原创 《边缘计算系统设计与实践》理解与思考

2024-2-28 21:31 546 1 2 分类: 物联网 文集: 边缘云计算

【边缘计算】对边缘计算的理解与思考

首先我们认为边缘计算的兴起应该是在过去三四年,之所以兴起大背景是因为实体经济的数字化转型。这波实体经济数字化以万物感知、万物互联、万物智能为特征,这三方面的特征仅仅依靠云计算是没办法特别好的解决,比如实时性、带宽、安全、隐私等等一些问题,在这样背景下,边缘计算逐渐兴起。

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我们分享几个行业对于边缘计算的需求特征和大背景下浮现出来关于边缘计算的机会。先看一下工业,1.工业4.0以及智能制造大背景下,推动了工业界原来传统的架构重构:云+边缘+设备三层扁平互联架构。在这个过程中,边缘计算为什么有价值?边缘计算核心是解决了传统五层架构里面网络孤岛、数据孤岛与业务孤岛的问题,同时更好的支撑柔性制造,并且带来从技术到商业各个方面价值创新的能力。

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2.OPC-UA overTSN向下渗透,边缘计算碎片化的问题在工业界尤其明显。比如工业界目前一个比较好的解决方案,能解决边缘计算碎片化的方案。OPC-UA over TSN 原来更多是在PLC之间及以上的层次。去年11月份在 OPC基金会下面成立FLC工作组,工作组目的是  PLC以下的层次如何利用OPC UA over TSN 技术需求,研究明白,协议规范,定义清楚。

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其实,工业界大背景下,施耐德这样的巨头已经围绕大的趋势,展开一些探索,我们看到施耐德已经明确了要基于  云+边缘控制+产品 三个层次去重构原有的架构,特意强调边缘控制层的智能化是非常核心的点,提到了边缘计算的主要形态,包括本地设备和边缘云;同时和华为开展持续深入的合作。

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智慧城市,从08年IBM提出了智慧地球概念后,智慧城市的建设在全球成为了个热点;17年中国发布了数字中国战略,引爆了新一轮智慧城市的建设,边缘侧拥有最全的诉求,所以新一轮智慧城市的建设需要边缘智能、边缘协同、边缘能力的支撑;同时,5G的发展会极大推动城市的万物互联,这也将极大促进边缘计算产业发展。例如河长巡河场景下,利用边缘计算实时采集河湖动态信息,通过AI辅助进行监测数据处理,污染预警溯源;智慧路灯场景下,借助边缘计算实时监控路灯运行状态,辅助路灯开、关、亮度管理,本地化运营团队进行针对性维护,精准高效;雪亮工程场景下,边缘计算不仅能够进行边缘预处理,剔除“垃圾”信息,减少上传的视频数据,还能够使边缘设备更加“聪明”。

 

运营商。全球主流运营商看重边缘计算产业机会点,都在拓耕边缘计算领域,从管道经营到算力经营,完善2C业务体验,强化2B市场能力。

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中国联通致力于构建一个开放的,开源的Edge-Cloud服务PaaS平台,以灵活分配计算,存储,网络和加速器资源,旨在加速边缘服务的孵化和推广。

1、发布CUBE-Edge2.0白皮书;

2、中国联通将大力发展边缘DC,启动全国范围内15个省市的规模试点;

3、主导的《IoT requirements for Edge computing》国际标准项目立项

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中国移动将边缘计算上升为公司战略与5G并列。中移动将边缘计算上升为公司战略与5G并列,推动中国移动未来从管道经营(流量变现)扩展到算力经营(服务变现)”

1、成立中国移动边缘计算开放实验室;

2、发布中国移动边缘计算技术白皮书;

3、宣布Pioneer300计划。

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美国电信公司AT&T将边缘计算定位其5G战略三大支柱之一,AT&T已经为移动和固定无线应用接入边缘计算,可以使用LTE或5G连接进行部署。主导发起了Akraino开源,通过开源加快边缘计算生态建设和商用部署。

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全球移动通信系统协会,简称GSMA,全球移动通信系统协会(GSMA)成立于1987年,是全球移动通信领域的行业组织,目前其成员已包括220个国家的近800家移动运营商以及230多家更为广泛的移动生态系统中的企业,其中包括手机制造商、软件公司、设备供应商、互联网公司以及金融服务、医疗、媒体、交通和公共事业等领域的企业。GSMA认为边缘计算是运营商未来重要发展方向:

1、Edge Cloud如何帮助运营商Cloud VR/AR等新型业务降低部署成本,加快部署速度;

2、边缘计算如何推动当前智慧城市,智能制造中图像处理能力,

GSMA动态:

1、GSMA在MWC2019发布了边缘计算白皮书:Distributed Edge Cloud: Definitions,

Dynamics AndDrivers,

2、GSMA计划通过推动边缘计算典型PoC来加速边缘计算在运营商的应用。

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GSMA定义的2大边缘计算形态

 

运营商边缘计算核心技术:

1、多形态I硬件(边缘云,一体机形态,异构数据处理云化网关等);

2、轻量级云原生PaaS(微服务,Serveless等);

3、安全(物理安全,平台安全,应用安全等)。

 

边缘计算技术方向往那些方向走?

边缘计算需要与云计算协同,才能最大化增强实现彼此的应用价值,这个得到产业界的广泛认同,但是边云协同的价值和内涵到底是什么,涉及到那些方面的协同?这些问题在产业界一直缺乏共识。去年,ECC产业联盟试图从主要场景出发,初步梳理了边云协同的全视图,我们认为边云协同大体上会涉及三层六类协同,也就是从IaaS 到 PaaS  到SaaS三个层次,边缘侧三个层次和云侧三个层次一定有相互协同工作,落实到具体场景中,不见得所有业务场景都会包括,我们这个六类应该是目前阶段理解边云协同的全视图。

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  1. 服务协同;云端提供SaaS分布策略,那些SaaS部署在云端。那些部署在边缘(应用相互协同)。
  2. 业务管理协同;边缘提供模块化、微服务化应用,云端提供边缘应用的业务编排管理。
  3. 应用管理协同;边缘节点提供应用的部署与运行环境,并进行管理、调度;云端提供应用开发测试环境及生命周期管理
  4. 智能协同;边缘节点按照AI模型执行推理,云端开展AI集中模型训练,下发模型到边缘。
  5. 数据协同;边缘节点负责终端数据的采集,进行初步处理,并将结果上传云端,云端提供海量数据存储、分析、价值挖掘。
  6. 资源协同;边缘节点提供基础设施资源,并具备本地调度和管理能力,同时接受并执行云端资源调度管理策略(含设备、资源、网络连接)

 

边缘计算正从1.0走向2.0,如果说1.0更偏向概念定义,主要目的是推动产业共识;2.0则更加关心技术和能力构建,从而促进边缘计算的实践落地。边缘计算2.0核心观点包括落地形态,我们认为主要是边缘云和云化网关两种形态,当然细分来说还有很多。

边缘云主要提供近现场的综合计算能力,支撑智慧园区、平安城市、智能制造等场景,将中心云的能力拉近到边缘,是下一步云计算创新突破的增长点。

云化网关是企业/行业数据的汇聚节点,是网关设备基于云计算技术的演进,主要通过多样连接、实时处理、云化管理和人工智能等关键能力,边云协同使能行业数字化。

软件平台,一定是引入云架构、云技术,实现端到端实时、协同式智能、可信赖、可动态重置的能力。

硬件平台:以异构计算为主,需要考虑ARM+X86+GPU+NPU+FPGA异构计算能力的支持。

核心特征:边云协同和边缘智能。

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从趋势看,边缘计算发展分为三阶段。

第一阶段,这个阶段时期大致是2015年-2017年,概念孵化,产业共识

产业共识:边缘计算及其价值成为产业共识

概念泛化:雾计算、边缘计算、节点计算、移动边缘计算、开放边缘计算

边界不清:OT认为20年前的工业现场PLC即是、海康威视认为智能摄像头即是、思科认为云之下终端之上。

第二阶段,当前就是在第二阶段,2018年到2020年,主要是进一步聚焦及落地探索

价值落地场景:从泛化概念,逐步聚焦到云边缘、物联网边缘价值场景。

业务本质:云计算在数据中心之外汇聚节点的延伸和演进。“边云协同、边缘智能”为核心能力。

第三阶段是2020年以后,开始规模发展

带来更丰富的应用场景:增值业务(如预测性维护)到控制系统(如vPLC)

以及更广泛的行业覆盖:从制造/运营商/能源到泛工业(如交通、企业、智慧家居等)

边缘计算已经形成产业共识,正从泛化概念走向进一步聚焦及落地探索,未来3~5年是产业发展关键期。

作者: 智者学派, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-1681418.html

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开发工匠 2024-3-4 10:22

写的好,学习和参考
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