隨著數位轉型在各行各業加速發展，企業正轉向更敏捷、高效且可擴展的基礎設施模型，以支援數據密集型和人工智慧驅動的工作負載。其中一個廣受歡迎的方法是混合雲架構，它結合了公有雲服務和私有基礎設施，以提供更大的靈活性並控制數據和應用程式。
伴隨混合雲架構發展的是邊緣運算。這種去中心化的方法扮演著關鍵角色，因為它將處理能力移至更靠近數據產生的地方；從而實現即時回應、減少延遲並提高營運效率。
本文探討混合雲架構的原則、其優勢，以及邊緣運算在擴展雲端功能方面扮演的重要角色。
什麼是混合雲架構？
混合雲架構是一種計算環境，它結合了公有雲服務（例如 AWS 或 Google Cloud 平台）和私有基礎設施（例如地端數據中心或私有雲）的元素。這種整合讓企業能夠將工作負載分配到最適合的環境，從而最佳化效能、成本、合規性與可擴展性。
類似於混合動力汽車利用電力和汽油來最大限度地提高效率和適應性，混合雲環境讓企業能夠利用集中式雲服務和本地化基礎設施的優勢。
在典型的混合雲部署中，數據和應用程式在以下環境中運行：
- 公有雲：來自第三方平台（AWS、Google Cloud）的按需計算資源，用於實現可擴展性和成本效益。
- 私有雲：為單一組織優化的安全專用計算資源，以增強數據安全性和控制權。
- 地端基礎設施：為任務關鍵型應用程式中的即時邊緣處理功能而設置的本地化系統。
混合雲架構的優勢
優化和分配的性能：
混合雲使組織能夠將不同的工作負載與最適合的計算環境對齊。高性能、對延遲敏感或受管制的負載可以保留在地端或私有雲中，而較不敏感、可擴展的操作（例如測試、備份、AI 訓練）則在公有雲中高效運行。
靈活性和可擴展性：
混合雲使組織能夠根據需求在私有雲和公有雲之間擴展工作負載。敏感或任務關鍵型工作負載可以在私有雲上處理和儲存，而可擴展的非敏感任務則委託給公有雲。
頻寬成本效益：
邊緣啟用的混合系統不會將大量原始數據傳輸到集中式雲平台，而是在本地處理數據，並僅傳輸相關的見解。這大大降低了頻寬成本和雲出口費用。
數據隱私和監管合規性：
組織可以將敏感或受管制的數據保存在私有雲中，同時利用公有雲處理較不敏感的應用程式。某些行業，如醫療保健或金融，對數據治理有嚴格的規定。混合雲允許企業將敏感數據儲存在符合監管標準和數據主權的私有環境中。
加速部署：
開發人員受惠於公有雲平台的敏捷性，無需受基礎設施限制即可測試和部署新服務。現代或更新的軟體平台可以整合，而不會因配置地端資源而產生延誤。
邊緣運算如何實現有效的混合雲架構
邊緣運算不只是混合雲的補充。它扮演著關鍵角色，使混合方法對於即時、數據密集型應用程式而言是可行的。以下是邊緣運算強化混合雲模型四個關鍵方式：
1. 即時性能
標準雲端架構會帶來延遲。當應用程式具備延遲敏感性和任務關鍵性時，由於資料傳輸限制以及透過長距離網路導致的回應時間延長，集中式雲端處理變得不可行。邊緣運算節點策略性地部署在混合雲端架構中，建立中間處理層級，可處理時間敏感型操作，而無需往返集中式雲端資源。
典型延遲基準：
- 雲端資料中心往返：50–150 毫秒
- 本機邊緣節點往返：<5 毫秒
2. 頻寬最佳化
IoT 裝置和感測器的指數成長帶來了前所未有的資料量挑戰。一個典型的工廠每天可能會產生數 TB (terabytes) 的感測器資料。將所有這些原始資料傳輸到雲端平台既沒有效率，又成本高昂。
邊緣運算可實現智慧預處理：
- 從有用訊號中濾除雜訊
- 執行本機分析
- 僅將相關見解傳輸至雲端
3. 資料主權
許多國家和地區對資料的儲存地點和處理方式執行嚴格的標準。藉由邊緣運算增強的混合雲端架構可支援這些需求，方法如下：
- 將受監管的資料保留在地理或組織邊界內
- 確保敏感資訊絕不會跨越邊界傳輸
- 本機儲存和運算，以符合資料落地法規
4. 內部部署復原能力
停機在工業應用中會造成損害、成本高昂且危險。傳統雲端架構會帶來單一故障點，並需要依賴一致的連線能力。邊緣裝置不僅提供即時處理效能，而且還可確保在不可預測的中斷期間營運的可靠性。
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