论边缘与云端部署中的总拥有成本权衡的评估。一个无线拒绝服务的案例研究

摘要

我们正在见证互联网连接设备数量的爆炸性增长，以及需要快速处理大量数据的几类新的物联网（IoT）应用的出现。为了克服由此产生的对更多网络带宽和低网络延迟的需求，出现了一种新的模式，提倡在边缘提供云服务，更接近用户。然而，边缘是一个高度受限的环境，每个边缘装置的服务器功率预算有限，这反过来又限制了一个装置所能服务的互联网连接设备（如传感器）的数量。因此，传感器的数量有限，导致其提供的区域覆盖面减少，使在边缘部署物联网应用的有效性受到质疑。在本文中，我们研究了在边缘与云端运行一个新兴的以安全为重点的物联网应用（干扰检测）的好处，开发了一个总拥有成本（TCO）模型，该模型考虑了应用的要求以及边缘的限制。我们首次建立了这样一个模型，它基于从基于ARM的商品64位微型服务器获得的现实性能和能效测量，这些服务器是在边缘支持云服务的优秀候选者。这种服务器代表了能够在功率和性能之间提供适当平衡的设备类型，而不需要任何复杂的冷却和供电基础设施，这在非集中式部署中是不存在的。为了提高能源效率，我们利用这类设备通常采用的悲观设计余量，研究它们在低于额定电源电压和内存刷新率下的运行情况。我们的研究结果表明，部署在边缘环境中的干扰检测应用在总拥有成本方面比基于云的解决方案要高2.13倍。此外，当服务器在低电压和低刷新率的情况下运行时，其总成本要比基于云的解决方案高出2.13倍。