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AI • 物联网 • 网络边缘

CDN 服务器为农村学校带来远程课程

英特尔至强处理器

在如今以数据为中心的世界中,连接性提供了访问和机遇。但农村地区的学校往往难以建立和维持稳定的互联网连接来获取这些数据。截至 2022 年,全球只有 46% 的农村居民可以访问互联网——在内陆发展中国家,这一数字降至 26%。相比之下,城市中心居民的接入率为 82%。

过去几年,农村学区被迫在一夜之间过渡到远程在线学习课程,暴露了这些学区连接性不足的问题。但解决这个问题并不像网络运营商打开开关或发放补助金补贴农村居民上网那么简单。领先的网络设备供应商新汉股份有限公司产品线经理 Brian Hsu 表示,如果基础设施全面覆盖的话,教师希望通过互联网提供流媒体视频和其他富媒体,但在许多情况下,这些地区的网络无法为此提供支持。

那么,为什么城市无处不在的连接性与您在农村所经历的稀疏性之间存在如此巨大的差异?这归结为成本和带宽。低人口密度限制了在农村地区推出强大的连接基础设施,因为订户数量有限使得互联网服务提供商 (ISP) 难以收回对高带宽网络基础设施的投资。这意味着要让所有农村学习者都能访问互联网,农村网络和通信设备的成本和性能就必须改变。

如今,网络设备制造商正在努力使用内容交付网络 (CDN) 和现成的机架式服务器来解决这一挑战。

Hsu 解释说,“CDN 非常重要,尤其是在农村地区,它能够在全球多个地点传播信息”。

通过缩减农村内容交付来节省成本

但在考虑可以缓解农村学校带宽瓶颈的设备之前,重要的是要了解数据如何从服务器移动到客户端,以及当前架构的不足之处(图 1)

在有和没有内容交付网络的情况下,内容传输情况的两张对比图片。
图 1。传统的客户端/服务器架构以一对一的方式从源头向用户传输数据,这需要比内容交付网络 (CDN) 拓扑更多的带宽。(资料来源:ServerGuy.com

下面两幅图中的每一个都包含一个标记为“内容”的云,它位于一组用户图标的上方。您可以将内容云视为向用户提供内容、数据和/或服务的服务器,每个用户代表一个客户端。

图中的橙色线代表数据流,您会注意到在没有 CDN 的情况下,在左图中它更长且更普遍。这是因为它描述了传统的客户端 – 服务器拓扑,其中源服务器(或数据来源的服务器)以一对一的方式为客户端提供它们请求的数据。

该图右侧的图像显示的是相同的数据交换,不过仅用 CDN 进行了优化。CDN 是一种将数据缓存在靠近最终用户的中间服务器上的架构,这意味着内容从源服务器传输一次,然后在本地 CDN 服务器上可供多个用户访问,用户甚至可以通过局域网 (LAN) 连接到该服务器。

Hsu 表示,总之,CDN 拓扑减少了延迟和网络成本,因为数据可以从源服务器传输一次并为多个用户提供服务。它还可以帮助防止源服务器在不可预见的高利用率期间被请求淹没。对于网络运营商和用户而言,CDN 的作用与物流公司的仓库或配送中心相同。例如,将货物(数据)配送给附近的消费者(客户端)会更快、更便宜。

农村 CDN 灵活性优先

CDN 服务器几乎可以从任何机架式服务器硬件构建,但在农村地区的网络上部署时有一些特殊的考虑因素。

  • 它将要支持多少用户?
  • 平均而言,它将缓存多少数据?
  • 它将如何连接到源服务器?
  • 客户端将使用什么网络与其进行连接?

这些只是网络运营商和学校 IT 部门在农村地区实施 CDN 之前应该问自己的几个问题,因为它们将有助于指导 CDN 服务器硬件的选择。虽然有很多选择,但灵活性是 CDN 运营商不能忽视的一项特性。

这就是新汉开发 NSA 7160 的原因,这是一款基于 2 个第四代英特尔® 至强® 可扩展处理器的多用途 2U 机架式设备。NSA 7160 有 8 个 PCIe Gen 5 LAN 插槽,至高可提供 2.6 Tbps 的以太网连接。Hsu 解释说,LAN 扩展槽是帮助最终用户根据他们的确切需求配置 CDN,同时还能处理不可预见的流量高峰的关键。

Hsu 表示,“在您的架构中拥有 CDN 的主要优势之一,是它在扩展方面为您提供了非凡的灵活性,以满足不可预见的使用高峰。NEXCOM NSA 7160 可以根据客户的需求进行定制和配置。”

而与巨大的以太网吞吐量同样重要的是安装的无线适配器模块,可用于向系统添加 Wi-Fi 6 或 5G 连接。这些 WAN 选项与上述 LAN 配置选项相结合,为网络工程师提供了将客户端连接到 CDN 的无限可能。

除了可简化网络路由、交换甚至多媒体处理的最新一代英特尔至强处理器的性能外,这些芯片组还集成了面向农村 CDN 的关键功能,例如英特尔® 通信加速技术(英特尔® QAT)提供的加密工作负载加速、TPM 支持和 LAN 模块上的 RunBMC 基板管理控制器,可在网络关闭时防止数据从一台发生故障的服务器传输到另一台服务器。

为了确保所有类型的课程作业和课程都有充足的容量,新汉 NSA 7160 集成了 16 个 DDR5 内存 DIMM、一个支持 CXL 1.1 的 PCIe Gen4 x16 FHFL 扩展槽,以及至多 7 个新汉专有的 NVMe 存储适配器,可用于额外的数据存储。

随时随地上课

在远程学习比以往任何时候都多的时候,在网络连接不发达地区的教育民主化方面,CDN 发挥着关键作用。通过降低网络访问门槛,它们确保农村地区的学生能够获得与城市学生相同的机会。

新汉 NSA 7160 等高吞吐量机架式设备也降低了这些门槛,因为它们可以根据任何最终客户或部署环境的要求进行传输、接入和配置,而不会牺牲延迟或性能。

现在,您可以随时随地上课。
 

本文由 insight.tech 的副主编 Christina Cardoza 编辑。

作者简介

Brandon is a long-time contributor to insight.tech going back to its days as Embedded Innovator, with more than a decade of high-tech journalism and media experience in previous roles as Editor-in-Chief of electronics engineering publication Embedded Computing Design, co-host of the Embedded Insiders podcast, and co-chair of live and virtual events such as Industrial IoT University at Sensors Expo and the IoT Device Security Conference. Brandon currently serves as marketing officer for electronic hardware standards organization, PICMG, where he helps evangelize the use of open standards-based technology. Brandon’s coverage focuses on artificial intelligence and machine learning, the Internet of Things, cybersecurity, embedded processors, edge computing, prototyping kits, and safety-critical systems, but extends to any topic of interest to the electronic design community. Drop him a line at techielew@gmail.com, DM him on Twitter @techielew, or connect with him on LinkedIn.

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