十年前云計(jì)算興起，現(xiàn)在邊緣計(jì)算崛起

近來(lái)有一個(gè)詞“迅速走紅”，大有十年前云計(jì)算興起和發(fā)展的勢(shì)頭，它就是“邊緣計(jì)算”。實(shí)際上和邊緣計(jì)算相近的概念有很多，比如歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）推動(dòng)的MEC（移動(dòng)邊緣計(jì)算），主要面向電信運(yùn)營(yíng)商領(lǐng)域，去年ETSI把它擴(kuò)展為多接入邊緣計(jì)算（Multi-Access Edge Computing）；還有思科推出的“霧計(jì)算”，不難理解，云在高高的天上，而霧則接近地面；華為發(fā)起倡導(dǎo)的邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟則面向行業(yè)市場(chǎng)，例如應(yīng)用在制造、電力、交通等等行業(yè)領(lǐng)域。

雖然有不同的應(yīng)用側(cè)重，但他們的理念大體相同，總結(jié)起來(lái)說(shuō)，邊緣計(jì)算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的開(kāi)放平臺(tái)，就近提供智能互聯(lián)服務(wù)，滿(mǎn)足應(yīng)用在業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)、業(yè)務(wù)智能、數(shù)據(jù)聚合與互操作、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。

也許有人問(wèn)，邊緣計(jì)算到底和云計(jì)算什么關(guān)系，它有哪些應(yīng)用場(chǎng)景？今天我們就來(lái)做個(gè)“科普”。

邊緣計(jì)算的技術(shù)特性

綜合不同標(biāo)準(zhǔn)組織和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟對(duì)邊緣計(jì)算的定義，我們把它的技術(shù)特征總結(jié)為以下幾個(gè)方面：

鄰近性：由于邊緣計(jì)算的部署非?？拷畔⒃?，因此邊緣計(jì)算特別適用于捕獲和分析大數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵信息，此外邊緣計(jì)算還可以直接訪(fǎng)問(wèn)設(shè)備，因此容易直接衍生特定的商業(yè)應(yīng)用。

低時(shí)延：由于移動(dòng)邊緣技術(shù)服務(wù)靠近終端設(shè)備或者直接在終端設(shè)備上運(yùn)行，因此大大降低了延遲。這使得反饋更加迅速，同時(shí)也改善了用戶(hù)體驗(yàn)，大大降低了網(wǎng)絡(luò)在其他部分中可能發(fā)生的擁塞。

高帶寬：由于邊緣計(jì)算靠近信息源，可以在本地進(jìn)行簡(jiǎn)單地?cái)?shù)據(jù)處理，不必將所有數(shù)據(jù)或信息都上傳至云端，這將使得網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力下降，減少網(wǎng)絡(luò)堵塞，網(wǎng)絡(luò)速率也因此大大增加。

位置認(rèn)知：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)邊緣是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的一部分時(shí)，無(wú)論是WIFI還是蜂窩，本地服務(wù)都可以利用相對(duì)較少的信息來(lái)確定每個(gè)連接設(shè)備的具體位置。

分布性：邊緣計(jì)算實(shí)際部署天然具備分布式特征。這要求邊緣計(jì)算支持分布式計(jì)算與存儲(chǔ)、實(shí)現(xiàn)分布式資源的動(dòng)態(tài)調(diào)度與統(tǒng)一管理、支撐分布式智能、具備分布式安全等能力。

數(shù)據(jù)入口：邊緣計(jì)算作為物理世界到數(shù)字世界的橋梁，是數(shù)據(jù)的第一入口，擁有大量、實(shí)時(shí)、完整的數(shù)據(jù)，可基于數(shù)據(jù)全生命周期進(jìn)行管理與價(jià)值創(chuàng)造，將更好的支撐預(yù)測(cè)性維護(hù)、資產(chǎn)效率與管理等創(chuàng)新應(yīng)用；同時(shí)，作為數(shù)據(jù)第一入口，邊緣計(jì)算也面臨數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、確定性、多樣性等挑戰(zhàn)。

邊緣計(jì)算與云計(jì)算的關(guān)系

也許有人產(chǎn)生疑問(wèn)，邊緣難道是要替代云計(jì)算？其實(shí)并不是，至少?gòu)哪壳皝?lái)看，兩者是協(xié)同的關(guān)系。

圖片來(lái)源：邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

邊緣計(jì)算和云計(jì)算的關(guān)系可以比喻為集團(tuán)公司的地方辦事處與集團(tuán)總公司的關(guān)系。云計(jì)算把握整體，聚焦非實(shí)時(shí)、長(zhǎng)周期數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析，能夠在周期性維護(hù)、業(yè)務(wù)決策支撐等領(lǐng)域發(fā)揮特長(zhǎng)；邊緣計(jì)算則專(zhuān)注于局部，聚焦實(shí)時(shí)、短周期數(shù)據(jù)的分析，能更好地支撐本地業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)智能化處理與執(zhí)行。

因此，邊緣計(jì)算與云計(jì)算互相協(xié)同，兩者存在緊密的互動(dòng)協(xié)同關(guān)系。邊緣計(jì)算既靠近執(zhí)行單元，更是云端所需高價(jià)值數(shù)據(jù)的采集單元，可以更好地支撐云端應(yīng)用的大數(shù)據(jù)分析；反之，云計(jì)算通過(guò)大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化輸出的業(yè)務(wù)規(guī)則也可以下發(fā)到邊緣側(cè)，邊緣計(jì)算基于新的業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行業(yè)務(wù)執(zhí)行的優(yōu)化處理。

邊緣計(jì)算應(yīng)用場(chǎng)景

邊緣計(jì)算在電信運(yùn)營(yíng)商和行業(yè)領(lǐng)域都有極大的市場(chǎng)應(yīng)用，邊緣計(jì)算是5G的重要組成部分，也是推動(dòng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要技術(shù)。一些典型的應(yīng)用場(chǎng)景包括：

例如針對(duì)運(yùn)營(yíng)商領(lǐng)域的移動(dòng)視頻QoS優(yōu)化：目前LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)所承載的視頻內(nèi)容和管道之間缺乏交互，用戶(hù)體驗(yàn)很難達(dá)到最佳。一方面，由于無(wú)線(xiàn)側(cè)信道和空口資源變化較快，難以動(dòng)態(tài)調(diào)整應(yīng)用層（HTTP/DASH）參數(shù)以適配無(wú)線(xiàn)信道的變化。同樣，傳統(tǒng)的TCP擁塞控制策略是針對(duì)有線(xiàn)環(huán)境設(shè)計(jì)的，也不能準(zhǔn)確適應(yīng)無(wú)線(xiàn)信道的變化。另一方面，eNB對(duì)應(yīng)用層內(nèi)容不可知，無(wú)法為不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)資源的調(diào)度，也不能為同一類(lèi)型業(yè)務(wù)的不同用戶(hù)提供差異化的QoS。

邊緣計(jì)算平臺(tái)可以通過(guò)北向接口獲取OTT視頻業(yè)務(wù)的應(yīng)用層及TCP層信息，也可以通過(guò)南向接口獲取RAN側(cè)無(wú)線(xiàn)信道等信息（RNIS、Location Service等），進(jìn)一步通過(guò)雙向跨層優(yōu)化來(lái)提升用戶(hù)的感知體驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商管道的智能化。

在行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)包括：

預(yù)測(cè)性維護(hù)：通過(guò)本地的邊緣計(jì)算融合網(wǎng)關(guān)可以提供數(shù)據(jù)分析能力，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在故障。同時(shí)提供本地存活，一旦與云端聯(lián)接故障，數(shù)據(jù)可以本地保存，聯(lián)接恢復(fù)后，本地收斂數(shù)據(jù)自動(dòng)同步到云端，確保云端可以對(duì)每部電梯形成完整視圖。

智能制造：邊緣計(jì)算在工業(yè)系統(tǒng)中的具體表現(xiàn)形式是工業(yè)CPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)在底層通過(guò)工業(yè)服務(wù)適配器，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備封裝成web服務(wù)；在基礎(chǔ)設(shè)施層，通過(guò)工業(yè)無(wú)線(xiàn)和工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以扁平互聯(lián)的方式聯(lián)接到工業(yè)數(shù)據(jù)平臺(tái)中；在數(shù)據(jù)平臺(tái)中，根據(jù)產(chǎn)線(xiàn)的工藝和工序模型，通過(guò)服務(wù)組合對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理和組合，并與MES等系統(tǒng)對(duì)接。整個(gè)工業(yè)CPS系統(tǒng)能夠支撐快速部署、設(shè)備替換和計(jì)劃調(diào)整等應(yīng)用的快速開(kāi)發(fā)和上線(xiàn)。

此外，邊緣計(jì)算的應(yīng)用還包括車(chē)聯(lián)網(wǎng)/自動(dòng)駕駛、AR/VR、視頻監(jiān)控與智能分析、智慧水務(wù)等等領(lǐng)域。

邊緣計(jì)算在智能運(yùn)輸車(chē)隊(duì)的應(yīng)用：實(shí)時(shí)調(diào)控車(chē)內(nèi)濕度、溫度與排氣扇等

邊緣計(jì)算案例

亞馬遜公開(kāi)發(fā)布了其邊緣計(jì)算/IoT重要軟件Amazon Greengrass，正說(shuō)明了其正在向邊緣計(jì)算領(lǐng)域邁進(jìn)。它是一個(gè)為互聯(lián)設(shè)備執(zhí)行本地計(jì)算、消息收發(fā)和數(shù)據(jù)緩存的軟件。借助AWS Greengrass，互聯(lián)設(shè)備可以運(yùn)行AWS Lambda函數(shù)、同步設(shè)備數(shù)據(jù)以及與其他設(shè)備安全通信–甚至無(wú)需連接互聯(lián)網(wǎng)。AWS Greengrass可將AWS無(wú)縫擴(kuò)展至設(shè)備，以便在本地操作其生成的數(shù)據(jù)，同時(shí)仍可將云用于管理、分析和持久存儲(chǔ)。

中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通分別進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試，例如中國(guó)移動(dòng)在上海的F1賽事賽場(chǎng)使用了MEC設(shè)備進(jìn)行部署，為觀眾提供創(chuàng)新型沉浸式賽車(chē)體驗(yàn)的移動(dòng)增值服務(wù)。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)觀眾而言，不僅看到的是飛馳而過(guò)的賽車(chē)，還可以在終端設(shè)備上多角度觀看賽道上賽車(chē)運(yùn)行的實(shí)時(shí)視頻，甚至駕駛艙里駕駛員的表情動(dòng)作。這樣身臨其境的體驗(yàn)得益于邊緣計(jì)算的部署，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)直播的時(shí)間時(shí)延低達(dá)500毫秒，觀眾在智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端上，通過(guò)APP應(yīng)用，可多角度、近乎零延遲的觀看賽事，獲得前所未有的逼真體驗(yàn)。如果用現(xiàn)在傳統(tǒng)的直播方式，將服務(wù)器放在互聯(lián)網(wǎng)上，然后再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)距離地傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，延時(shí)大概將近50秒，所以邊緣計(jì)算在這種場(chǎng)景下的應(yīng)用，對(duì)用戶(hù)的體驗(yàn)而言是一種非常大的改善。

此外，英特爾、華為、中興、諾基亞等公司都在相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域?qū)吘売?jì)算進(jìn)行了落地。毫無(wú)疑問(wèn)，邊緣計(jì)算正在發(fā)揮越來(lái)越大的價(jià)值和魅力。

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