相比數據中心，邊緣計算架構差異在哪？

邊緣計算是繼分布式計算、網(wǎng)格計算、云計算之后的又一新型計算模型。邊緣計算是以云計算為核心，以現代通信網(wǎng)絡(luò )為途徑，以海量智能終端為前沿，通過(guò)優(yōu)化資源配置。

是繼分布式計算、網(wǎng)格計算、之后的又一新型計算模型。邊緣計算是以云計算為核心，以現代通信網(wǎng)絡(luò )為途徑，以海量智能終端為前沿，通過(guò)優(yōu)化資源配置，使得計算、存儲、傳輸、應用等服務(wù)更具智能，具備優(yōu)勢互補、深度協(xié)同的資源調度能力，是集云、網(wǎng)、端、智四位一體的新型計算模型，其概念蘊含豐富。

(1)邊緣計算是一種全局性的計算模型，涵蓋中心和邊緣。

邊緣計算的構成包括兩大部分：一是資源的邊緣化，具體包括計算、存儲、緩存、帶寬、服務(wù)等資源的邊緣化分布，把原本集中式的資源縱深延展，靠近需求側，提供高可靠、高效率、低時(shí)延的用戶(hù)體驗;二是資源的全局化，即邊緣作為一個(gè)資源池，而不是中心提供所有的資源，邊緣計算融合集中式的計算模型(例如：云計算、超算)，通過(guò)中心和邊緣之間的協(xié)同，達到優(yōu)勢互補、協(xié)調統一的目的。

(2)邊緣計算需要全局協(xié)同，以便得到高效的計算性能。

邊緣計算應從全局考慮問(wèn)題，不僅僅局限于網(wǎng)絡(luò )的邊緣側，而是與處于中心位置的云計算中心、、超算中心等一道進(jìn)行協(xié)同計算的模型，它們之間的協(xié)同計算、并行處理、網(wǎng)絡(luò )傳輸優(yōu)化等都需要全局考慮，以便獲得最優(yōu)的處理效率。

(3)邊緣計算是一種智能化的計算模型，會(huì )動(dòng)態(tài)根據需求提供動(dòng)態(tài)服務(wù)。

邊緣計算是對云、網(wǎng)、端三級結構的一種升級，是邁向智能化的重要一步。邊緣計算通常會(huì )具有情景感知能力，通過(guò)上下文感知業(yè)務(wù)場(chǎng)景、用戶(hù)需求、計算規模、存儲大小等，這樣才能有的放矢，根據用戶(hù)需求動(dòng)態(tài)配置資源，使得該計算模型更具智能化。

(4)邊緣計算具有物理邊界、邏輯邊界、網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)、邊緣節點(diǎn)、邊緣側、云側等概念。

邊緣計算的物理邊界是指處于邊緣設備的一端，在網(wǎng)關(guān)的邊緣側，靠近用戶(hù)。邏輯邊界是指在功能上處于邊緣，相對于集中式的云計算功能。網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)是指承擔邊緣設備級聯(lián)、應用服務(wù)、任務(wù)分發(fā)等功能的服務(wù)端，權責上屬于服務(wù)的提供方，而不是最終功能的使用者。邊緣節點(diǎn)是指海量的智能終端設備，是真正靠近用戶(hù)的邊緣側設備，為用戶(hù)提供直接的計算、存儲、帶寬等服務(wù)。邊緣側是指海量終端側，靠近用戶(hù)，并且處于網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)的外側。云側是指靠近云計算、高性能計算、大數據中心的一側，是處于功能核心位置的基礎設施。

(5)邊緣計算使得中心智能向前端智能擴展，智能協(xié)同將是未來(lái)發(fā)展趨勢。

邊緣計算一定程度上是把智能移動(dòng)到邊緣，很多前端智能終端已經(jīng)可以單獨處理復雜的處理任務(wù)，并可實(shí)時(shí)處理設備收集的、有價(jià)值的原始數據。邊緣網(wǎng)絡(luò )智能化的實(shí)現，是通過(guò)智能的管控手段對業(yè)務(wù)、性能、安全等指標進(jìn)行統一的優(yōu)化、協(xié)同、配置和管理。此外，前端智能是邊緣計算的一種表現形式，使得人工智能的感知距離、感知種類(lèi)、處理速度、傳輸時(shí)延等關(guān)鍵參數得到極大優(yōu)化和提升。

邊緣計算模型區別于傳統的云計算模型、網(wǎng)格計算模型、分布式計算等模型，是一種新型的計算模型。

1、從資源配置看

邊緣計算是調動(dòng)全局的資源為其所用，是集中心側、邊緣側資源整體優(yōu)勢進(jìn)行相應的處理，完成全局的最優(yōu)。也就是說(shuō)，邊緣計算并不是孤立的計算模型，需要整體考慮資源的配置和調度。

2、從協(xié)同模式看

邊緣計算具備中心側和邊緣側兩方的資源，因此需要進(jìn)行協(xié)同，本地能處理好的事情，就近處理，解決不了的事情交予中心側或其他協(xié)同方的資源進(jìn)行處理。因此，邊緣計算模型是一種協(xié)同計算模型，與各個(gè)邊緣側、中心側都有關(guān)聯(lián)，需要統一的協(xié)調和資源調配，達到資源利用的最大化。

3、從智能程度看

邊緣計算需要優(yōu)勢互補，需要協(xié)同并進(jìn)、需要感知用戶(hù)場(chǎng)景、需要優(yōu)化配置資源，而這些勢必需要機器智能，因此邊緣計算涵蓋一種智能化的、自動(dòng)化的資源配置方式。事前簡(jiǎn)單的用戶(hù)配置、參數定義，不能有效滿(mǎn)足用戶(hù)側的效用需求。用戶(hù)側需要實(shí)時(shí)得感知配置資源，以便就近提供高帶寬、高可靠、高性能的服務(wù)。

4、從異構處理看

參與邊緣計算的設備眾多，設備的異構是邊緣計算的一大特征。傳統的云計算往往通過(guò)設備的虛擬化、形成眾多的虛擬機來(lái)進(jìn)行統一管理。而邊緣計算的設備異構型不能簡(jiǎn)單的虛擬化來(lái)解決，其復雜程度要遠遠高于云計算。例如：不同類(lèi)型、不同指標、不同參數、不同用途、不同廠(chǎng)商、不同功能的設備需要互聯(lián)，需要統一處理相應的問(wèn)題。設備間的互聯(lián)互通將是邊緣計算模型中不可或缺的組成部分，是目前該技術(shù)面臨的一大挑戰。

5、從服務(wù)模式看

云計算具有三層服務(wù)模式，即：IaaS、PaaS、SaaS，而邊緣計算將對此模式進(jìn)行改變或補充。邊緣計算不具有典型的三層模式，邊緣計算無(wú)需統一屏蔽底層的差異，而是根據應用需求進(jìn)行把控。邊緣計算模型不具備云計算典型的三層服務(wù)模式。邊緣計算模型需要考慮問(wèn)題是如何和云計算三層模型進(jìn)行有效的對接和協(xié)同，而不是進(jìn)行統一。因此，邊緣計算具有其差異性和特殊性，不是典型的三層服務(wù)模型。

6、從體系結構看

邊緣計算是在靠近網(wǎng)絡(luò )邊緣側大規模部署智能終端設備，和傳統的云、網(wǎng)、端三層模型具有一致性，但是亦有區別。原因在于，云、網(wǎng)、端只是基礎設施的布局，是靜態(tài)的一種結構，而邊緣計算本質(zhì)是一種動(dòng)態(tài)的、自動(dòng)化的資源配置方式，從而區別于以上靜態(tài)結構。更確切的講，邊緣計算是云、網(wǎng)、端、智四位一體的模型，智能縱向涵蓋云、網(wǎng)、端，從上到下均涵蓋。因此邊緣計算是一種具備智能的云、網(wǎng)、端結構，智能化是其重要的特征之一。

(1)ETSI 參考架構

根據ETSI的GS MEC 003規范，移動(dòng)邊緣系統參考架構，如下圖所示，由兩個(gè)層次組成，即：網(wǎng)絡(luò )層、移動(dòng)邊緣主機層、移動(dòng)邊緣系統層。

(2)Intel MEC架構

根據 Intel MEC 架構，如下圖所示，移動(dòng)邊緣計算位于無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)與有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )之間，其系統組成包括路由子系統、能力開(kāi)放子系統、平臺管理子系統、邊緣云基礎設施。前三個(gè)子系統部署在 MEC 服務(wù)器內，而邊緣云基礎設施則由部署在網(wǎng)絡(luò )邊緣側的小型或微型數據中心構成。邊緣側，通過(guò)構建多個(gè)邊緣云和移動(dòng)基站構建無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)，連接移動(dòng)終端設備和核心網(wǎng)絡(luò )。用戶(hù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)基站內部設施或邊緣云獲得本地化的公有云服務(wù)，并可連接其他企業(yè)的私有云實(shí)現混合云服務(wù)。MEC 系統是一開(kāi)放性的平臺，基于云平臺的虛擬化環(huán)境平臺，支持第三方應用在邊緣云內部的虛擬機(VM)上運行。

(3)ECC 參考架構

邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC，Edge Computing Consortium)提出的邊緣計算參考架構 1.0，采用層次化設計，共分為 4 個(gè)功能域：

應用域基于設備、網(wǎng)絡(luò )、數據功能域提供的開(kāi)放接口，實(shí)現邊緣行業(yè)應用，支撐邊緣業(yè)務(wù)運營(yíng)。

數據域提供數據優(yōu)化服務(wù)，包括數據的提取、聚合、互操作、語(yǔ)義化以及分析與呈現的全生命周期服務(wù)，并保障數據的安全與隱私性。

網(wǎng)絡(luò )域為系統互聯(lián)、數據聚合與承載提供聯(lián)接服務(wù)。

設備域通過(guò)貼近或嵌入傳感、儀表、機器人和機床等設備的現場(chǎng)節點(diǎn)，支撐現場(chǎng)設備實(shí)現實(shí)時(shí)的智能互聯(lián)及智能應用。

ECC 邊緣計算參考架構 2.0從橫向上分為四個(gè)層次，包括：邊緣計算節點(diǎn)層、聯(lián)接計算 Fabiric 層、業(yè)務(wù) Fabric 層、智能服務(wù)層。多視圖呈現，概念視圖、功能設計視圖、部署視圖。

(4)霧計算參考架構

OpenFog Consortium 發(fā)布 OpenFog 參考架構旨在支持物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能等數據密集型需求而形成的通用技術(shù)框架。OpenFog 參考架構的關(guān)鍵是該架構所基于的八個(gè)核心技術(shù)原則，每個(gè)被稱(chēng)為支柱，分別是安全性、可擴展性、開(kāi)放性、自主性、RAS(可靠性、可用性、可維護性)、敏捷性、層次性架構和可編程性。

OpenFog 參考架構包括多個(gè)水平層次、透視面、垂直視角來(lái)進(jìn)行描述，如下圖所示。水平層次包括：硬件平臺基層設施層、硬件平臺虛擬化層、節點(diǎn)管理與軟件背板層、應用支持層、應用服務(wù)層。垂直視角包括：性能、安全、管理、數據分析與控制、IT 業(yè)務(wù)與跨霧應用。