工业4.0中大数据与云计算的协同交互及多云边缘计算强化

### 工业4.0中大数据与云计算的协同交互及多云边缘计算强化 #### 1. 云实例状态与资源管理 在云环境中，云实例存在多种状态，如重启、运行、关闭等。当处于重启阶段时，例如部分配置更改后，实例会重新启动。结束状态表示实例正常关闭，而失败状态则意味着出现了某种错误，导致资源自然释放。当资源被释放时，相关的实例和所有注册的组织会从Grid ARM和GLARE中移除。 如果有针对当前事件的待处理请求，且所需配置相同，资产管理员在客户共享相同云资格（或其他信任机制允许）的情况下，可以通过复用相同实例来为下一个用户升级资源供应。 云管理员还会维护一个由不同云供应商提供的可用资产类（或实例类型）的库，包括核心数量、内存、硬盘空间、I/O性能和每单位计算成本等信息。由于缺乏相应的API，资产管理员需要手动将这些信息录入云管理库。 云实例的状态转换如下图所示： ```mermaid graph LR classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; A(请求):::process --> B(启动):::process B --> C(运行):::process C --> D(调整大小):::process C --> E(重启):::process C --> F(关闭):::process F --> G(终止):::process B --> H(失败):::process C --> H E --> H D --> H style A fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; style B fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; style C fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; style D fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; style E fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; style F fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; style G fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; style H fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; ``` #### 2. 云计算技术及其优势 云计算技术涵盖硬件、软件和网络等多个方面，不同的技术具有不同的优势和要求，具体如下表所示： | 技术 | 优势和要求 | | --- | --- | | 多租户 | SaaS将软件分发给大量用户同时使用，并可根据需要进行资源共享。 | | 按需虚拟集群 | 随着工作负载的变化，会配置DM的虚拟化集群以满足用户需求。 | | 快速平台部署 | 云资源能够快速、高效、灵活地部署，为用户提供动态计算环境。 | | 海量数据处理 | 互联网搜索和网络服务经常需要进行海量数据处理，特别是为了支持个性化服务。 | | 网络规模通信 | 支持电子商务、远程教育、远程医疗、社交网络、数字政府和数字娱乐等多种应用。 | | 分布式存储 | 个人记录和公共存档数据的大规模存储需要基于云的分布式存储。 | | 许可和计费 | 公用计算中的所有类型的云服务都从许可证管理和计费服务中受益匪浅。 | #### 3. 云计算的局限性与新需求 在过去几年中，集中式云计算一直被视为典型的IT交付平台。尽管云计算得到了广泛应用，但新的规定和负载均衡正逐渐揭示其局限性。由于其强大的数据驱动范式，处理和存储资源相对丰富且集中，因此很少有人努力去改进核心虚拟机管理程序和管理平台布局。 很少有云开发人员认真考虑那些需要极高带宽、低延迟或大量计算能力分散在多个位置的应用程序的需求，也没有考虑支持仅通过不稳定或带宽有限的网络连接才能访问的资源受限节点的需求。 为了实现新的应用、服务和工作负载，需要开发一种直接支持全球网络的新基础设施。为了满足当前（零售在线分析处理、数据服务）和未来（智慧城市、虚拟现实/增强现实）的需求，远程站点需要新的范围和云能力要求。为了跟上不断变化的需求，云的成熟度、弹性、灵活性和简单性必须扩展到越来越多的站点和网络。 #### 4. 云计算、多云计算和边缘计算 ##### 4.1 云计算 云计算是在多个站点（区域）大规模、高度可扩展地部署计算和存储资源。云提供商还为物联网操作提供了许多预打包的服务，使得云部署成为一种流行的解决方案。尽管云计算提供的资源和服务比传统数据中心多得多，但最近的区域云设施可能距离数据收集地数百英里，并且连接依赖于与传统数据中心相同的不稳定互联网连接。在实践中，云计算在某些情况下用于替代或补充传统数据中心。云将集中式处理更靠近数据源，但不在网络边缘。 云计算服务主要分为以下三种类型： - **软件即服务（SaaS）**：一种基于Web的服务，允许多个用户将软件作为独立项目进行访问。 - **平台即服务（PaaS）**：允许多个操作系统共享网络资源。 - **基础设施即服务（IaaS）**：使硬件资源能够按需作为服务提供。例如，亚马逊的弹性计算云（EC2）是其他国家最受欢迎的Iaa