概念。


雖然是由Google最先倡導,但是真正把云計算用于大規(guī)模商用的公司是亞馬遜,并且早在Google提出云計算的概念之前,亞馬遜于2002年就推出了Amazon Web Service服務產(chǎn)品。



十幾年前亞馬遜還只是一個線上書店,遠見卓識的CEO要求亞馬遜必須提供一個基礎平臺,所有團隊的程序模塊都要以通過 Service Interface 方式將其數(shù)據(jù)與功能開放出來。所有的 Service Interface,都必須從骨子里到表面上設計成能對外界開放的。團隊間的程序模塊的信息通信,都要通過這些接口。


經(jīng)歷數(shù)年的演化,這套基礎平臺(AWS 前身)不僅很好的服務亞馬遜自身,還為以后的 AWS 奠定了扎實的技術和產(chǎn)品基礎。和雙十一類似,亞馬遜也有 Black Friday 等促銷節(jié)日,促銷時的流量比平常高出數(shù)倍乃至數(shù)十倍,所以亞馬遜購置了大量的服務器等 IT 資源,當促銷過去后,這些 IT 資源多處于閑置狀態(tài),造成嚴重的浪費。


為了充分利用這些 IT 設施,亞馬遜開始將這套平臺(AWS)對外開放,允許小企業(yè)和私人租用亞馬遜的計算機來運行它們自己的應用。隨后,亞馬遜在云業(yè)務方面的商業(yè)成功超出所有人的想象,收入年年創(chuàng)新高,成為業(yè)界的領頭羊。而亞馬遜在云計算的服務產(chǎn)品也成為其它云計算服務商的效仿對象。



到2008年,幾乎所有的主流IT廠商開始談論云計算,這里既包括

硬件廠商:IBM、HP、Intel、思科、SUN等;

軟件廠商:微軟、Oracle、VMware等;

互聯(lián)網(wǎng)公司:Google、亞馬遜等;

以及電信運營商:中國移動、中國電信、AT&T等。

不過云計算的發(fā)展也是磕磕盼盼,直到近幾年才被市場普遍接受。


來源:信通院


如果從亞馬遜AWS S3服務商用算起,云計算行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了十年,市場格局、競爭態(tài)勢較為明朗。不過中國市場起步相對較晚,目前仍處于快速增長階段,企業(yè)眾多。



2

邊緣計算


邊緣計算(Edge computing)是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側,采用網(wǎng)絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放平臺,就近提供最近端服務。




邊緣計算由來

邊緣計算是近幾年才興起的一個概念,它的出現(xiàn)是源于云計算在實際運用中的不足。


如:制造業(yè)打造智能工廠時,會有大量的智能化終端和設備通過工業(yè)網(wǎng)絡接入,企業(yè)需要計算和處理的日常業(yè)務數(shù)據(jù)越來越龐大。同時,工業(yè)上有大量需要實時處理的場景,需要在毫秒級別進行實時響應。由于網(wǎng)絡的限制,云計算架構難以實現(xiàn)實時響應。


無人汽車需要在高速移動狀態(tài)對周圍環(huán)境做出反應,所以響應時間是個極其重要的指標。假設汽車行駛速度為65英里每小時,緊急制動響應時間即便只慢了幾毫秒,汽車緊急制動距離就會多出幾英尺,這或許就是發(fā)生事故和沒有發(fā)生事故的區(qū)別。


油氣行業(yè)也致力于實現(xiàn)油氣田智慧化運營。通過大量傳感器,對油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動化采集,可以大幅減少人力。但如果每個傳感器都向云端發(fā)送聯(lián)接,這將給網(wǎng)絡帶來巨大壓力,同時油氣行業(yè)的應用場景中,網(wǎng)絡連接并不穩(wěn)定。

 


從上述場景中不難發(fā)現(xiàn),隨著大量傳感器、智能化終端等網(wǎng)絡邊緣側設備的連接,產(chǎn)生著大量的實時數(shù)據(jù),如果把這些數(shù)據(jù)的分析處理等都放到云端,既會帶來高昂的帶寬成本,又難以滿足邊緣側的業(yè)務實時性。同時,邊緣側數(shù)據(jù)對很多行業(yè)都是高度敏感和關鍵的,這些數(shù)據(jù)放到云端存在安全與隱私方面的風險。

 

于是,邊緣計算這個新的計算模型應需而生。



邊緣計算發(fā)展

邊緣計算的目標是解決各個行業(yè)通過物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)數(shù)字化和智能化轉型中的所遇到的五大難題,這也正是邊緣計算的價值所在。


邊緣計算的五大價值


邊緣計算環(huán)境是構成物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的諸多元素的一個子集,它剔除了管理、安全和分析功能。邊緣計算整個體系中包含了四個關鍵部分:智能設備(資產(chǎn))、智能網(wǎng)關、智能系統(tǒng)、智能服務,它是聯(lián)接物理世界和虛擬世界的一道“橋梁”。



邊緣計算是一個新興的產(chǎn)業(yè),為了推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,盡快實現(xiàn)商用落地,去年11月30日,多家企業(yè)、行業(yè)組織發(fā)起成立了邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC),歷經(jīng)短短一年的發(fā)展,聯(lián)盟現(xiàn)已擁有154家成員單位。



另外今年4月,Linux基金會發(fā)布了一個開源物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算項目:EdgeX Foundry。它是第一個超大型物聯(lián)網(wǎng)邊緣運算項目,目的是要打造一套通用邊緣運算框架,圍繞可互操作的即插即用部件打造一個生態(tài)系統(tǒng)。




3

霧計算


霧計算(Fog Computing)中霧的命名源自“霧是更貼近地面的云”,它的理念跟 邊緣計算 差不多,但是兩者數(shù)據(jù)的收集,處理,通信的方法并不不同。



通常來說,霧計算環(huán)境由傳統(tǒng)的網(wǎng)絡設備組件,如:路由器、開關、機頂盒、本地服務器、基站等構成,可以安裝在離物聯(lián)網(wǎng)終端設備和傳感器較近的地方。這些組件可以提供不同的計算、存儲、網(wǎng)絡功能,支持服務應用的執(zhí)行。所以,霧計算依靠這些組件,可以創(chuàng)建分布于不同地方的云服務。



霧計算的構成


霧計算與邊緣計算的區(qū)別

霧計算的處理能力放在包括 IoT設備的局域網(wǎng)里面,網(wǎng)絡內的IoT網(wǎng)關,或者說是霧節(jié)點用于數(shù)據(jù)收集,處理,存儲。多種來源的信息收集到網(wǎng)關里,處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送回需要該數(shù)據(jù)的設備。


霧計算的特點是處理能力強的單個設備接收多個端點來的信息,處理后的信息發(fā)回需要的地方。


邊緣計算,進一步推進了霧計算的的理念,處理能力更靠近數(shù)據(jù)源,不是在中央服務器里整理后實施處理,而是在網(wǎng)絡內的各設備實施處理。通過把傳感器連接到可編程自動控制器(PAC)上,使處理和通信的把握成為可能。


和霧計算相比的優(yōu)點,根據(jù)它的性質單一的故障點比較少。各自的設備獨立動作,可以判斷什么數(shù)據(jù)保存在本地,什么數(shù)據(jù)發(fā)到云端。


以吸塵器為例說明:

霧計算集中化的霧節(jié)點(IoT網(wǎng)關)繼續(xù)從家中的傳感器收集信息,檢測到垃圾的話就啟動吸塵器。

邊緣計算的解決方案里傳感器各自判斷有沒有垃圾,來發(fā)送啟動吸塵器的信號。



和邊緣計算相比較的話,霧計算更具備可擴展性。具有集中處理的設備,設想的網(wǎng)絡是從多個端點發(fā)送數(shù)據(jù)的大的網(wǎng)絡。

霧計算不需要精確劃分處理能力的有無。根據(jù)設備的能力也可以執(zhí)行某些受限處理,但是更復雜的處理實施的話需要積極的連接。



霧計算發(fā)展

2010年11月28日,“維基揭秘”網(wǎng)站發(fā)布了25萬余份美國國務院機密文件,將諸多美國外交內幕和盤托出,爆出了美國歷史上也是世界歷史上最大規(guī)模的泄密事件。緊接著又集中爆發(fā)了一連串的網(wǎng)絡個人信息泄露事件,日益嚴重的數(shù)據(jù)泄露引發(fā)了各界關注。


最初“霧計算”這個名字還是由美國紐約哥倫比亞大學的斯特爾佛教授(Prof. Stolfo)起的,不過他當時的目的是利用“霧”來阻擋黑客入侵。顯然,這與我們現(xiàn)在所講的“霧計算”有著巨大的差距。


我們現(xiàn)在所熟知的“霧計算”這個概念是由思科首創(chuàng),2015年11月,ARM、戴爾、英特爾、微軟等幾大科技公司以及普林斯頓大學加入了這個概念陣營,并成立了非盈利性組織OpenFog Consortium (開放霧聯(lián)盟),旨在推廣和加快開放霧計算的普及,促進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。目前,聯(lián)盟已經(jīng)有了60名成員。



有云就有霧,有霧就有霾,有了云計算和霧計算之后,“霾計算”這種比較奇葩的概念也順理成章地誕生了。邊緣計算的概念出來后,接著又有新的幾種計算冒了出來,其中包括移動邊緣計算(MEC)和移動云計算(MCC),作為云計算和邊緣計算的擴充。


有理由相信,接下來還會不斷地出現(xiàn)新概念,但云、霧、邊緣三大主流技術會長期存在,能理解這三者,就不會被其它技術弄暈了。


全球物聯(lián)網(wǎng)觀察獨家整理

轉載請注明出處物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生了前所未有的大量數(shù)據(jù),進而對網(wǎng)絡結構產(chǎn)生巨大的壓力。這些年,各種“計算”層出不迭,網(wǎng)格計算、云計算、霧計算、霾計算、邊緣計算…即便身處ICT行業(yè),也很容易被這些不同的計算搞的云山霧罩。

那么它們到底是怎么產(chǎn)生的?有何意義?彼此間又有哪些區(qū)別呢?接下來為大家一一盤點。



1

云計算


什么是云計算?維基百科是這樣解釋的:云計算是基于網(wǎng)絡提供的按需的、共享的、可配置的計算以及其他資源。這種方法很像是自來水的供應,人們只需擰開水龍頭就可以使用提供的資源,而不必自己去建立一個大而復雜的管道。


從計算方式上來講,云計算是云+端的模式。用戶的個人智能客戶端通過網(wǎng)絡連接到云上,從而與云端的“云”共同形成一個綜合的平臺,客戶端可以是多樣的,它既可以是電腦、平板,也可以是手機,甚至汽車等。


云計算由來


早期的每一個網(wǎng)站背后,都有一臺服務器。后來,上網(wǎng)的群眾越來越多,服務器開始吃不消了,為了能讓網(wǎng)站正常運行,不得不用更好更多的服務器。



但事實上這樣的效果并不好,過度繁重的結構加大了網(wǎng)站設計和構架的難度,而且越是復雜的系統(tǒng)越是不穩(wěn)定。有可能一個出問題,這樣一個完整的系統(tǒng)就徹底掛掉。


人們想,那我不用這么亂七八糟復雜的系統(tǒng),上一個極其牛逼的服務器不就好了?可是,太貴了……



于是人們突然想到了一個好辦法:把所有計算資源集結起來看成是一個整體(一朵云),每個操作請求都可以按照一定的規(guī)則分割成小片段,分發(fā)給不同的機器同時運算,每個機器其實只要做很小的計算就可以,哪怕是很落后的機器都能輕松完成。


云計算把用戶的任務請求做除法,一個請求進來,我們把它變成許多個小任務段,最后匯總出去給用戶一個完整的結果。


云計算發(fā)展

云計算這個詞最早來源于2006年8月9日,在一次搜索引擎大會上,Google首席執(zhí)行官Eric Schmidt首次提出了“云計算”(Cloud Computing)這一概念。


雖然是由Google最先倡導,但是真正把云計算用于大規(guī)模商用的公司是亞馬遜,并且早在Google提出云計算的概念之前,亞馬遜于2002年就推出了Amazon Web Service服務產(chǎn)品。



十幾年前亞馬遜還只是一個線上書店,遠見卓識的CEO要求亞馬遜必須提供一個基礎平臺,所有團隊的程序模塊都要以通過 Service Interface 方式將其數(shù)據(jù)與功能開放出來。所有的 Service Interface,都必須從骨子里到表面上設計成能對外界開放的。團隊間的程序模塊的信息通信,都要通過這些接口。


經(jīng)歷數(shù)年的演化,這套基礎平臺(AWS 前身)不僅很好的服務亞馬遜自身,還為以后的 AWS 奠定了扎實的技術和產(chǎn)品基礎。和雙十一類似,亞馬遜也有 Black Friday 等促銷節(jié)日,促銷時的流量比平常高出數(shù)倍乃至數(shù)十倍,所以亞馬遜購置了大量的服務器等 IT 資源,當促銷過去后,這些 IT 資源多處于閑置狀態(tài),造成嚴重的浪費。


為了充分利用這些 IT 設施,亞馬遜開始將這套平臺(AWS)對外開放,允許小企業(yè)和私人租用亞馬遜的計算機來運行它們自己的應用。隨后,亞馬遜在云業(yè)務方面的商業(yè)成功超出所有人的想象,收入年年創(chuàng)新高,成為業(yè)界的領頭羊。而亞馬遜在云計算的服務產(chǎn)品也成為其它云計算服務商的效仿對象。



到2008年,幾乎所有的主流IT廠商開始談論云計算,這里既包括

硬件廠商:IBM、HP、Intel、思科、SUN等;

軟件廠商:微軟、Oracle、VMware等;

互聯(lián)網(wǎng)公司:Google、亞馬遜等;

以及電信運營商:中國移動、中國電信、AT&T等。

不過云計算的發(fā)展也是磕磕盼盼,直到近幾年才被市場普遍接受。


來源:信通院


如果從亞馬遜AWS S3服務商用算起,云計算行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了十年,市場格局、競爭態(tài)勢較為明朗。不過中國市場起步相對較晚,目前仍處于快速增長階段,企業(yè)眾多。



2

邊緣計算


邊緣計算(Edge computing)是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側,采用網(wǎng)絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放平臺,就近提供最近端服務。




邊緣計算由來

邊緣計算是近幾年才興起的一個概念,它的出現(xiàn)是源于云計算在實際運用中的不足。


如:制造業(yè)打造智能工廠時,會有大量的智能化終端和設備通過工業(yè)網(wǎng)絡接入,企業(yè)需要計算和處理的日常業(yè)務數(shù)據(jù)越來越龐大。同時,工業(yè)上有大量需要實時處理的場景,需要在毫秒級別進行實時響應。由于網(wǎng)絡的限制,云計算架構難以實現(xiàn)實時響應。


無人汽車需要在高速移動狀態(tài)對周圍環(huán)境做出反應,所以響應時間是個極其重要的指標。假設汽車行駛速度為65英里每小時,緊急制動響應時間即便只慢了幾毫秒,汽車緊急制動距離就會多出幾英尺,這或許就是發(fā)生事故和沒有發(fā)生事故的區(qū)別。


油氣行業(yè)也致力于實現(xiàn)油氣田智慧化運營。通過大量傳感器,對油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動化采集,可以大幅減少人力。但如果每個傳感器都向云端發(fā)送聯(lián)接,這將給網(wǎng)絡帶來巨大壓力,同時油氣行業(yè)的應用場景中,網(wǎng)絡連接并不穩(wěn)定。

 


從上述場景中不難發(fā)現(xiàn),隨著大量傳感器、智能化終端等網(wǎng)絡邊緣側設備的連接,產(chǎn)生著大量的實時數(shù)據(jù),如果把這些數(shù)據(jù)的分析處理等都放到云端,既會帶來高昂的帶寬成本,又難以滿足邊緣側的業(yè)務實時性。同時,邊緣側數(shù)據(jù)對很多行業(yè)都是高度敏感和關鍵的,這些數(shù)據(jù)放到云端存在安全與隱私方面的風險。

 

于是,邊緣計算這個新的計算模型應需而生。



邊緣計算發(fā)展

邊緣計算的目標是解決各個行業(yè)通過物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)數(shù)字化和智能化轉型中的所遇到的五大難題,這也正是邊緣計算的價值所在。


邊緣計算的五大價值


邊緣計算環(huán)境是構成物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的諸多元素的一個子集,它剔除了管理、安全和分析功能。邊緣計算整個體系中包含了四個關鍵部分:智能設備(資產(chǎn))、智能網(wǎng)關、智能系統(tǒng)、智能服務,它是聯(lián)接物理世界和虛擬世界的一道“橋梁”。



邊緣計算是一個新興的產(chǎn)業(yè),為了推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,盡快實現(xiàn)商用落地,去年11月30日,多家企業(yè)、行業(yè)組織發(fā)起成立了邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC),歷經(jīng)短短一年的發(fā)展,聯(lián)盟現(xiàn)已擁有154家成員單位。



另外今年4月,Linux基金會發(fā)布了一個開源物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算項目:EdgeX Foundry。它是第一個超大型物聯(lián)網(wǎng)邊緣運算項目,目的是要打造一套通用邊緣運算框架,圍繞可互操作的即插即用部件打造一個生態(tài)系統(tǒng)。




3

霧計算


霧計算(Fog Computing)中霧的命名源自“霧是更貼近地面的云”,它的理念跟 邊緣計算 差不多,但是兩者數(shù)據(jù)的收集,處理,通信的方法并不不同。



通常來說,霧計算環(huán)境由傳統(tǒng)的網(wǎng)絡設備組件,如:路由器、開關、機頂盒、本地服務器、基站等構成,可以安裝在離物聯(lián)網(wǎng)終端設備和傳感器較近的地方。這些組件可以提供不同的計算、存儲、網(wǎng)絡功能,支持服務應用的執(zhí)行。所以,霧計算依靠這些組件,可以創(chuàng)建分布于不同地方的云服務。



霧計算的構成


霧計算與邊緣計算的區(qū)別

霧計算的處理能力放在包括 IoT設備的局域網(wǎng)里面,網(wǎng)絡內的IoT網(wǎng)關,或者說是霧節(jié)點用于數(shù)據(jù)收集,處理,存儲。多種來源的信息收集到網(wǎng)關里,處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送回需要該數(shù)據(jù)的設備。


霧計算的特點是處理能力強的單個設備接收多個端點來的信息,處理后的信息發(fā)回需要的地方。


邊緣計算,進一步推進了霧計算的的理念,處理能力更靠近數(shù)據(jù)源,不是在中央服務器里整理后實施處理,而是在網(wǎng)絡內的各設備實施處理。通過把傳感器連接到可編程自動控制器(PAC)上,使處理和通信的把握成為可能。


和霧計算相比的優(yōu)點,根據(jù)它的性質單一的故障點比較少。各自的設備獨立動作,可以判斷什么數(shù)據(jù)保存在本地,什么數(shù)據(jù)發(fā)到云端。


以吸塵器為例說明:

霧計算集中化的霧節(jié)點(IoT網(wǎng)關)繼續(xù)從家中的傳感器收集信息,檢測到垃圾的話就啟動吸塵器。

邊緣計算的解決方案里傳感器各自判斷有沒有垃圾,來發(fā)送啟動吸塵器的信號。



和邊緣計算相比較的話,霧計算更具備可擴展性。具有集中處理的設備,設想的網(wǎng)絡是從多個端點發(fā)送數(shù)據(jù)的大的網(wǎng)絡。

霧計算不需要精確劃分處理能力的有無。根據(jù)設備的能力也可以執(zhí)行某些受限處理,但是更復雜的處理實施的話需要積極的連接。



霧計算發(fā)展

2010年11月28日,“維基揭秘”網(wǎng)站發(fā)布了25萬余份美國國務院機密文件,將諸多美國外交內幕和盤托出,爆出了美國歷史上也是世界歷史上最大規(guī)模的泄密事件。緊接著又集中爆發(fā)了一連串的網(wǎng)絡個人信息泄露事件,日益嚴重的數(shù)據(jù)泄露引發(fā)了各界關注。


最初“霧計算”這個名字還是由美國紐約哥倫比亞大學的斯特爾佛教授(Prof. Stolfo)起的,不過他當時的目的是利用“霧”來阻擋黑客入侵。顯然,這與我們現(xiàn)在所講的“霧計算”有著巨大的差距。


我們現(xiàn)在所熟知的“霧計算”這個概念是由思科首創(chuàng),2015年11月,ARM、戴爾、英特爾、微軟等幾大科技公司以及普林斯頓大學加入了這個概念陣營,并成立了非盈利性組織OpenFog Consortium (開放霧聯(lián)盟),旨在推廣和加快開放霧計算的普及,促進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。目前,聯(lián)盟已經(jīng)有了60名成員。



有云就有霧,有霧就有霾,有了云計算和霧計算之后,“霾計算”這種比較奇葩的概念也順理成章地誕生了。邊緣計算的概念出來后,接著又有新的幾種計算冒了出來,其中包括移動邊緣計算(MEC)和移動云計算(MCC),作為云計算和邊緣計算的擴充。


有理由相信,接下來還會不斷地出現(xiàn)新概念,但云、霧、邊緣三大主流技術會長期存在,能理解這三者,就不會被其它技術弄暈了。


全球物聯(lián)網(wǎng)觀察獨家整理

轉載請注明出處物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生了前所未有的大量數(shù)據(jù),進而對網(wǎng)絡結構產(chǎn)生巨大的壓力。這些年,各種“計算”層出不迭,網(wǎng)格計算、云計算、霧計算、霾計算、邊緣計算…即便身處ICT行業(yè),也很容易被這些不同的計算搞的云山霧罩。

那么它們到底是怎么產(chǎn)生的?有何意義?彼此間又有哪些區(qū)別呢?接下來為大家一一盤點。



1

云計算


什么是云計算?維基百科是這樣解釋的:云計算是基于網(wǎng)絡提供的按需的、共享的、可配置的計算以及其他資源。這種方法很像是自來水的供應,人們只需擰開水龍頭就可以使用提供的資源,而不必自己去建立一個大而復雜的管道。


從計算方式上來講,云計算是云+端的模式。用戶的個人智能客戶端通過網(wǎng)絡連接到云上,從而與云端的“云”共同形成一個綜合的平臺,客戶端可以是多樣的,它既可以是電腦、平板,也可以是手機,甚至汽車等。


云計算由來


早期的每一個網(wǎng)站背后,都有一臺服務器。后來,上網(wǎng)的群眾越來越多,服務器開始吃不消了,為了能讓網(wǎng)站正常運行,不得不用更好更多的服務器。



但事實上這樣的效果并不好,過度繁重的結構加大了網(wǎng)站設計和構架的難度,而且越是復雜的系統(tǒng)越是不穩(wěn)定。有可能一個出問題,這樣一個完整的系統(tǒng)就徹底掛掉。


人們想,那我不用這么亂七八糟復雜的系統(tǒng),上一個極其牛逼的服務器不就好了?可是,太貴了……



于是人們突然想到了一個好辦法:把所有計算資源集結起來看成是一個整體(一朵云),每個操作請求都可以按照一定的規(guī)則分割成小片段,分發(fā)給不同的機器同時運算,每個機器其實只要做很小的計算就可以,哪怕是很落后的機器都能輕松完成。


云計算把用戶的任務請求做除法,一個請求進來,我們把它變成許多個小任務段,最后匯總出去給用戶一個完整的結果。


云計算發(fā)展

云計算這個詞最早來源于2006年8月9日,在一次搜索引擎大會上,Google首席執(zhí)行官Eric Schmidt首次提出了“云計算”(Cloud Computing)這一概念。


雖然是由Google最先倡導,但是真正把云計算用于大規(guī)模商用的公司是亞馬遜,并且早在Google提出云計算的概念之前,亞馬遜于2002年就推出了Amazon Web Service服務產(chǎn)品。



十幾年前亞馬遜還只是一個線上書店,遠見卓識的CEO要求亞馬遜必須提供一個基礎平臺,所有團隊的程序模塊都要以通過 Service Interface 方式將其數(shù)據(jù)與功能開放出來。所有的 Service Interface,都必須從骨子里到表面上設計成能對外界開放的。團隊間的程序模塊的信息通信,都要通過這些接口。


經(jīng)歷數(shù)年的演化,這套基礎平臺(AWS 前身)不僅很好的服務亞馬遜自身,還為以后的 AWS 奠定了扎實的技術和產(chǎn)品基礎。和雙十一類似,亞馬遜也有 Black Friday 等促銷節(jié)日,促銷時的流量比平常高出數(shù)倍乃至數(shù)十倍,所以亞馬遜購置了大量的服務器等 IT 資源,當促銷過去后,這些 IT 資源多處于閑置狀態(tài),造成嚴重的浪費。


為了充分利用這些 IT 設施,亞馬遜開始將這套平臺(AWS)對外開放,允許小企業(yè)和私人租用亞馬遜的計算機來運行它們自己的應用。隨后,亞馬遜在云業(yè)務方面的商業(yè)成功超出所有人的想象,收入年年創(chuàng)新高,成為業(yè)界的領頭羊。而亞馬遜在云計算的服務產(chǎn)品也成為其它云計算服務商的效仿對象。



到2008年,幾乎所有的主流IT廠商開始談論云計算,這里既包括

硬件廠商:IBM、HP、Intel、思科、SUN等;

軟件廠商:微軟、Oracle、VMware等;

互聯(lián)網(wǎng)公司:Google、亞馬遜等;

以及電信運營商:中國移動、中國電信、AT&T等。

不過云計算的發(fā)展也是磕磕盼盼,直到近幾年才被市場普遍接受。


來源:信通院


如果從亞馬遜AWS S3服務商用算起,云計算行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了十年,市場格局、競爭態(tài)勢較為明朗。不過中國市場起步相對較晚,目前仍處于快速增長階段,企業(yè)眾多。



2

邊緣計算


邊緣計算(Edge computing)是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側,采用網(wǎng)絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放平臺,就近提供最近端服務。




邊緣計算由來

邊緣計算是近幾年才興起的一個概念,它的出現(xiàn)是源于云計算在實際運用中的不足。


如:制造業(yè)打造智能工廠時,會有大量的智能化終端和設備通過工業(yè)網(wǎng)絡接入,企業(yè)需要計算和處理的日常業(yè)務數(shù)據(jù)越來越龐大。同時,工業(yè)上有大量需要實時處理的場景,需要在毫秒級別進行實時響應。由于網(wǎng)絡的限制,云計算架構難以實現(xiàn)實時響應。


無人汽車需要在高速移動狀態(tài)對周圍環(huán)境做出反應,所以響應時間是個極其重要的指標。假設汽車行駛速度為65英里每小時,緊急制動響應時間即便只慢了幾毫秒,汽車緊急制動距離就會多出幾英尺,這或許就是發(fā)生事故和沒有發(fā)生事故的區(qū)別。


油氣行業(yè)也致力于實現(xiàn)油氣田智慧化運營。通過大量傳感器,對油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動化采集,可以大幅減少人力。但如果每個傳感器都向云端發(fā)送聯(lián)接,這將給網(wǎng)絡帶來巨大壓力,同時油氣行業(yè)的應用場景中,網(wǎng)絡連接并不穩(wěn)定。

 


從上述場景中不難發(fā)現(xiàn),隨著大量傳感器、智能化終端等網(wǎng)絡邊緣側設備的連接,產(chǎn)生著大量的實時數(shù)據(jù),如果把這些數(shù)據(jù)的分析處理等都放到云端,既會帶來高昂的帶寬成本,又難以滿足邊緣側的業(yè)務實時性。同時,邊緣側數(shù)據(jù)對很多行業(yè)都是高度敏感和關鍵的,這些數(shù)據(jù)放到云端存在安全與隱私方面的風險。

 

于是,邊緣計算這個新的計算模型應需而生。



邊緣計算發(fā)展

邊緣計算的目標是解決各個行業(yè)通過物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)數(shù)字化和智能化轉型中的所遇到的五大難題,這也正是邊緣計算的價值所在。


邊緣計算的五大價值


邊緣計算環(huán)境是構成物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的諸多元素的一個子集,它剔除了管理、安全和分析功能。邊緣計算整個體系中包含了四個關鍵部分:智能設備(資產(chǎn))、智能網(wǎng)關、智能系統(tǒng)、智能服務,它是聯(lián)接物理世界和虛擬世界的一道“橋梁”。



邊緣計算是一個新興的產(chǎn)業(yè),為了推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,盡快實現(xiàn)商用落地,去年11月30日,多家企業(yè)、行業(yè)組織發(fā)起成立了邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC),歷經(jīng)短短一年的發(fā)展,聯(lián)盟現(xiàn)已擁有154家成員單位。



另外今年4月,Linux基金會發(fā)布了一個開源物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算項目:EdgeX Foundry。它是第一個超大型物聯(lián)網(wǎng)邊緣運算項目,目的是要打造一套通用邊緣運算框架,圍繞可互操作的即插即用部件打造一個生態(tài)系統(tǒng)。




3

霧計算


霧計算(Fog Computing)中霧的命名源自“霧是更貼近地面的云”,它的理念跟 邊緣計算 差不多,但是兩者數(shù)據(jù)的收集,處理,通信的方法并不不同。



通常來說,霧計算環(huán)境由傳統(tǒng)的網(wǎng)絡設備組件,如:路由器、開關、機頂盒、本地服務器、基站等構成,可以安裝在離物聯(lián)網(wǎng)終端設備和傳感器較近的地方。這些組件可以提供不同的計算、存儲、網(wǎng)絡功能,支持服務應用的執(zhí)行。所以,霧計算依靠這些組件,可以創(chuàng)建分布于不同地方的云服務。



霧計算的構成


霧計算與邊緣計算的區(qū)別

霧計算的處理能力放在包括 IoT設備的局域網(wǎng)里面,網(wǎng)絡內的IoT網(wǎng)關,或者說是霧節(jié)點用于數(shù)據(jù)收集,處理,存儲。多種來源的信息收集到網(wǎng)關里,處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送回需要該數(shù)據(jù)的設備。


霧計算的特點是處理能力強的單個設備接收多個端點來的信息,處理后的信息發(fā)回需要的地方。


邊緣計算,進一步推進了霧計算的的理念,處理能力更靠近數(shù)據(jù)源,不是在中央服務器里整理后實施處理,而是在網(wǎng)絡內的各設備實施處理。通過把傳感器連接到可編程自動控制器(PAC)上,使處理和通信的把握成為可能。


和霧計算相比的優(yōu)點,根據(jù)它的性質單一的故障點比較少。各自的設備獨立動作,可以判斷什么數(shù)據(jù)保存在本地,什么數(shù)據(jù)發(fā)到云端。


以吸塵器為例說明:

霧計算集中化的霧節(jié)點(IoT網(wǎng)關)繼續(xù)從家中的傳感器收集信息,檢測到垃圾的話就啟動吸塵器。

邊緣計算的解決方案里傳感器各自判斷有沒有垃圾,來發(fā)送啟動吸塵器的信號。



和邊緣計算相比較的話,霧計算更具備可擴展性。具有集中處理的設備,設想的網(wǎng)絡是從多個端點發(fā)送數(shù)據(jù)的大的網(wǎng)絡。

霧計算不需要精確劃分處理能力的有無。根據(jù)設備的能力也可以執(zhí)行某些受限處理,但是更復雜的處理實施的話需要積極的連接。



霧計算發(fā)展

2010年11月28日,“維基揭秘”網(wǎng)站發(fā)布了25萬余份美國國務院機密文件,將諸多美國外交內幕和盤托出,爆出了美國歷史上也是世界歷史上最大規(guī)模的泄密事件。緊接著又集中爆發(fā)了一連串的網(wǎng)絡個人信息泄露事件,日益嚴重的數(shù)據(jù)泄露引發(fā)了各界關注。


最初“霧計算”這個名字還是由美國紐約哥倫比亞大學的斯特爾佛教授(Prof. Stolfo)起的,不過他當時的目的是利用“霧”來阻擋黑客入侵。顯然,這與我們現(xiàn)在所講的“霧計算”有著巨大的差距。


我們現(xiàn)在所熟知的“霧計算”這個概念是由思科首創(chuàng),2015年11月,ARM、戴爾、英特爾、微軟等幾大科技公司以及普林斯頓大學加入了這個概念陣營,并成立了非盈利性組織OpenFog Consortium (開放霧聯(lián)盟),旨在推廣和加快開放霧計算的普及,促進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。目前,聯(lián)盟已經(jīng)有了60名成員。



有云就有霧,有霧就有霾,有了云計算和霧計算之后,“霾計算”這種比較奇葩的概念也順理成章地誕生了。邊緣計算的概念出來后,接著又有新的幾種計算冒了出來,其中包括移動邊緣計算(MEC)和移動云計算(MCC),作為云計算和邊緣計算的擴充。


有理由相信,接下來還會不斷地出現(xiàn)新概念,但云、霧、邊緣三大主流技術會長期存在,能理解這三者,就不會被其它技術弄暈了。


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