邊緣計(jì)算(Edge Computing)是云計(jì)算向邊緣的延伸宝惰,本文對(duì)邊緣計(jì)算、霧計(jì)算再沧、MEC尼夺、Cloudlet、分布式云等邊緣計(jì)算領(lǐng)域相關(guān)概念和技術(shù)的定義炒瘸、架構(gòu)淤堵、場(chǎng)景等進(jìn)行了比較分析,并對(duì)該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)給出了預(yù)測(cè)與展望顷扩。
一. 概述
在整個(gè)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大背景下拐邪,在 IoT、5G隘截、 VR扎阶、AI 等業(yè)務(wù)云化需求驅(qū)動(dòng)和技術(shù)發(fā)展推動(dòng)下,邊緣計(jì)算(Edge Computing)概念應(yīng)運(yùn)而生并迅速得到了行業(yè)的廣泛關(guān)注婶芭。相對(duì)于經(jīng)典云計(jì)算帶來(lái)的“云端”的海量計(jì)算能力东臀,邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)了資源和服務(wù)向邊緣位置的下沉, 從而能夠降低交互時(shí)延犀农、減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)惰赋、豐富業(yè)務(wù)類型、優(yōu)化服務(wù)處理呵哨,提升服務(wù)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)赁濒。
邊緣計(jì)算概念并無(wú)明確定義,霧計(jì) 算孟害、MEC拒炎、Cloudlet、 邊 緣 計(jì) 算挨务、 分 布 式 云 等 概 念 迭 出击你,ETSI、ITU耘子、OpenFog果漾、ECC、OEC谷誓、3GPP、ISO吨凑、IEC捍歪、 IEEE户辱、Linux 基金會(huì)、OpenStack 基金會(huì)等業(yè)界主流標(biāo)準(zhǔn) 化糙臼、開(kāi)源和行業(yè)組織都在積極推進(jìn)但都有所側(cè)重庐镐。本文針對(duì)邊緣計(jì)算、霧計(jì)算变逃、MEC必逆、Cloudlet、分布式云等領(lǐng)域內(nèi)核心技術(shù)的定義揽乱、架構(gòu)名眉、場(chǎng)景等進(jìn)行簡(jiǎn)介,并進(jìn)行比較分析凰棉。
二 . 霧計(jì)算
霧計(jì)算(Fog Computing)是2011年 cisco 提出的概念损拢,OpenFog 聯(lián)盟是霧計(jì)算的主要推動(dòng)者,其霧計(jì)算定義為:一種系統(tǒng)級(jí)的水平架構(gòu)撒犀,將計(jì)算福压、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)或舞、 控制和決策等資源和服務(wù)分布到從云到物的任何位置荆姆,旨在解決 IoT、AI映凳、VR胞枕、5G 等業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求。①水平架構(gòu):支持多個(gè)行業(yè)垂直應(yīng)用領(lǐng)域魏宽,將智能和服務(wù)分發(fā)到用戶和業(yè)務(wù)腐泻;②云到物的服務(wù)連續(xù):使服務(wù)和應(yīng)用分布在云和物之間、更接近物的位置队询;③系統(tǒng)級(jí):是物和云之間的整個(gè)系統(tǒng)派桩,從物到網(wǎng)絡(luò)邊緣再到云,覆蓋多個(gè)協(xié)議層次蚌斩,而非特定的協(xié)議或端到端系統(tǒng)的一部分铆惑。
霧計(jì)算和云計(jì)算相互依賴,互為補(bǔ)充送膳;部分功能適合于由霧計(jì)算節(jié)點(diǎn)執(zhí)行员魏, 部分功能則適合于在云上運(yùn)行;具體邊界依據(jù)具體的應(yīng)用叠聋、場(chǎng)景和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等有所不同撕阎。FCN(Fog Computing Node,霧計(jì)算節(jié)點(diǎn))是智能終端設(shè)備和云之間的智能接入網(wǎng)絡(luò)的中介計(jì)算網(wǎng)元碌补,可以是物理的也可以是虛擬的虏束,與智能終端設(shè)備或接入網(wǎng)緊耦合棉饶,在終端設(shè)備和云之間提 供數(shù)據(jù)管理和通信服務(wù)等功能。
OpenFog 聯(lián)盟給出霧計(jì)算參考架構(gòu)如圖 1 所示:其中镇匀,主要從霧計(jì)算節(jié)點(diǎn)照藻、軟件、功能要求等角度進(jìn)行了描述:
(1)霧計(jì)算節(jié)點(diǎn):主要包括節(jié)點(diǎn)資源汗侵、節(jié)點(diǎn)管理幸缕、協(xié)議抽象層等組件。其中晰韵,節(jié)點(diǎn)資源包括計(jì)算发乔、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)宫屠、加速器等列疗;節(jié)點(diǎn)管理包括硬件配置管理和安全保護(hù);協(xié)議抽象層實(shí)現(xiàn)傳感器等終端設(shè)備的適配和對(duì)接浪蹂,支持異構(gòu)終端抵栈、霧節(jié)點(diǎn)之間的兼容互通。
(2)軟件:主要包括節(jié)點(diǎn)管理和軟件背板坤次、應(yīng)用支持古劲、應(yīng)用服務(wù)等 3 層。其中缰猴,節(jié)點(diǎn)管理負(fù)責(zé)霧節(jié)點(diǎn)或系統(tǒng)的軟硬件配置和狀態(tài)維護(hù)产艾,并維護(hù)其可用性、可靠性和性能滑绒;軟件背板上運(yùn)行節(jié)點(diǎn)各類軟件闷堡,并實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間通信;應(yīng)用支持提供應(yīng)用管理疑故、運(yùn)行時(shí)引擎杠览、應(yīng)用服務(wù)器、消息和事件纵势、安全服務(wù)踱阿、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理、分析工具和框架等軟件供多個(gè)應(yīng)用(微服務(wù))使用和共享钦铁;應(yīng)用服務(wù)依據(jù)部署软舌、場(chǎng)景被饿、資源可用性等的不同而不同壁涎,主要包括連接服務(wù)遣妥、支持服務(wù)噪窘、分析服務(wù)、集成服務(wù)昙衅、UI 服務(wù)等愁憔。
(3)功能要求:主要包括性能和擴(kuò)展性抹锄、安全焰手、可管理性糟描、數(shù)據(jù)分析和控制、IT 服務(wù)和跨節(jié)點(diǎn)應(yīng)用等方面书妻。包括:需根據(jù)場(chǎng)景需求匹配流量模型船响,保證節(jié)點(diǎn)間互相隔離互不干擾;借助虛擬化和容器等技術(shù)提升可擴(kuò)展性躲履;提供節(jié)點(diǎn)安全见间、數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)安全工猜、安全監(jiān)控和管理等從云到網(wǎng)絡(luò)邊緣再到物的整個(gè)系統(tǒng)安全米诉;可管理性包括管理接口、霧節(jié)點(diǎn)生命周期管理篷帅、獨(dú)立的管理層等史侣;將海量數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)魏身、傳輸惊橱、分析等功能下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣,靠近數(shù)據(jù)源箭昵,按需實(shí)現(xiàn)特定的數(shù)據(jù)處理能力税朴;實(shí)現(xiàn)應(yīng)用和服務(wù)在霧計(jì)算體系層次中按需部署和互操作,支持節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)共享家制,支持跨節(jié)點(diǎn)應(yīng)用等正林。
霧計(jì)算可用于 IoT、5G颤殴、AI 等多種場(chǎng)景觅廓,解決對(duì)本地化安全、客戶位置感知诅病、靈活部署和可擴(kuò)展哪亿、低時(shí)延等的需求。其中贤笆,IoT 是 FC重點(diǎn)面向的場(chǎng)景蝇棉,交通、智慧 城市芥永、智慧樓宇篡殷、工業(yè)制造業(yè)、零售企業(yè)埋涧、健康醫(yī)療板辽、農(nóng)業(yè)奇瘦、政府軍隊(duì)、智慧家庭劲弦、運(yùn)營(yíng)商等都有應(yīng)用耳标。其中的一些代表性場(chǎng)景如智能汽車和交通控制、可視化安全和監(jiān)控邑跪、智慧城市等次坡。
三.MEC
MEC 是ETSI 提出并主推的概念,經(jīng)歷了從移動(dòng)邊緣計(jì)算(Mobile Edge Computing) 到多接入邊緣計(jì)算(Multi-access Edge Computing)的演變画畅。其中砸琅,移動(dòng)邊緣計(jì)算是指在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)邊緣提供 IT 服務(wù)環(huán)境和云計(jì)算 能力,將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)下沉到更接近移動(dòng)用戶的無(wú)線接入網(wǎng)側(cè)轴踱, 旨在降低延時(shí)症脂,實(shí)現(xiàn)高效網(wǎng)絡(luò)管控和業(yè)務(wù)分發(fā),改善用戶體驗(yàn)淫僻;多接入邊緣計(jì)算是指在網(wǎng)絡(luò)邊緣為應(yīng)用研發(fā)商和內(nèi)容提供商提供 IT 服務(wù)環(huán)境和云計(jì)算能力诱篷,該環(huán)境為應(yīng)用提供超低延時(shí)、高帶寬嘁傀、實(shí)時(shí)接入等特性能力兴蒸。MEC 主要特性包括:就近接入、超低時(shí)延细办、位置可見(jiàn)橙凳、數(shù)據(jù)分析等。ETSI MEC 給出的系統(tǒng)參考架構(gòu)如圖 2 所示笑撞。其中岛啸,主要包括如下組件:
(1)MEC主機(jī):由虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施和 MEP 構(gòu)成,用以承載各類 MEC應(yīng)用茴肥。其中坚踩,虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)面負(fù)責(zé)執(zhí)行移動(dòng)邊緣平臺(tái)接收到的流量規(guī)則,并實(shí)現(xiàn)流量轉(zhuǎn)發(fā)瓤狐。MEP(MEC Platform瞬铸,MEC 平臺(tái))提供一系列功能, 用以實(shí)現(xiàn) MEC 應(yīng)用在特定虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施上運(yùn)行并使提 供移動(dòng)邊緣服務(wù)础锐。
(2)MEC應(yīng)用:是運(yùn)行在 MEC 主機(jī)虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施上的虛擬機(jī)嗓节,支持與 MEC平臺(tái)交互,以構(gòu)建和提供MEC服務(wù)皆警。MEC應(yīng)用帶有一系列規(guī)則和需求拦宣,包括所需要的資源、最大時(shí)延、可用服務(wù)等鸵隧。這些需求由MEC系統(tǒng)級(jí)管理進(jìn)行確認(rèn)绸罗。
(3)移動(dòng)邊緣主機(jī)級(jí)管理:包括移動(dòng)邊緣平臺(tái)管理器 MEPM、虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施管理器 VIM豆瘫,對(duì)移動(dòng)邊緣主機(jī)和其上運(yùn)行的應(yīng)用進(jìn)行管理珊蟀。其中,VIM(Virtualisation infrastructure manager靡羡,虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施管理器)的功能可參考 ETSI NFV VIM系洛,主要提供虛擬化資源管理功能俊性;MEPM(Mobile edge platform manager略步,移動(dòng)邊緣平臺(tái)管理器)主要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用生命周期管理、MEP 網(wǎng)元管理定页、 應(yīng)用規(guī)則和需求管理等趟薄。
(4)移動(dòng)邊緣系統(tǒng)級(jí)管理:包括 MEO、OSS 等組件典徊。MEO(Mobile edge orchestrator杭煎,移動(dòng)邊緣編排器) 是核心組件,負(fù)責(zé)維護(hù)移動(dòng)邊緣系統(tǒng)的整體視圖卒落、激活應(yīng)用包羡铲、基于約束條件選擇合適的移動(dòng)邊緣主機(jī)以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用實(shí)例化、觸發(fā)應(yīng)用實(shí)例化和終結(jié)儡毕、觸發(fā)應(yīng)用重定位等也切。按照業(yè)務(wù)需求和方案架構(gòu),ETSI 將 MEC 場(chǎng)景分為三類腰湾,每一類的方案架構(gòu)趨同雷恃,各類之間各有不同:①面向客戶的服務(wù),包括游戲费坊、遠(yuǎn)程桌面應(yīng)用倒槐、增強(qiáng)和輔助現(xiàn)實(shí)、輔助認(rèn)知等附井。②運(yùn)營(yíng)商和第三方服務(wù)讨越,包括活動(dòng)設(shè)備位置跟蹤、大數(shù)據(jù)永毅、安全把跨、企業(yè)服務(wù)等。③網(wǎng)絡(luò)性能和QoE 提升卷雕,包括內(nèi)容和DNS緩存节猿、性能優(yōu)化、視頻優(yōu)化等。其中滨嘱,主要包括7大場(chǎng)景:智能移動(dòng)視頻加速峰鄙、監(jiān)控視頻流分析、AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))太雨、密集計(jì)算輔助吟榴、企業(yè)專網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)囊扳、IoT 網(wǎng)關(guān)吩翻。
四. Cloudlet
Cloudlet 是2013年 Carnegie Mellon University(卡內(nèi)基梅隆大學(xué))提出的概念,源于移動(dòng)計(jì)算锥咸、IoT 與云計(jì)算的融合狭瞎,代表“移動(dòng)設(shè)備/IoT 設(shè)備—cloudlet—云”三層體系架構(gòu)的中間層,可看作是一個(gè)“data center in a box”搏予,旨在使云更接近用戶熊锭。基于此,OEC 給出了對(duì)邊緣計(jì)算的定義:邊緣計(jì)算在接近用戶側(cè)提供小型數(shù)據(jù)中心(邊緣節(jié)點(diǎn))雪侥,提升用戶對(duì)計(jì)算和存儲(chǔ)資源的使用體驗(yàn)碗殷。Cloudlet主要包括四大特性:僅以軟件形態(tài)部署、具備計(jì)算 / 連接 / 安全能力速缨、就近部署锌妻、基于標(biāo)準(zhǔn)云技術(shù)構(gòu)建等。
OEC 給出的邊緣計(jì)算參考架構(gòu)如圖3 所示旬牲,包括移動(dòng)設(shè)備仿粹、邊緣服務(wù)器、后端系統(tǒng)等組件引谜。其中:邊緣服務(wù)器主要基于Cloudlet實(shí)現(xiàn)牍陌,包括3 層:
(1)基礎(chǔ)設(shè)施層:包括硬件、虛擬化和管理员咽;(2)開(kāi)放云平臺(tái):提供app運(yùn)行支持環(huán)境和能力開(kāi)放毒涧, 并實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理;(3)應(yīng)用:基于虛機(jī)實(shí)例承載移動(dòng)設(shè)備卸載的各類應(yīng)用(如圖3 所示)贝室。
Cloudlet 和OEC主要針對(duì)移動(dòng)與云計(jì)算的融合場(chǎng)景契讲,適用于四大場(chǎng)景類型,包括高度響應(yīng)的云服務(wù)滑频、擴(kuò)展邊緣分析捡偏、隱私策略執(zhí)行、屏蔽云中斷峡迷。其中银伟,典型場(chǎng)景包括:VR你虹、vCPE、企業(yè)服務(wù)(如虛擬桌面)彤避、公共安全傅物、傳感器數(shù)據(jù)服務(wù)、汽車服務(wù)琉预、移動(dòng)app優(yōu)化董饰、工業(yè) 4.0、無(wú)人機(jī)支持服務(wù)圆米、健康和體育服務(wù)卒暂、在線游戲、通信服務(wù)優(yōu)化等娄帖。
五. 邊緣計(jì)算
ECC(EdgeComputing Consortium也祠,邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟)2016 年成立,是邊緣計(jì)算的積極推動(dòng)者块茁。ECC的邊緣計(jì)算定義:是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)齿坷,融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算数焊、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的分布式開(kāi)放平臺(tái)崎场, 就近提供邊緣智能服務(wù)佩耳,滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)谭跨、數(shù)據(jù)優(yōu)化干厚、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求螃宙。它可以作為聯(lián)接物理和數(shù)字世界的橋梁蛮瞄,使能智能資產(chǎn)、智能網(wǎng)關(guān)谆扎、智能系統(tǒng)和智能服務(wù)挂捅。
ECC認(rèn)為,邊緣計(jì)算與云計(jì)算是行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的兩大重要支撐堂湖,兩者在網(wǎng)絡(luò)闲先、業(yè)務(wù)、應(yīng)用无蜂、智能等方面的協(xié)同將有助于支撐行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型更廣泛的場(chǎng)景與更大的價(jià)值創(chuàng)造伺糠。其中,云計(jì)算適用于非實(shí)時(shí)斥季、長(zhǎng)周期數(shù)據(jù)训桶、業(yè)務(wù)決策場(chǎng)景,而邊緣計(jì)算在實(shí)時(shí)性、短周期數(shù)據(jù)舵揭、本地決策等場(chǎng)景方面有不可替代的作用慰照。ECC給出EC的主要特性包括聯(lián)接性、 數(shù)據(jù)第一入口琉朽、約束性毒租、分布性、融合性等箱叁。ECC提出的邊緣計(jì)算參考架構(gòu)如圖 4 所示墅垮。其中,主要包括如下層次化組件:
(1)ECN(Edge Computing Node耕漱,邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)):由基礎(chǔ)設(shè)施層算色、虛擬化層、邊緣虛擬服務(wù)構(gòu)成螟够,提供總線 協(xié)議適配灾梦、流式數(shù)據(jù)分析、時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)妓笙、安全等通用服務(wù)若河,并按需集成特定的行業(yè)化應(yīng)用服務(wù)。(2)聯(lián)接計(jì)算 Fabric:一個(gè)虛擬化的聯(lián)接和計(jì)算服務(wù)層寞宫,屏蔽異構(gòu)ECN 節(jié)點(diǎn)萧福,提供資源發(fā)現(xiàn)和編排,支持ECN節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)和知識(shí)模型共享辈赋,支持業(yè)務(wù)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào) 度和優(yōu)化鲫忍,支持分布式的決策和策略執(zhí)行。(3)業(yè)務(wù) Fabric:模型化的工作流钥屈,由多種類型的 功能服務(wù)按照一定邏輯關(guān)系組成和協(xié)作悟民,支持定義工作流和工作負(fù)載、可視化呈現(xiàn)篷就、語(yǔ)義檢查和策略沖突檢查射亏、業(yè)務(wù) Fabric、服務(wù)等模型的版本管理等腻脏。(4)智能服務(wù):開(kāi)發(fā)服務(wù)框架通過(guò)集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)和工具鏈集成邊緣計(jì)算和垂直行業(yè)模型庫(kù)鸦泳,提供模型與應(yīng)用 的全生命周期服務(wù);部署運(yùn)營(yíng)服務(wù)主要提供業(yè)務(wù)編排永品、應(yīng)用部署和應(yīng)用市場(chǎng)等三項(xiàng)核心服務(wù)做鹰。(5)管理服務(wù):支持面向終端、網(wǎng)絡(luò)鼎姐、服務(wù)器钾麸、存儲(chǔ)更振、數(shù)據(jù)、應(yīng)用的隔離饭尝、安全肯腕、分布式架構(gòu)的統(tǒng)一管理;支持面向工程钥平、集成实撒、部署、業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)遷移涉瘾、集成測(cè)試知态、集成驗(yàn)證與驗(yàn)收等全生命周期管理。(6)數(shù)據(jù)全生命周期服務(wù):提供數(shù)據(jù)預(yù)處理立叛、數(shù)據(jù)分析负敏、數(shù)據(jù)分發(fā)和策略執(zhí)行、數(shù)據(jù)可視化和存儲(chǔ)等服務(wù)秘蛇。支持通過(guò)業(yè)務(wù)Fabric定義數(shù)據(jù)全生命周期的業(yè)務(wù)邏輯其做,滿足業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性等要求。(7)安全服務(wù):主要包括節(jié)點(diǎn)安全赁还、網(wǎng)絡(luò)安全妖泄、數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用安全秽浇、安全態(tài)勢(shì)感知浮庐、身份和認(rèn)證管理等服 務(wù),覆蓋邊緣計(jì)算架構(gòu)的各個(gè)層級(jí)柬焕,并為不同層級(jí)按需提供不同的安全特性。
邊緣計(jì)算通過(guò)與行業(yè)使用場(chǎng)景和相關(guān)應(yīng)用相結(jié)合梭域,依據(jù)不同行業(yè)的特點(diǎn)和需求斑举,完成了從水平解決方案平臺(tái)到垂直行業(yè)的落地,在不同行業(yè)構(gòu)建了眾多創(chuàng)新的垂直行業(yè)解決方案病涨。目前富玷,ECC 給出的核心場(chǎng)景主要面向 IoT,范 例包括:梯聯(lián)網(wǎng)既穆、智慧水務(wù)赎懦、智能樓宇、智慧照明等幻工。
六. 分布式云
分布式云是 ITU-T 2016 年提出并主推的概念励两,是對(duì)云計(jì)算模式的擴(kuò)展,在兼具云計(jì)算以網(wǎng)絡(luò)為中心囊颅、以服務(wù) 為提供方式当悔、資源池化和透明化傅瞻、高擴(kuò)展高可靠性特征的同時(shí),基于業(yè)務(wù) / 用戶需求盲憎,靈活嗅骄、敏捷、按需饼疙、智能地提供分布式溺森、低延遲、高性能窑眯、安全可靠屏积、綠色節(jié)能、能力開(kāi)放的信息化基礎(chǔ)設(shè)施伸但,滿足全社會(huì)各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型 需要肾请。分布式云主要具備如下能力特性:分布式、低延遲更胖、高性能铛铁、安全可靠、綠色節(jié)能却妨、能力開(kāi)放等饵逐。分布式云體系框架如圖 5 所示。分布式云體系主要包括兩類組件:
(1)分布式云節(jié)點(diǎn):是具備自治管理能力的獨(dú)立的云節(jié)點(diǎn)彪标,提供云基礎(chǔ)設(shè)施及服務(wù)倍权,為各類業(yè)務(wù)和應(yīng)用提供 運(yùn)行環(huán)境;根據(jù)所處的位置捞烟、節(jié)點(diǎn)規(guī)模及在分布式云系統(tǒng)中的作用薄声,分為核心云、區(qū)域云题画、邊緣云等不同的云節(jié)點(diǎn)默辨;根據(jù)不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求,靈活采取一種或多種節(jié)點(diǎn)組合苍息,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)能力的按需部署缩幸。核心云節(jié)點(diǎn):基于大規(guī)模云基礎(chǔ)設(shè)施,支持提供包括 IaaS竞思、PaaS表谊、SaaS 的完整的云服務(wù)體系,為各類分布式云業(yè)務(wù)和應(yīng)用提供支撐和運(yùn)營(yíng)環(huán)境盖喷,具備海量數(shù)據(jù)分析和處理能力爆办。區(qū)域云節(jié)點(diǎn):功能架構(gòu)與核心云類似,中到大規(guī)模云基礎(chǔ)設(shè)施传蹈,側(cè)重于提供區(qū)域性云基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)押逼,為區(qū)域性業(yè)務(wù)和應(yīng)用提供支撐和運(yùn)營(yíng)環(huán)境步藕,按需滿足區(qū)域性業(yè)務(wù)及安全、法規(guī)挑格、治理需求咙冗。邊緣云節(jié)點(diǎn):在網(wǎng)絡(luò)邊緣、靠近用戶和數(shù)據(jù)源的位置漂彤, 提供本地化基礎(chǔ)設(shè)施資源雾消、數(shù)據(jù)處理能力、邊緣應(yīng)用和業(yè)務(wù)挫望。面向不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景立润、不同部署位置的邊緣云節(jié)點(diǎn),外形媳板、能力桑腮、功能需求各異。
(2)分布式云管理系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式云節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)一管理蛉幸,包括統(tǒng)一的資源管理破讨、網(wǎng)元和應(yīng)用管理、業(yè)務(wù)編 排奕纫、運(yùn)營(yíng)管理提陶、服務(wù)管理、安全管理匹层、研發(fā)支持隙笆、系統(tǒng)集 成管理、數(shù)據(jù)管理等升筏。
分布式云側(cè)重于云節(jié)點(diǎn)之間撑柔、邊緣與核心之間的協(xié) 同,能夠提供比單一位置的計(jì)算更豐富的業(yè)務(wù)和應(yīng)用能力您访,適用于多種業(yè)務(wù)場(chǎng)景乏冀,其中,既包括經(jīng)典云計(jì)算場(chǎng)景洋只, 也包括邊緣計(jì)算場(chǎng)景,還包括邊緣昼捍、核心協(xié)同場(chǎng)景识虚,涵蓋 5G亩歹、IoT聘裁、AI、 安全儿礼、CORD乍钻、CDN肛循、 云服務(wù)等各類業(yè)務(wù)場(chǎng)景铭腕。
七. 核心技術(shù)辨析
霧計(jì)算、MEC多糠、Cloudlet累舷、邊緣計(jì)算、分布式云等技 術(shù)都是在新的業(yè)務(wù)需求和技術(shù)發(fā)展驅(qū)動(dòng)下夹孔,融合“邊緣” 理念與云計(jì)算技術(shù)的一種具體實(shí)現(xiàn)被盈,簡(jiǎn)要辨析如表 1 所示, 其中主要不同在于:
(1)定位:霧計(jì)算旨在構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)搭伤,實(shí)現(xiàn)云到物的服務(wù)連接只怎,與云協(xié)同運(yùn)作;MEC 則被視為 5G 核心關(guān) 鍵技術(shù)怜俐;Cloudlet 是就近部署的微型數(shù)據(jù)中心身堡;邊緣計(jì)算 旨在構(gòu)建邊緣的開(kāi)放平臺(tái);分布式云則將經(jīng)典核心云拍鲤、區(qū)域云與邊緣云統(tǒng)一為一個(gè)整體贴谎。
(2)場(chǎng)景:霧計(jì)算重點(diǎn)面向 IoT;MEC 主要 提供移動(dòng) RAN 應(yīng)用方案殿漠;Cloudlet 在網(wǎng)絡(luò)邊緣實(shí) 現(xiàn)計(jì)算能力卸載赴精;邊緣計(jì)算主要面向 IoT 智能服務(wù);分布式云則旨在涵蓋多種場(chǎng)景绞幌。
(3)應(yīng)用和數(shù)據(jù):霧計(jì)算蕾哟、MEC、Cloudlet 側(cè)重于提供面向應(yīng)用的使能與運(yùn)營(yíng)支撐環(huán)境莲蜘,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的自動(dòng)化部署管理和業(yè)務(wù)提供谭确;邊緣計(jì)算和分布式云除了對(duì)應(yīng)用的支持外,還提供對(duì)多樣化數(shù)據(jù)的收集票渠、存儲(chǔ)逐哈、處理、分析问顷、策略執(zhí)行等能力昂秃,構(gòu)建包括數(shù)據(jù)本地化處理和云端大數(shù)據(jù)處理的層次化協(xié)同系統(tǒng)(如表 1 所示)。
八. 展望
整體而言杜窄,邊緣計(jì)算仍處于發(fā)展初期肠骆,在 Gartner 發(fā)展成熟度曲線上位于炒作巔峰,未來(lái)將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)塞耕。邊緣計(jì)算的核心技術(shù)主要包括邊緣節(jié)點(diǎn)(如路由器蚀腿、交換機(jī)、基站扫外、vCPE莉钙、數(shù)據(jù)中心等)廓脆、邊緣網(wǎng)絡(luò)、邊緣管理系統(tǒng)磁玉、 邊緣應(yīng)用和服務(wù)等停忿。其中,所涉及的硬件基礎(chǔ)設(shè)施蜀涨、軟件技術(shù)等大多已具備瞎嬉,但需根據(jù)邊緣計(jì)算需求進(jìn)行適配或優(yōu)化,如邊緣節(jié)點(diǎn)對(duì)計(jì)算能力的支持厚柳,邊緣節(jié)點(diǎn)的性能氧枣、可靠性和災(zāi)備,邊緣計(jì)算任務(wù)的智能調(diào)度别垮,異構(gòu)邊緣節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)一管理便监,數(shù)據(jù)分布機(jī)制和一致性,邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和性能優(yōu)化碳想,大規(guī)模邊緣應(yīng)用和服務(wù)烧董,邊緣功能和技術(shù)(如 數(shù)據(jù)細(xì)化、視頻壓縮和分析等)等胧奔,這些都有待于進(jìn)一步研究逊移。
作者介紹
陳天,現(xiàn)就職于中國(guó)電信股份有限公司廣東研究院龙填,主要研究方向?yàn)樵朴?jì)算胳泉、SDN/NFV。
陳楠岩遗,博士扇商,現(xiàn)就職于中國(guó)電信股份有限公司廣東研究院,主要研究方向?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)宿礁、云計(jì)算案铺、IDC。
李陽(yáng)春梆靖,博士控汉,現(xiàn)就職于中國(guó)電信股份有限公司廣東研究院,主要研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)返吻、 IPv6暇番、SDN/NFV。
樊勇兵思喊,博士,中國(guó)通信學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員次酌,高級(jí)工程師恨课,中國(guó)電信 IP 人才舆乔,現(xiàn)任全球云網(wǎng)OpenCirrus中國(guó)電信節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)人,中國(guó)電信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——數(shù)據(jù)多媒體實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人剂公,中國(guó)電信數(shù)據(jù)網(wǎng)支撐中心主要成員希俩,長(zhǎng)期從事互聯(lián)網(wǎng)研究,目前負(fù)責(zé)中國(guó)電信云計(jì)算纲辽、IDC 等方面的工作颜武。