相比數(shù)據(jù)中心，邊緣計算架構(gòu)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(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)為途徑，以海量智能終端為前沿，通過優(yōu)化資源配置，使得計算、存儲、傳輸、應(yīng)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(diào)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(gòu)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(cè)，提供高可靠、高效率、低時延的用戶體驗;二是資源的全局化，即邊緣作為一個資源池，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)，通過中心和邊緣之間的協(xié)同，達(dá)到優(yōu)勢互補、協(xié)調(diào)統(tǒng)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(yīng)從全局考慮問題，不僅僅局限于網(wǎng)絡(luò)的邊緣側(cè)，而是與處于中心位置的云計算中心、數(shù)據(jù)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，會動態(tài)根據(jù)需求提供動態(tài)服務(wù)。

邊緣計算是對云、網(wǎng)、端三級結(jié)構(gòu)的一種升級，是邁向智能化的重要一步。邊緣計算通常會具有情景感知能力，通過上下文感知業(yè)務(wù)場景、用戶需求、計算規(guī)模、存儲大小等，這樣才能有的放矢，根據(jù)用戶需求動態(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(jié)點、邊緣節(jié)點、邊緣側(cè)、云側(cè)等概念。

邊緣計算的物理邊界是指處于邊緣設(shè)備的一端，在網(wǎng)關(guān)的邊緣側(cè)，靠近用戶。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(jié)點是指承擔(dān)邊緣設(shè)備級聯(lián)、應(yīng)用服務(wù)、任務(wù)分發(fā)等功能的服務(wù)端，權(quán)責(zé)上屬于服務(wù)的提供方，而不是最終功能的使用者。邊緣節(jié)點是指海量的智能終端設(shè)備，是真正靠近用戶的邊緣側(cè)設(shè)備，為用戶提供直接的計算、存儲、帶寬等服務(wù)。邊緣側(cè)是指海量終端側(cè)，靠近用戶，并且處于網(wǎng)關(guān)節(jié)點的外側(cè)。云側(cè)是指靠近云計算、高性能計算、大數(shù)據(jù)中心的一側(cè)，是處于功能核心位置的基礎(chǔ)設(shè)施。

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

邊緣計算一定程度上是把智能移動到邊緣，很多前端智能終端已經(jīng)可以單獨處理復(fù)雜的處理任務(wù)，并可實時處理設(shè)備收集的、有價值的原始數(shù)據(jù)。邊緣網(wǎng)絡(luò)智能化的實現(xiàn)，是通過智能的管控手段對業(yè)務(wù)、性能、安全等指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)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(xiàn)形式，使得人工智能的感知距離、感知種類、處理速度、傳輸時延等關(guān)鍵參數(shù)得到極大優(yōu)化和提升。

邊緣計算模型區(qū)別于傳統(tǒng)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(diào)動全局的資源為其所用，是集中心側(cè)、邊緣側(cè)資源整體優(yōu)勢進(jìn)行相應(yīng)的處理，完成全局的最優(yōu)。也就是說，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(diào)度。

2、從協(xié)同模式看

邊緣計算具備中心側(cè)和邊緣側(cè)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(cè)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，與各個邊緣側(cè)、中心側(cè)都有關(guān)聯(lián)，需要統(tǒng)一的協(xié)調(diào)和資源調(diào)配，達(dá)到資源利用的大化。

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)、需要感知用戶場景、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、自動化的資源配置方式。事前簡單的用戶配置、參數(shù)定義，不能有效滿足用戶側(cè)的效用需求。用戶側(cè)需要實時得感知配置資源，以便就近提供高帶寬、高可靠、高性能的服務(wù)。

4、從異構(gòu)處理看

參與邊緣計算的設(shè)備眾多，設(shè)備的異構(gòu)是邊緣計算的一大特征。傳統(tǒng)的云計算往往通過設(shè)備的虛擬化、形成眾多的虛擬機來進(jìn)行統(tǒng)一管理。而邊緣計算的設(shè)備異構(gòu)型不能簡單的虛擬化來解決，其復(fù)雜程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于云計算。例如：不同類型、不同指標(biāo)、不同參數(shù)、不同用途、不同廠商、不同功能的設(shè)備需要互聯(lián)，需要統(tǒng)一處理相應(yīng)的問題。設(shè)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(zhàn)。

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，邊緣計算無需統(tǒng)一屏蔽底層的差異，而是根據(jù)應(yīng)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(tǒng)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(jié)構(gòu)看

邊緣計算是在靠近網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)大規(guī)模部署智能終端設(shè)備，和傳統(tǒng)的云、網(wǎng)、端三層模型具有一致性，但是亦有區(qū)別。原因在于，云、網(wǎng)、端只是基礎(chǔ)設(shè)施的布局，是靜態(tài)的一種結(jié)構(gòu)，而邊緣計算本質(zhì)是一種動態(tài)的、自動化的資源配置方式，從而區(qū)別于以上靜態(tài)結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)，智能化是其重要的特征之一。

(1)ETSI 參考架構(gòu)

根據(jù)ETSI的GS MEC 003規(guī)范，移動邊緣系統(tǒng)參考架構(gòu)，如下圖所示，由兩個層次組成，即：網(wǎng)絡(luò)層、移動邊緣主機層、移動邊緣系統(tǒng)層。

(2)Intel MEC架構(gòu)

根據(jù) Intel MEC 架構(gòu)，如下圖所示，移動邊緣計算位于無線接入點與有線網(wǎng)絡(luò)之間，其系統(tǒng)組成包括路由子系統(tǒng)、能力開放子系統(tǒng)、平臺管理子系統(tǒng)、邊緣云基礎(chǔ)設(shè)施。前三個子系統(tǒng)部署在 MEC 服務(wù)器內(nèi)，而邊緣云基礎(chǔ)設(shè)施則由部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的小型或微型數(shù)據(jù)中心構(gòu)成。邊緣側(cè)，通過構(gòu)建多個邊緣云和移動基站構(gòu)建無線接入網(wǎng)，連接移動終端設(shè)備和核心網(wǎng)絡(luò)。用戶通過無線基站內(nèi)部設(shè)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)的私有云實現(xiàn)混合云服務(wù)。MEC 系統(tǒng)是一開放性的平臺，基于云平臺的虛擬化環(huán)境平臺，支持第三方應(yīng)用在邊緣云內(nèi)部的虛擬機(VM)上運行。

(3)ECC 參考架構(gòu)

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(gòu) 1.0，采用層次化設(shè)計，共分為 4 個功能域：

應(yīng)用域基于設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)功能域提供的開放接口，實現(xiàn)邊緣行業(yè)應(yīng)用，支撐邊緣業(yè)務(wù)運營。

數(shù)據(jù)域提供數(shù)據(jù)優(yōu)化服務(wù)，包括數(shù)據(jù)的提取、聚合、互操作、語義化以及分析與呈現(xiàn)的全生命周期服務(wù)，并保障數(shù)據(jù)的安全與隱私性。

網(wǎng)絡(luò)域為系統(tǒng)互聯(lián)、數(shù)據(jù)聚合與承載提供聯(lián)接服務(wù)。

設(shè)備域通過貼近或嵌入傳感、儀表、機器人和機床等設(shè)備的現(xiàn)場節(jié)點，支撐現(xiàn)場設(shè)備實現(xiàn)實時的智能互聯(lián)及智能應(yīng)用。

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

(4)霧計算參考架構(gòu)

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

OpenFog 參考架構(gòu)包括多個水平層次、透視面、垂直視角來進(jìn)行描述，如下圖所示。水平層次包括：硬件平臺基層設(shè)施層、硬件平臺虛擬化層、節(jié)點管理與軟件背板層、應(yīng)用支持層、應(yīng)用服務(wù)層。垂直視角包括：性能、安全、管理、數(shù)據(jù)分析與控制、IT 業(yè)務(wù)與跨霧應(yīng)用。

本文標(biāo)題：相比數(shù)據(jù)中心，邊緣計算架構(gòu)差異在哪？
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