不断增长的数据需求暴露了集中式交付系统的致命弱点：随着用户群的扩大，延迟增加、网络拥塞和容错能力有限。随着数据在网络中快速移动，传统数据中心难以满足需求，导致数据检索和处理延迟。
我们所说的大数据是指海量、快速和种类繁多的数据。大数据涉及的数据集如此庞大和复杂，传统的数据中心和处理软件无法处理。
现代基础设施正在向边缘节点和 CDN 等分布式系统转变，从而使数据更接近用户。这种变化不仅仅是调整网络协议，而是从根本上重新设计整个互联网架构。
什么是边缘计算？
边缘计算指的是一种分布式计算模型，它将计算和数据存储带到更靠近需要的位置，通常是在数据源或数据源附近。这种架构可以减少延迟，最大限度地减少带宽使用，并提高数据处理的整体效率。
边缘计算的主要特点
- 靠近数据源：边缘计算将资源置于网络边缘，在需要的地方处理数据。这缩短了数据经过的路径，使系统能够快速响应。
- 实时处理：借助边缘计算，数据可以在发生时立即得到处理。对于任何需要瞬间决策的事情，无论是保持工厂机器同步、监测患者还是管理交通，边缘计算都是最佳选择。
- 带宽优化：通过在边缘处理数据，就无需将大量数据发送回中央服务器。它会过滤掉不必要的数据，只发送重要的数据，从而有助于减少带宽使用和成本。
- 增强可靠性：分布式设置可提高可靠性和容错能力。即使中央连接断开，本地边缘设备仍可继续处理数据，确保一切顺利运行而不会中断。
什么是 CDN？
内容分发网络(CDN)是一种分布式服务器网络，旨在以最小的延迟向用户分发网络内容、应用程序和媒体。通过将服务器放置在不同的地理位置，CDN 可以缩短数据传输距离，从而缩短加载时间并提高全球用户的体验。
CDN 的主要特点
- 边缘服务器：边缘服务器位于终端用户附近，用于缓存图像和视频等内容。这种设置可加快访问速度并减少延迟，从而改善加载时间和用户体验。
- 源服务器：源服务器包含原始内容，并充当 CDN 的主要来源。当请求的项目未缓存在边缘服务器上时，CDN 会从源服务器获取它，将其缓存在边缘服务器，然后将其交付以便将来更快地访问。
- 缓存管理：有效的缓存管理可确保内容在边缘服务器上保持相关性。CDN 使用缓存控制标头和过期策略来确定资产的存储时间。缓存清除等技术可删除过时的文件，在保持内容新鲜的同时最大限度地提高服务器效率。
- 负载平衡：负载平衡将传入请求分配到多个服务器以防止过载。此过程可确保一致的性能并有效管理高用户需求。
边缘计算与 CDN 的主要区别：架构
边缘计算架构
边缘计算架构旨在使数据处理和分析更接近数据生成源，如物联网设备和传感器。这种架构通常由边缘节点组成，这些节点是位于网络边缘的小型本地数据中心或计算设备。
这些节点负责收集、处理和分析数据。在边缘计算架构中，边缘节点通常与网关和微服务一起工作，以简化设备与云平台之间的通信。
网关过滤数据、管理流量并仅将相关信息发送到云。微服务支持模块化开发，允许特定功能更接近边缘运行。
CDN 架构
CDN 架构围绕分布式服务器网络展开，这些服务器战略性地分布在不同的地理位置，向用户提供内容。CDN 的核心组件包括边缘服务器（用于存储内容的缓存副本）和中央源服务器（用于托管原始内容）。
CDN 架构包括负载平衡器，可将请求分配给多个服务器，以防止过载。它还使用缓存将经常访问的内容存储在边缘服务器，并使用动态内容优化根据用户行为和网络条件定制交付。
边缘计算和 CDN 如何协同工作
边缘计算和 CDN 并不竞争。相反，它们相互补充，在数据传输方面形成了有效的二重奏。让我们来看看它们是如何协同工作的：
边缘设备从源头处理原始数据，使用算法过滤掉不必要的信息。通过这种预处理，网络的数据负载会大大减少。从技术上讲，这可以节省高达 30-40% 的带宽，具体取决于设置。
接下来，CDN 接管，将这些优化的数据分发到其服务器网络中。但有趣的是：边缘的洞察力会反馈到 CDN 的缓存策略中。
实时优化：边缘-CDN 反馈循环
这种反馈循环非常高效且高度主动。边缘与 CDN 通信，实时发出高需求内容信号。作为响应，CDN 会根据内容受欢迎程度动态调整并更新生存时间 (TTL) 设置。例如，最初设置为在一小时内过期的产品图片可能会因兴趣激增而延长缓存时间。
此外，CDN 还采用预热策略，根据边缘数据预测内容趋势。如果某个视频预计会在亚洲受到关注，则会将其缓存并分发到东京、新加坡等地的服务器中，确保在流量高峰之前实现最佳交付。
超低延迟：边缘触发的 CDN 更新
一些系统甚至实现了边缘-CDN 握手以实现超低延迟，通常可实现 10 毫秒内的响应时间。这是通过在边缘设备和 CDN 之间建立直接通信通道来实现的。
当边缘设备处理数据时，它们可以立即通知 CDN 任何更新或内容变化，从而允许 CDN 快速调整其缓存并以最小的延迟提供最新的数据。
清除是指从 CDN 服务器中删除过期或缓存的内容。边缘节点可以在几毫秒内触发 CDN 清除或更新，从而保留最新版本的内容，而无需与原始服务器不断往返。
这不仅仅关乎速度，边缘设备和 CDN 的结合还能提高数据完整性并减少数据长距离传输的需求。结果如何？响应速度更快、网络资源使用更智能，并且系统能够不断适应不断变化的需求。
选择数据传输方案：CDN 还是边缘计算？
CDN 和边缘计算都能加快数据传输。CDN 擅长在大范围内分发图像和视频等静态内容。它们是全球覆盖和处理流量峰值的首选。
而边缘计算则是在靠近数据源的地方处理数据。它非常适合实时应用、物联网设备以及以及毫秒必争的情况。想想自动驾驶汽车或实时视频处理。
选择取决需求。有些企业两者兼用。他们会在 CDN 上缓存静态资产，同时使用边缘服务器执行动态、特定位置的任务。这并不是放之四海而皆准的，而是要找到适合您的数据工作的工具。
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