隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一些對(duì)時(shí)延、傳輸成本比較敏感的應(yīng)用場景（尤其在工業(yè)控制領(lǐng)域）開始浮出水面。與此同時(shí)，在類似德國“工業(yè)4.0”等工控信息智能化的發(fā)展中，信息物理融合系統(tǒng)（CPS，也稱虛擬實(shí)體融合系統(tǒng)）在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)實(shí)現(xiàn)，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用等核心能力進(jìn)行融合逐漸成為趨勢。

5G時(shí)代 邊緣計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不斷融合

邊緣計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的融合成為發(fā)展的新課題

在移動(dòng)通信領(lǐng)域，5G三大應(yīng)用場景之一中的“低功耗大連接”要求能夠提供具備超千億網(wǎng)絡(luò)連接的支持能力，滿足100萬/Km2連接數(shù)密度指標(biāo)要求。這樣的高密度連接和海量數(shù)據(jù)對(duì)時(shí)延和功耗也提出了新的要求。通過架構(gòu)上的設(shè)計(jì)盡可能將源和目的之間的距離縮短，也成為新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一個(gè)重要考量的方面。因此，云尤其是邊緣計(jì)算架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之間的融合設(shè)計(jì)，成為這一發(fā)展階段新的課題。

傳統(tǒng)的云架構(gòu)之下，所有的智能都在云端，網(wǎng)絡(luò)所需要考慮的就是信號(hào)覆蓋、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的問題。但隨著端系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力需求的爆炸性增長，很多應(yīng)用場景開始傾向于將應(yīng)用處理放在邊緣，體現(xiàn)出一種“哪里生產(chǎn)，哪里消費(fèi)”的架構(gòu)思路。這種方式給網(wǎng)絡(luò)的邊緣賦予了足夠的“智能”，或者說處理能力。“端”變成了輔助“大腦”工作的“智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。

這樣一來，一方面，邊緣服務(wù)在終端設(shè)備上運(yùn)行，反饋更迅速，解決了時(shí)延問題，使得一些工業(yè)用戶場景成為可能;另一方面，邊緣計(jì)算將內(nèi)容與計(jì)算能力下沉，提供智能化的流量調(diào)度。業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)了本地化，內(nèi)容尤其是熱門內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了本地緩存，解決方案的效率得到了顯著的提升。

國外運(yùn)營商與云企業(yè)合作 服務(wù)向邊緣靠攏

近期，AT&T加強(qiáng)了與微軟合作，除了大規(guī)模采購微軟的云服務(wù)之外，還將網(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)算功能與其5G網(wǎng)絡(luò)和Azure云服務(wù)集成在一起。這一合作的目的是嘗試通過在靠近商業(yè)站點(diǎn)的特定地理位置部署高級(jí)云服務(wù)，從而大幅縮短延遲并改善用戶體驗(yàn)。在云架構(gòu)已經(jīng)成為趨勢之時(shí)，客戶非常需要低延遲、高計(jì)算能力以及網(wǎng)絡(luò)路由能力，這一要求已經(jīng)超出了傳統(tǒng)云服務(wù)提供商的能力——網(wǎng)絡(luò)能力也成為展現(xiàn)在最終客戶面前云架構(gòu)能力的一部分。

具體落實(shí)到項(xiàng)目上，AT&T和以色列的創(chuàng)業(yè)公司Vorpal合作，通過使用無人機(jī)測試Azure的網(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)算能力。Vorpal的VigilAir產(chǎn)品可以實(shí)時(shí)檢測和定位無人機(jī)，尋找其可供執(zhí)法機(jī)構(gòu)和機(jī)場使用。AT&T稱：“通過使用Plano AT&T測試環(huán)境提供的Azure云服務(wù)運(yùn)行他們的VigilAir應(yīng)用程序，并使用AT&T LTE和5G網(wǎng)絡(luò)連接他們的無人機(jī)跟蹤傳感器，Vorpal可以實(shí)現(xiàn)所需的低延遲和計(jì)算可擴(kuò)展性。”

在云網(wǎng)融合服務(wù)方面進(jìn)行拓展的并不只有AT&T。Level 3和Equinix公司已經(jīng)宣布與Amazon Web Services實(shí)現(xiàn)互連。Verizon也宣布了其私有IP安全的云端互連解決方案。該方案將通過Verizon的全球IP網(wǎng)絡(luò)、Terremark的托管中心以及合作伙伴Equinix三方的聯(lián)合，可在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中提供各數(shù)據(jù)中心之間持續(xù)、安全的互聯(lián)。這應(yīng)該是運(yùn)營商在云化業(yè)務(wù)拓展的一個(gè)重要服務(wù)方向。

Linux發(fā)起EdgeXFoundry，推動(dòng)邊緣計(jì)算實(shí)踐

除了運(yùn)營商之外，IT企業(yè)也在大力推動(dòng)邊緣計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐案例。

Linux基金會(huì)2017年發(fā)起了一個(gè)名為EdgeXFoundry的新項(xiàng)目。該項(xiàng)目期望為IoT計(jì)算和可互操作的組件構(gòu)建一套開放的框架。該項(xiàng)目的核心是基于與硬件和操作系統(tǒng)完全無關(guān)的參考軟件平臺(tái)建立的互操作框架，使能即插即用的組件生態(tài)系統(tǒng)。EdgeXFoundry 使有意參與的各方在開放與互操作的物聯(lián)網(wǎng)方案中自由協(xié)作，無論他們是使用公開標(biāo)準(zhǔn)或私有方案。

換言之，EdgeXFoundry 針對(duì)的問題是物聯(lián)網(wǎng)器件的互操作性問題。目前，具有大量設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，迫切需要結(jié)合邊緣計(jì)算的應(yīng)用，但物聯(lián)網(wǎng)的軟硬件和接入方式的多樣性給數(shù)據(jù)接入功能帶來困難，影響了邊緣計(jì)算應(yīng)用的部署。EdgeXFoundry的生態(tài)系統(tǒng)能夠解決這些互操作的問題。基于開源的思路，該項(xiàng)目提供了包括安全、管理、設(shè)備和服務(wù)4個(gè)核心領(lǐng)域的API以構(gòu)成框架。

該架構(gòu)簡言之就是在系統(tǒng)邊緣部署運(yùn)行著EdgeX核心程序的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，輔以安全、管理等服務(wù)，形成一個(gè)邊緣側(cè)強(qiáng)大的處理節(jié)點(diǎn)。IoT前端的設(shè)備（傳感器）在與云端進(jìn)行交互時(shí)會(huì)在這一個(gè)節(jié)點(diǎn)完成規(guī)劃中的一些交互處理工作。而在這一處理節(jié)點(diǎn)運(yùn)行的程序是采用開源的方式來提供的，并在運(yùn)行過程中不斷豐富和隨著與項(xiàng)目的結(jié)合個(gè)性化。