突破数据再爆炸时代的技术瓶颈——分布式云与区块链

2021-05-23 10:02分类:行业动态 阅读:

计算机技术发展经历了从大型主机,个人计算机,客户机/服务器的计算模式,到今天云计算兴起的演变。经历了一个中心化到去中心化,又到中心化这样一个“合久必分,分久必合”的过程。

这种更迭的背后,是软件算法和硬件技术的演进的力量。这种力量初步促进计算模式的更迭,从而以更合理的价格满足社会对于计算和存储的需求。

自从2006年亚马逊 AWS 推出第一代S3服务,从而奠定中心化的云计算模式开始到现在,这种计算模式已经经历了15个年头。在这些年里,发生了什么?那就是“信息爆炸!到2020年,全球数据总量将是星星的40倍,中国数据占比达20%”  。

大家如果看过相关的新闻就知道全球数据总量在 2010 年还不到 1ZB,十年之后的 2020 年这个数字就超过了 44ZB。

伴随着全球数据爆炸,云计算飞速的发展。2019 年,国外:亚马逊、微软、谷歌,国内:百度、阿里、腾讯,少数几家互联网公司直接带动全球 1000 亿美元的云计算市场。

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大家都知道 2020 年被誉为 5G 元年,所谓的 5G 就是指第 5 代移动通信技术。我们现在所使用的通信技术是 4G。4G 所催生的移动互联网,普通人就再熟悉不过了。移动互联网给我们日常生活带来的影响是巨大的,已经在方方面面渗入到我们日常的衣食住行。

5G 技术的网络有两个特点:

1)数据传输速率高。5G 移动网络的传输速率最高可达 10Gbit/s,比当前的有线互联网还要快,比现有的 4G 移动网络速度要快 100 倍。

2)网络延迟低(更快的响应时间)。5G 移动网络的延迟低于 1 毫秒,而 4G 为 30-70 毫秒。

5G 的这些变化对今后的日常生活和工作会有哪些冲击和影响我们很难预测。但 5G 时代必将发生两个事情,那就是数据的再次爆炸和云计算的下沉。

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想象一下,在供给侧:智能终端设备、物联网设备的大量增长,产生了海量的数据,需要就近处理。需求侧:视频点播、直播、云游戏等新兴类型的互联网业务,用户需要高质量、就近的服务。公共服务方面:安防摄像头、智慧交通、智慧能源、智慧城市的发展,需要海量就近的计算、存储和通讯资源。

集中式的云计算模式正在日益受到挑战,中心云虽然具备强大地算力资源去处理海量的数据,但网络带宽无论怎样拓展都存在阶段性的边界值,带宽资源的既定性与日益倍增地边缘侧海量数据的传输需求始终是一个不断消长的矛盾体,另一方面云计算对于数据地处理也需要一定地时间,由此而生的中心云时延性问题也是诸多应用场景所不能接受的。

换句话说,目前的中心化的云计算模式很难充分应对 5G 时代的到来。因为它解决不了所有的问题,尤其是伴随着巨量终端的联网带来的数据爆发式增长,使得数据在边缘侧的分析处理和存储的需求尤为明显,相应的云计算下沉也必然成为一种趋势。

据 IDC 统计,到 2020 年将有超过 500 亿的终端与设备联网,未来超过 50% 的数据需要在网络边缘侧进行分析、处理与存储。与此同时中心云可以负责对处理后的数据进行进一步的复杂计算,从而有效减少网络时延与带宽消耗。

因此靠近边缘侧的分布式的云,很可能将与中心云一起就不同业务场景协同、互补,成为云计算发展的下一阶段。

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然而,技术的发展也并非一帆风顺。分布式计算与中心云的协同中也存在一些问题。

2018 年中科院计算技术研究所信息技术战略研究中心发布的《边缘计算技术研究报告》中提到的内容:“边缘计算目前的推进有一问题,海量的、分布式计算结果不用上传到云平台上,但云平台后期要追溯某个计算的数据,就没有办法实现。”此报告认为,区块链技术有望突破边缘计算这一技术瓶颈,并将加速物联网去中心化的趋势。

区块链被认为是“下一代颠覆式创新技术”,作为分布式记账系统的核心技术,区块链被认为在金融、物联网、商业贸易、征信、资产管理等众多领域都拥有广泛的应用前景。

区块链技术尚处于快速发展的早期阶段,其核心优势就是通过去中心化,运用数据加密、时间戳、分布式共识等手段,构建全新信任机制和高效协同机制,从而催生诸多全新的应用场景。

在网络中,也存在着不同的节点,而每个节点分布在不同的地域,运行着这样或者那样的运算服务,接入网络的设备各有不同,所提供的存储空间的服务水平也各有高低。

如果可以通过区块链的可信、防篡改的技术将这些分布式的节点链接起来,让复杂的计算任务在本地完成,把本地的计算结果和关键数据在区块链上同步。并通过可信计算等技术,保证每个运算节点的运行与数据安全。这样就能做到整个分布式云网络的数据安全可信和溯源,实现网络的去中心化。

同时,如果可以做到对网络的节点设备所提供服务的有效性进行统一的度量,就能通过区块链经济模型和智能合约对节点进行代币激励与正向刺激,完全可以实现无人值守的高效经济网络。

在这种模式下,更多的人可以加入到云计算服务这个市场上来,加速整个网络与生态的发展,一起分享数据再爆炸时代的云计算红利。

文章作者:Crust分布式云

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