5、下一代云计算架构：从集中到分布的演变

下一代云计算架构：从集中到分布的演变

1. 云计算工作负载的转变

早期，云计算上的工作负载和任务大多是松散耦合的。在这种情况下，分布式内存足以执行任何任务，对数据速率和带宽的需求较低。因此，在松散耦合的多处理器系统中，一个简单的消息传输系统就足以连接网络中的所有模块。

然而，随着对更大数据速率和带宽的需求日益增长，特别是在日常任务和应用中加入了异构资源后，高性能计算（HPC）本质上的紧密耦合工作负载被引入到云计算中。这些任务之间的依赖性越来越强，需要共享内存，并且对数据速率和传输的需求巨大。紧密耦合的工作负载需要依赖高带宽和低延迟的进程间通信模式，以保持最佳性能。考虑到这些苛刻的要求，这可能会导致执行任务的数量显著减少。

2. 去中心化云计算模型

随着连接设备数量的迅速增加，生成的数据达到了前所未有的水平，并且随着越来越多的传感器集成到位于网络边缘的用户设备中，复杂性也在增加。传统的集中式云数据中心已无法提供高效且可持续的解决方案。因此，有必要在靠近边缘用户的地方提供资源和计算能力。

2.1 雾计算

雾计算是一种去中心化的计算基础设施，尤其作为云计算的补充。它利用边缘网络的计算资源，通过将工作负载从云数据中心卸载到边缘节点，使计算处理更接近数据源。提供这些资源的边缘附近的网络节点称为雾节点。总体而言，任何具有计算、存储和网络连接能力的设备都可以构成雾节点，例如交换机、路由器、工业控制器、嵌入式服务器和视频监控摄像头。

雾计算的一个主要好处是减少应用程序延迟，从而提高用户的服务质量（QoS）和体验质量（QoE）。它的第一层通常距离边缘一跳，是边缘计算的扩展。雾节点可以根据需求垂直或水平地组织成集