1.開放式架構(gòu)

數(shù)十年來，專有協(xié)議和封閉式體系結(jié)構(gòu)在邊緣環(huán)境中已司空見慣。但是，由于供應商鎖定了他們的客戶，這些常常導致高集成度和交換成本。現(xiàn)代的智能邊緣計算資源部署了開放式體系結(jié)構(gòu)，這些體系結(jié)構(gòu)利用了標準化協(xié)議（例如，OPCUA，MQTT）和語義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（例如，Sparkplug），從而降低了集成成本并提高了供應商的互操作性。開放協(xié)議的一個示例是IconicsIoTWorX，這是一個邊緣應用程序，它支持開放的，與供應商無關(guān)的協(xié)議，例如OPCUA和MQTT等。

2.數(shù)據(jù)預處理和過濾

在云中傳輸和存儲由傳統(tǒng)邊緣計算資源生成的數(shù)據(jù)可能非常昂貴且效率低下。傳統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)通常依賴于輪詢/響應設(shè)置，在該設(shè)置中，遠程服務器會在一定時間間隔內(nèi)從“啞”邊緣計算資源中請求一個值，而不管該值是否已更改。智能邊緣計算資源可以在邊緣處預處理數(shù)據(jù)，并且僅將相關(guān)信息發(fā)送到云，從而減少了數(shù)據(jù)傳輸和存儲成本。數(shù)據(jù)預處理和過濾的一個示例是運行邊緣代理的智能邊緣計算設(shè)備，該代理在將數(shù)據(jù)發(fā)送到云之前在邊緣對數(shù)據(jù)進行預處理，從而降低了帶寬成本（請參閱AWS項目示例）。

3.邊緣分析

大多數(shù)傳統(tǒng)邊緣計算資源的處理能力有限，并且只能執(zhí)行一個特定的任務/功能（例如，傳感器提取數(shù)據(jù)，控制器控制過程等）。智能邊緣計算資源通常具有旨在分析邊緣數(shù)據(jù)的更強大的處理能力。這些邊緣分析應用程序支持依賴低延遲和高數(shù)據(jù)吞吐量的新用例。例如，Octonion使用基于ARM的智能傳感器在邊緣創(chuàng)建協(xié)作式學習網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)促進了智能邊緣傳感器之間的知識共享，并允許最終用戶基于高級異常檢測算法構(gòu)建預測性維護解決方案。

4.分布式應用

在遺留邊緣計算設(shè)備上運行的應用程序通常與運行它們的硬件緊密耦合。智能邊緣計算資源使應用程序與底層硬件脫鉤，并實現(xiàn)了靈活的體系結(jié)構(gòu)，在這些體系結(jié)構(gòu)中，應用程序可以從一種智能計算資源轉(zhuǎn)移到另一種智能計算資源。這種解耦使應用程序根據(jù)需要既可以垂直移動（例如，從智能邊緣計算資源到云），也可以水平移動（例如，從一個智能邊緣計算資源到另一個）。部署邊緣應用程序的邊緣體系結(jié)構(gòu)有3種類型：

100％邊緣架構(gòu)。這些體系結(jié)構(gòu)不包括任何本地計算資源（即，所有計算資源都是本地的）。出于安全/隱私原因而不會將數(shù)據(jù)發(fā)送到云的組織（例如，國防供應商，制藥公司）和/或已經(jīng)在內(nèi)部部署計算基礎(chǔ)架構(gòu)上進行了大量投資的大型組織，經(jīng)常使用100％邊緣體系結(jié)構(gòu)。

厚邊+云架構(gòu)。這些體系結(jié)構(gòu)始終包括本地數(shù)據(jù)中心+云計算資源，并可以選擇包括其他邊緣計算資源。厚邊+云架構(gòu)通常在已投資于本地數(shù)據(jù)中心但利用云來聚合和分析來自多個設(shè)施的數(shù)據(jù)的大型組織中發(fā)現(xiàn)。

瘦/微邊緣+云架構(gòu)。這些體系結(jié)構(gòu)始終包括連接到一個或多個較小（即非本地數(shù)據(jù)中心）邊緣計算資源的云計算資源。薄/微邊緣架構(gòu)通常用于從不屬于現(xiàn)有工廠網(wǎng)絡(luò)的遠程資產(chǎn)中收集數(shù)據(jù)。

需要設(shè)計現(xiàn)代邊緣應用程序，以便它們可以在3種邊緣體系結(jié)構(gòu)中的任何一種上運行。一般而言，輕量級邊緣“代理”和容器化應用程序是現(xiàn)代邊緣應用程序的兩個示例，可在設(shè)計邊緣體系結(jié)構(gòu)時提供更大的靈活性。

5.合并的工作量

大多數(shù)“啞”邊緣計算資源都在專有RTOS（實時操作系統(tǒng)）之上運行專有應用程序，這些RTOS直接安裝在計算資源本身上。智能邊緣計算資源通常配備了虛擬機管理程序，可從底層硬件中抽象出操作系統(tǒng)和應用程序。這使智能邊緣計算資源能夠在單個邊緣設(shè)備上運行多個操作系統(tǒng)和應用程序。這導致工作負載合并，從而減少了邊緣所需的計算資源的物理占用空間，并可能導致以前依賴多個物理計算資源的設(shè)備制造商的COGS（銷售商品成本）降低。以下示例顯示了如何使用管理程序運行多個操作系統(tǒng)（Linux，Windows，

6.可擴展的部署/管理

傳統(tǒng)計算資源通常使用串行（通常是專有）通信協(xié)議，這些協(xié)議難以大規(guī)模更新和管理。智能邊緣計算資源安全地連接到局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)（LAN，WAN），因此可以從中央位置輕松部署和管理。越來越多地使用邊緣管理平臺來處理與大規(guī)模部署相關(guān)的管理任務。邊緣管理平臺的一個示例是西門子的工業(yè)邊緣管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于在西門子的智能邊緣計算資源上部署和管理工作負載。

7.安全連接

“默默無聞的安全性”是保護舊有計算設(shè)備安全的一種常見做法。這些傳統(tǒng)設(shè)備通常具有專有的通信協(xié)議和串行網(wǎng)絡(luò)接口，這確實增加了一層“默默無聞的安全性”。但是，這種安全性需要付出更高的管理和集成成本。網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)（例如，硬件安全模塊［HSM］）的進步使安全連接智能設(shè)備變得比以往更加容易和安全。根據(jù)應用程序的特定需求，可以在整個產(chǎn)品生命周期中提供不同級別的安全性。例如，恩智浦的端到端安全解決方案始于設(shè)備制造級別，涵蓋了從連接到邊緣設(shè)備的所有應用部署。
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