邊緣計算白皮書

1邊緣計算新基礎(chǔ)設(shè)施 11.1邊緣新算力 11.1.1邊緣服務(wù)器 21.1.2邊緣一體機 31.1.3邊緣網(wǎng)關(guān) 51.1.4模塊化邊緣服務(wù)器 61.1.5浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng) 71.2邊緣網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 91.2.1移動網(wǎng)的邊緣計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 91.2.2固定網(wǎng)的邊緣計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 121.2.3固移融合的邊緣計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 131.2.4園區(qū)/廠區(qū)網(wǎng)的邊緣計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 151.3邊緣數(shù)據(jù)中心 161.3.1邊緣數(shù)據(jù)中心定義 161.3.2邊緣數(shù)據(jù)中心形態(tài) 181.3.3邊緣站點關(guān)鍵問題 202邊緣計算服務(wù) 232.1云計算服務(wù) 232.2基于邊云協(xié)同的邊緣計算服務(wù) 232.3AI中臺化服務(wù) 242.4視頻中臺化服務(wù) 252.55G邊緣計算服務(wù) 263邊緣計算系統(tǒng) 283.1邊緣計算系統(tǒng)架構(gòu) 283.2邊緣計算資源層 293.2.1邊緣算力能力 293.2.2邊緣網(wǎng)絡(luò)能力 293.2.3邊緣存儲能力 303.3邊緣計算調(diào)度層 313.3.1云邊/邊邊協(xié)同能力 313.3.2邊緣自治能力 343.3.3邊緣網(wǎng)絡(luò)調(diào)度能力 353.3.4多級集群能力 353.4邊緣運維管理層 383.4.1監(jiān)控管理能力 383.4.2告警管理能力 383.4.3日志管理能力 393.4.4監(jiān)控信息獲取能力 404邊緣計算安全 424.1邊緣基礎(chǔ)設(shè)施安全 424.2邊緣計算平臺安全 424.3邊緣計算服務(wù)安全 424.4邊緣計算應(yīng)用安全 425邊緣計算應(yīng)用和場景 445.1視頻類場景 445.1.1AR/VR/XR 445.1.2云游戲 445.1.3高清視頻直播 445.2行業(yè)服務(wù)場景 455.2.1智能制造 455.2.2智慧園區(qū) 465.2.3智慧安防 475.2.4智慧交通 475.2.5城市配送 486邊緣計算標(biāo)準(zhǔn)研制方向建議 507工作展望 52在新基建浪潮的帶動下，AI、5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)應(yīng)用潛力迸發(fā)，產(chǎn)業(yè)化市場服務(wù)向縱深發(fā)展，帶來了信息流量和計算要求的巨大的變化。根據(jù)預(yù)測，5G將進(jìn)一步刺激視頻類富媒體流量的發(fā)展，移動視頻流量每年增長45%，到2023年占總體移動數(shù)據(jù)流量的73%。全球互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)量逐年提升，其中40%流量都將由物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生，進(jìn)而帶來了對數(shù)據(jù)分析和處理的極大需求。邊緣計算能夠在靠近用戶或數(shù)據(jù)源的位置提供網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲服務(wù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)流量的本地化處理，以降低對遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)中心的流量沖擊，而且能夠提供低時延和高穩(wěn)定的應(yīng)用運行環(huán)境，有利于計算框架在終端和數(shù)據(jù)中心間的延展，有助于實現(xiàn)場景需求、算力分布和部署成本的最佳匹配。白皮書從邊緣計算的完整技術(shù)棧出發(fā)，從邊緣計算新基礎(chǔ)設(shè)系統(tǒng)架構(gòu)和應(yīng)用場景幾個方面分別對邊緣計算的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展、新的服務(wù)能力、彈性技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行描述，提供對邊緣計算技術(shù)和服務(wù)的全視角剖析。本文件感謝以下起草單位（排名不分先后百度、中國電信、中國信通院、騰訊、阿里巴巴、中國移動、京東、美團(tuán)、英特爾、浪潮、富士康起草人（排名不分先后陳剛、吳秋材、孔德超、呂航、李佳聰、丁圣勇、吳美希、許可欣、陳煒、馮佳新、陳共龍、李顯才、韓天、李鍇、陳國峰、李永偉、唐廣明、李巖、張駿、陳羿函、孫波、付長昭、郭利文、吳佳鴻1邊緣計算技術(shù)白皮書根據(jù)Omdia的調(diào)研數(shù)據(jù)，在2019年全球發(fā)貨的1190萬臺DC服務(wù)器中，有240萬臺部署在邊緣，比2018年增長了8％，總收入達(dá)147億美元。隨著物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備數(shù)量的增長，低延遲、多鏈接、高帶寬的新興業(yè)務(wù)以及數(shù)據(jù)本地化安全處理需求，將驅(qū)動邊緣部署服務(wù)器的市場持續(xù)快速增長。預(yù)計到2024年，邊緣服務(wù)器的市場份額將達(dá)到28%。部署在邊緣環(huán)境的服務(wù)器形態(tài)百花齊放，目前部署在邊緣環(huán)境的服務(wù)器形態(tài)主要包括塔式、機架式、刀片式、HCI和開放式計算服務(wù)器等，部署在邊緣環(huán)境的服務(wù)器形態(tài)發(fā)展趨勢如圖1-1所圖1-1部署在邊緣環(huán)境的服務(wù)器形態(tài)發(fā)展趨勢根據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示，2020年上半年，中國邊緣計算服務(wù)器的整體市場規(guī)模為11.13億美元（約合人民幣72.78億元同比增長20.6%，預(yù)計近5年中國邊緣計算服務(wù)器市場年復(fù)合增長率將達(dá)到18.8%。國內(nèi)邊緣服務(wù)器形態(tài)也2呈現(xiàn)多樣性發(fā)展，包括盒子、機架、刀片、戶外一體機以及浸液一體機等。隨著互聯(lián)網(wǎng)提供商、電信網(wǎng)絡(luò)提供商及企業(yè)等在典型新型業(yè)務(wù)領(lǐng)域的垂直布局發(fā)展趨同，邊緣新算力將驅(qū)動業(yè)務(wù)定義系統(tǒng)構(gòu)架融合，進(jìn)一步孵化新形態(tài)邊協(xié)同日趨主流的大背景下，邊緣新算力形態(tài)將推動解決邊緣中心混合云構(gòu)架TCO（TotalCostOwnership）優(yōu)化，以應(yīng)對跨互聯(lián)網(wǎng)提供商、電信網(wǎng)絡(luò)提供商及企業(yè)部署環(huán)境等新型算力需求挑戰(zhàn)。1.1.1邊緣服務(wù)器邊緣服務(wù)器是部署在邊緣環(huán)境的具有數(shù)據(jù)中心等同算力的服務(wù)器。邊緣服務(wù)器具有體積較小、環(huán)境適應(yīng)性更優(yōu)、支持多種安裝方式、快速前維護(hù)和統(tǒng)一管理接口等技術(shù)特點，對于推動未來邊緣計算業(yè)務(wù)快速發(fā)展、減少邊緣設(shè)備部署及運維成本等具有重要意義。在邊緣服務(wù)器規(guī)模化部署過程中，規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一與規(guī)范至關(guān)重要。2017年，開放數(shù)據(jù)中心委員會（ODCC）發(fā)起了面向電信應(yīng)用的開放電信IT基礎(chǔ)設(shè)施項目（OTII形成運營商行業(yè)面向電信及邊緣計算應(yīng)用的深度定制、開放標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一規(guī)范的服務(wù)器技術(shù)方案，邊緣服務(wù)器的應(yīng)用場景和技術(shù)特性都有明邊緣服務(wù)器應(yīng)用場景的主要特征如下：1)環(huán)境條件復(fù)雜：邊緣場景的環(huán)境條件相比標(biāo)準(zhǔn)機房更為惡劣，且不同邊緣場景間的差異同樣較大，標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一。部署空間較小，通信機房機架深度主要為600mm、少部分達(dá)到800mm，整體較標(biāo)準(zhǔn)機架淺，在辦公室、工廠場景甚至沒有機架環(huán)境。環(huán)境溫度不穩(wěn)定，邊緣機房的制冷系統(tǒng)不穩(wěn)定，度可高達(dá)45℃以上、也可低至0℃以下。機房承重有限，邊緣機房稱重能力普配電室等場景中設(shè)備會與人員部署在同一區(qū)域，人機共存對設(shè)備有更高要求。3此外，部署于邊緣機房的服務(wù)器還可能面臨抗震、電磁兼容和防噪等要求較高以及機房空氣質(zhì)量欠佳等限制。2)性能需求多變：不同類型的邊緣計算對服務(wù)器的性能提出不同的要求，需要服務(wù)器支持在較大范圍內(nèi)可變的計算和存儲能力。例如：邊緣AI推理對多種擴展加速卡/GPU的需求，ICT融合場景中對多網(wǎng)口大流量轉(zhuǎn)發(fā)的需求，邊緣數(shù)據(jù)中心中對數(shù)據(jù)存儲容災(zāi)的需求等。3)運維管理難度大：針對同一業(yè)務(wù)，邊緣服務(wù)器可能分散部署在全國各地不同區(qū)域，需要有強大的管理運維能力，部分場景運維人員甚至難以到達(dá)現(xiàn)場，對設(shè)備的運維難度與運維成本提出了較高的要求。邊緣服務(wù)器的主要技術(shù)特性如下：1)物理形態(tài)及環(huán)境適應(yīng)性：為滿足邊緣計算的環(huán)境要求，服務(wù)器做出服務(wù)器深度≤450mm等針對性的設(shè)計方案；開關(guān)、指示燈、硬盤、線纜等采用前可能需要支持在更寬溫度范圍，并可能需要滿足B級EMC、抗震等需求。2)靈活的可擴展性：硬盤需支持HDD/SSD/NVMESSD等存儲形式，靈活應(yīng)電保護(hù)等功能做到可根據(jù)場景選配；處理器性能及功耗可根據(jù)功能需求選配；異構(gòu)計算方面通過配置基于Asic、FPGA、智能網(wǎng)卡或其它硬件加速方案卸載部分CPU功能，以節(jié)約CPU資源并提高處理效率。3)運維管理統(tǒng)一便捷性：邊緣服務(wù)器需要有統(tǒng)一完善的管理接口要求以減少帶外管理系統(tǒng)帶來大量適配工作，以更加有效的管理服務(wù)器；邊緣服務(wù)器應(yīng)盡量降低對運維人員水平的要求，使運維操作盡量簡單，以提高運維效率；邊緣服務(wù)器BMC具備基本故障診斷及上報能力，并提供硬件平臺自愈方案。1.1.2邊緣一體機邊緣一體機是集成邊緣服務(wù)器節(jié)點、交換機、存儲、PDU、配電、機架空4調(diào)等多種設(shè)備的整機柜產(chǎn)品，以整機柜形式為最小產(chǎn)品顆粒度，在工廠集成業(yè)務(wù)所需機柜內(nèi)設(shè)備，并預(yù)裝客戶應(yīng)用軟件，可實現(xiàn)IT設(shè)備快速邊緣部署及業(yè)務(wù)快速上線，并能在無機房場景部署邊緣應(yīng)用。邊緣一體機主要組成部分包括服務(wù)器、交換機、配電箱、PDU、UPS、電池包、機架式空調(diào)、應(yīng)急風(fēng)扇、監(jiān)控照明、前后門開關(guān)偵測器等。邊緣一體機應(yīng)用場景的主要特征如下：1)適應(yīng)非機房環(huán)境：部分客戶可能沒有標(biāo)準(zhǔn)機房，沒有適合放置邊緣服務(wù)器的機架。港口、社區(qū)、門店等需要將算力下沉到較小室內(nèi)的節(jié)點，也不便部署標(biāo)準(zhǔn)機架。2)算力需求大：邊緣場景對算力的需求隨著應(yīng)用的發(fā)展和數(shù)據(jù)的爆發(fā)會持續(xù)快速上升，未來在一些空間較小的邊緣場景也會產(chǎn)生相對較大的算力要求，需要以較高的密度部署邊緣計算節(jié)點。3)獨立部署需求：為了數(shù)據(jù)安全和關(guān)鍵業(yè)務(wù)不掉線，部分邊緣設(shè)備需要獨立部署獨立運維。4)現(xiàn)場部署難度大：礦區(qū)、油井等部分行業(yè)客戶的部署場景較為復(fù)雜，無法現(xiàn)場交付部署。邊緣一體機的主要技術(shù)特性如下：1)體積?。簽闈M足邊緣業(yè)務(wù)場景的靈活部署需求，邊緣一體機的體積需較小，推薦柜體深度≤600mm、柜體高度≤24U，且方便在不同物理空間移動，支持整機柜運輸，并配備提手和滾輪。需集成制冷系統(tǒng)、供備電系統(tǒng)、智能監(jiān)控系統(tǒng)及IT設(shè)備等形成移動數(shù)據(jù)中心，可快速部署及交付，也可搭配云產(chǎn)品形成軟硬一體化產(chǎn)品，滿足客戶全場景部署及應(yīng)用需求。2)高可靠：針對環(huán)境惡劣的邊緣場景，邊緣一體機需要高度密閉，利用機架空調(diào)進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，屏蔽外界的灰塵與水霧等不利條件。邊緣一體機的材質(zhì)5需采用高強度鋼板，配合結(jié)構(gòu)件，提供足夠的結(jié)構(gòu)可靠性。4)模塊化：針對不同的性能需求，邊緣一體機內(nèi)部設(shè)備需要模塊化選配，需支持1U/2U邊緣服務(wù)器、千兆/萬兆交換機、部分通信設(shè)備、機架空調(diào)、配電模塊等。4)遠(yuǎn)程運維：邊緣一體機內(nèi)部的設(shè)備需支持遠(yuǎn)程管理運維，機柜本身需配備動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，對機柜物理信息實時監(jiān)控，提供第一時間的故障報警與運邊緣一體機各組成部分具有如下技術(shù)特性：型托架安裝方式。2)網(wǎng)絡(luò)：邊緣一體機應(yīng)支持通用1U/2U等主流交換機產(chǎn)品安裝，預(yù)留理線托盤及理線架，便于整機柜內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)線纜部署。3)動環(huán)：具備動環(huán)偵測能力，配備動環(huán)偵測網(wǎng)關(guān)、煙感偵測器、溫濕度網(wǎng)頁，郵件或其他終端設(shè)備讀取。4)散熱：整機柜中可安裝空調(diào)，供風(fēng)量需滿5)備電：一體機配備高可用性UPS，結(jié)合高容量電池包，保證服務(wù)器電力連續(xù)不間斷。通過配電箱隔離電氣設(shè)備，保護(hù)UPS、空調(diào)、服務(wù)器PDU以及機柜監(jiān)控主機。1.1.3邊緣網(wǎng)關(guān)邊緣網(wǎng)關(guān)又稱便攜式服務(wù)器，是部署在行業(yè)近場端的接入設(shè)備，主要提供環(huán)境適應(yīng)性強的特點，搭載輕量級技術(shù)支持，為6能和可靠的萬物互聯(lián)。邊緣網(wǎng)關(guān)的主要技術(shù)特性如下：1)靈活的環(huán)境適配能力。邊緣網(wǎng)關(guān)具有體型小、環(huán)境適應(yīng)性強的特點。為應(yīng)對惡劣天氣環(huán)境，邊緣網(wǎng)關(guān)設(shè)備需要具有較強的防水、防塵、支持寬溫的能力，保證嚴(yán)苛環(huán)境下的穩(wěn)定運行。2)開放的計算生態(tài)平臺。支持不同的計算平臺，根據(jù)應(yīng)用場景和IT平臺選擇適配的計算芯片，實現(xiàn)垂直行業(yè)信息化平滑過渡。為支持智能分析應(yīng)用，邊緣網(wǎng)關(guān)可具備一定的AI能力，根據(jù)場景和網(wǎng)絡(luò)模型配置不同的異構(gòu)計算能力，可支持PaddlePaddle、Tensorflow、Caffee、Mxnet等主流神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開源框架。在服務(wù)器或者PC上已實現(xiàn)的推理網(wǎng)絡(luò)可快速部署至邊緣網(wǎng)關(guān)平臺，無需單獨適配開發(fā)，通過統(tǒng)一的工具鏈，實現(xiàn)全生態(tài)無障礙互通。3)多樣的通信接入方式。面對邊緣端多變的網(wǎng)絡(luò)布局，邊緣網(wǎng)關(guān)需支持入感知終端和云數(shù)中心。邊緣網(wǎng)關(guān)還需支持CAN、RS482、DO10等接口，全方位覆蓋城市、工業(yè)、專網(wǎng)、能源等多種應(yīng)用場景。4)豐富的適配應(yīng)用場景。基于以上能力，邊緣網(wǎng)關(guān)有豐富的計算能力和強大的場景適配性。針對不同場景的特性，可選擇不同的計算平臺、算力和接口，賦能5G通信、智能制造、網(wǎng)聯(lián)汽車、城市治理、物聯(lián)網(wǎng)等市場，為高清直播、智慧社區(qū)、智能交通等人多的場景提供強大的數(shù)據(jù)傳輸和決策響應(yīng)能力，幫助智能油井、AI質(zhì)檢、低速載貨、無人駕駛等人少的場景降本增效。5)支持多種供電方式。工業(yè)級應(yīng)用場景支持輸入直流電源9V-36V（DC-in商業(yè)應(yīng)用場景支持DC12VAC電源適配器接頭（DCJackforAC-DCadapter符合各種工商業(yè)供電需求。1.1.4模塊化邊緣服務(wù)器7模塊化邊緣服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計核心是解耦服務(wù)器各個功能模塊，通過模塊化的設(shè)計和模塊復(fù)用，以期降低成本、縮短開發(fā)周期等。模塊化設(shè)計可以在以下方面展開：1)需求拆分：不同客戶對于系統(tǒng)的性能、配置有著不同的需求，需求和配置的不同就意味的不同的設(shè)計架構(gòu)，即使其中大部分的設(shè)計是相同的，如果不進(jìn)行模塊化，任何設(shè)計的變更都需要重新進(jìn)行，模塊化可以把重復(fù)的功能拆一個CPU模塊結(jié)合Carrier模塊即可，對于2S的需求，設(shè)計二個CPU模塊結(jié)合Carrier模塊即可，此時CPU模塊就可以復(fù)用減少重新設(shè)計。2)成本控制：整板設(shè)計復(fù)雜性取決于功能模塊的數(shù)量以及單板的工藝復(fù)雜度。單板的工藝復(fù)雜度影響因素包括高速信號速率、信號密度，特殊工藝要求等，主要由單板上的CPU模塊等單一模塊所決定，對于不不必要的浪費。將單板中工藝復(fù)雜的部分和相對簡單的部分進(jìn)行剝離，根據(jù)各自功能模塊的要求進(jìn)行設(shè)計，最大限度地優(yōu)化了成本，同時模塊可以復(fù)用，進(jìn)而減少了重復(fù)設(shè)計，進(jìn)一步降低了成本。例如將最復(fù)雜的CPU模塊單獨設(shè)計，CPU模塊的面積可能只占總體面積的40%，其他60%的部分使用低成本的工藝方案，成本降低是很可觀的。實際的機箱結(jié)構(gòu)和尺寸靈活地進(jìn)行布局，以適應(yīng)不同尺寸、不同厚度、不同結(jié)構(gòu)的機箱。靈活布局滿足小型化、高密度的應(yīng)用需求，在空間敏感的應(yīng)用場景具有很大的優(yōu)勢。1.1.5浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)是將邊緣服務(wù)器放置在密閉的腔體再利用浸8沒冷卻的方式將熱導(dǎo)到腔體表面的鰭片進(jìn)行整機散熱，可大幅縮小部署空間并提升能源效率，系統(tǒng)具備IP65防塵防水能力、更強的恒溫控制能力、更低的維護(hù)需求，此外采用環(huán)保介電液體還可減少環(huán)境污染。5G帶動智慧城市、自動駕駛和智能制造等行業(yè)發(fā)展，邊緣服務(wù)器的應(yīng)用場景變得更加多元與苛刻，浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)需具有更強的場景適應(yīng)力。為滿足自動駕駛、GPS和WiFi等不同類型技術(shù)應(yīng)用的需求以及邊緣AI推理應(yīng)用對異構(gòu)計算的需求，邊緣服務(wù)器須滿足多元化的性能需求。浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)應(yīng)用場景的主要特征如下：1)更嚴(yán)峻的應(yīng)用場景?？臻g需求小，浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)可獨立部署于非機房環(huán)境下，并且能減少風(fēng)扇的使用，從而大幅降低部署空間的需求；防塵防水要求高，由于浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)部署位置不局限于室內(nèi)，甚至可與基地臺搭配建設(shè)在電線桿上、高樓壁等復(fù)雜多變的戶外環(huán)境，需滿足嚴(yán)苛的防塵防水要求；溫度波動范圍寬，浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)應(yīng)用場景復(fù)雜多變，在部分應(yīng)用場景中高溫達(dá)55oC、低溫至-15oC，需具備更寬的溫度署將更接近使用者，設(shè)備將從機房走進(jìn)辦公室、便利店或監(jiān)控室等日常生活場所，部署日常生活場所的節(jié)點在噪音、安規(guī)、電磁兼容等方面有更高要求。2)多元化的性能需求。為了滿足自動駕駛技術(shù)應(yīng)用對GPS和WiFi模塊的需求、邊緣AI推理應(yīng)用對異構(gòu)技術(shù)的需求等不同類型的需求，浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)須具備可調(diào)節(jié)的計算能力、儲存能力和擴充模塊。浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)的主要技術(shù)特性如下：1)物理形態(tài)及環(huán)境適應(yīng)性：較小的物理尺寸，為了滿足多元化系統(tǒng)部署場景需求，浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)具備較小的物理尺寸，全系統(tǒng)深度建議9小于700mm；全天候適應(yīng)力，浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)的密閉腔體設(shè)計屏蔽了環(huán)境因素對服務(wù)器和介電液體的影響，全系統(tǒng)防塵防水等級達(dá)到IP65要求，適應(yīng)多變氣候形態(tài)與劇烈的溫度波動(-25oC~55oC)；恒溫控制能力，當(dāng)浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)處于戶外無風(fēng)或太陽直射等導(dǎo)致液體溫度過高的環(huán)境時，啟動系統(tǒng)強制對流系統(tǒng)對系統(tǒng)進(jìn)行散熱，當(dāng)系統(tǒng)處于零下低溫環(huán)境散熱機制為主、強制對流散熱為輔的對流系統(tǒng)，以減小戶外系統(tǒng)能耗和噪聲，靈活的場景適應(yīng)力，浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)支持寬溫、低噪聲、小尺寸、抗震、A級EMC等需求，因此在應(yīng)用場景的選擇上更加多元。2)靈活的可擴展性：支持英特爾志強可擴展處理器單CPU平臺，支持多種內(nèi)存型態(tài)與配置，支持HDD/SSD/NVME/M.2等多形式的存儲，支持RS485/RS232等多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，配備Wifi、4/5G和GPS模塊等。3)較低的維護(hù)需求：邊緣服務(wù)器常被放置于高聳的電線桿、高樓壁等難以維護(hù)的場所，產(chǎn)品設(shè)計過程中重點考慮如何大幅提升電子組件壽命，浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)中服務(wù)器浸沒于密閉腔體內(nèi)的不導(dǎo)電液體，能完全隔絕組件與水氣、灰塵等外界污染源的接觸，此外服務(wù)器中無活動電子組件的設(shè)計排除了電子組件震動損害，大幅降低系統(tǒng)維護(hù)需求。用于驅(qū)動風(fēng)扇，浸沒式液冷邊緣服務(wù)器系統(tǒng)的散熱模式是通過外機箱鰭片的構(gòu)造與自然對流對系統(tǒng)進(jìn)行散熱，大幅減少風(fēng)扇使用，達(dá)到節(jié)能高效散熱目的。邊緣網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)完成了邊緣計算站點在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖系亩x，進(jìn)而為用戶提供1.2.1移動網(wǎng)的邊緣計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)移動網(wǎng)是主要為移動業(yè)務(wù)提供的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。將移動網(wǎng)接入邊緣計算節(jié)移動網(wǎng)是主要為移動業(yè)務(wù)提供的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。將移動網(wǎng)接入邊緣計算節(jié)點后，可在距離用戶最近的位置提供業(yè)務(wù)本地化以及業(yè)務(wù)移動性能力，進(jìn)一步縮短業(yè)務(wù)時延，提高業(yè)務(wù)分發(fā)并改善終端用戶體驗。隨著AI應(yīng)用的發(fā)展以及5G網(wǎng)絡(luò)的部署，遠(yuǎn)程手術(shù)、車路協(xié)同等需要接入邊緣計算來縮減等待時間的智能應(yīng)用正在逐漸興起，其接入方式如圖1-2所示。圖1-2移動網(wǎng)接入邊緣計算節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)緣網(wǎng)絡(luò)的計算和存儲能力，減少網(wǎng)絡(luò)操作和服務(wù)交付時延，提升用戶服務(wù)質(zhì)量體驗，目前MEC已經(jīng)作為關(guān)鍵技術(shù)被納入5G標(biāo)準(zhǔn)。MEC把無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)有效融合，同時在無線網(wǎng)絡(luò)側(cè)增加計算、存儲、處理等功能，構(gòu)建開放式平臺以植入應(yīng)用，并通過無線API開放無線網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)服務(wù)器之間的信息交互，進(jìn)一步進(jìn)行業(yè)務(wù)融合，將傳統(tǒng)的無線基站升級為智能化基站，從而具備減小業(yè)務(wù)傳輸時延、控制網(wǎng)絡(luò)擁塞、提升用戶體驗等優(yōu)點。在4GEPC架構(gòu)中，MEC服務(wù)器有兩種部署方式：一種部署在無線接入網(wǎng)側(cè)，即部署在eNode節(jié)點后，可方便監(jiān)聽和獲取基站側(cè)的無線信息，但需要解架構(gòu)下的MEC部署方式如圖1-3所示。圖1-34GEPC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的MEC部署方式多個eNodeB后，使數(shù)據(jù)更靠近用戶側(cè)，B、MEC服務(wù)器可到達(dá)互聯(lián)網(wǎng)，該部署方式需要進(jìn)一步解決計費和合法監(jiān)聽問題；另一種方式可以部署在用戶平面網(wǎng)關(guān)后，用戶設(shè)備發(fā)起的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)過NodeB、網(wǎng)關(guān)、MEC服務(wù)器后到達(dá)互聯(lián)網(wǎng)，該部署方式的時延比前者略高。5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的MEC部署方式如圖1-4所示。圖1-45G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的MEC部署方式MECMEC在移動網(wǎng)絡(luò)邊緣提供計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源，可以極大地降低處理時延，實現(xiàn)綠色通信，提升用戶服務(wù)質(zhì)量體驗。但是，在實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用之前，MEC及各種基于MEC的解決方案還存在以下問題和挑戰(zhàn)：1)移動性問題：當(dāng)用戶從一個MEC服務(wù)器切換到另一個MEC服務(wù)器上時，如何保持移動終端與應(yīng)用間的業(yè)務(wù)連接。在特定場景下，MEC還需要支持用戶設(shè)備在移動邊緣系統(tǒng)與外部云之間的遷移。2)安全及計費問題：在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，計費功能由核心網(wǎng)負(fù)責(zé)。移動邊緣計算平臺將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能“下沉”到網(wǎng)絡(luò)邊緣，在網(wǎng)絡(luò)邊緣就可以進(jìn)行計3)隱私保護(hù)問題：在基于MEC的通信中，針對內(nèi)容共享和計算協(xié)作等問題，必須考慮用戶的隱私保護(hù)。另外，在個人微云等私有網(wǎng)絡(luò)場景考慮隱私保護(hù)的問題，因此有必要在MEC網(wǎng)絡(luò)中加入隱私保護(hù)實體。1.2.2固定網(wǎng)的邊緣計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)固網(wǎng)主要為固定電話、寬帶和PSTN等業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。通過將業(yè)務(wù)節(jié)點與固網(wǎng)專用設(shè)備部署在一起，可實現(xiàn)固網(wǎng)接入邊緣計算節(jié)點，形成固網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)絡(luò)。通過固網(wǎng)接入邊緣計算節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，計算能力節(jié)點可以部署在從端到邊的各個環(huán)境中，為多個行業(yè)賦能，使業(yè)務(wù)在本地形成閉環(huán)，大幅度降低系統(tǒng)響應(yīng)時延，縮減IDC帶寬成本的消耗。固網(wǎng)接入邊緣計算節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1-5所示。圖1-5固網(wǎng)接入邊緣計算節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于固網(wǎng)的邊緣計算主要承載CDN等內(nèi)容計算和服務(wù)業(yè)務(wù)，為固網(wǎng)寬帶用戶提供視頻、游戲等娛樂服務(wù)。通過固網(wǎng)的邊緣計算節(jié)點，將源視頻等業(yè)務(wù)服務(wù)器中的內(nèi)容自動分發(fā)到分布式部署的邊緣服務(wù)節(jié)點，通過應(yīng)用流量調(diào)度技術(shù)將用戶請求自動引導(dǎo)至最優(yōu)服務(wù)節(jié)點，從而有效提升用戶的業(yè)務(wù)訪問質(zhì)量。同時固網(wǎng)的邊緣計算節(jié)點的資源是云化的，內(nèi)涵和外延都將超越傳統(tǒng)的CDN業(yè)務(wù)，形成云邊協(xié)同、多業(yè)務(wù)融合的計算和服務(wù)節(jié)點。同時在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)上，可以將家庭寬帶網(wǎng)關(guān)的功能上移到邊緣服務(wù)節(jié)點，通過邊緣節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的承載降低家庭側(cè)設(shè)備的復(fù)雜度和算力需求，構(gòu)建更加快捷、高效及低成本的網(wǎng)絡(luò)服1.2.3固移融合的邊緣計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)邊緣計算應(yīng)支持移動網(wǎng)和固定網(wǎng)同時接入，多種接入方式可以為垂直行業(yè)提供靈活的網(wǎng)絡(luò)接入以及高帶寬、低時延的無縫連接承載網(wǎng)絡(luò)。通過利用現(xiàn)有固網(wǎng)資源優(yōu)勢，實現(xiàn)固定和移動網(wǎng)絡(luò)的邊緣融合。邊緣計算管理平臺可以根據(jù)計算資源提升用戶體驗，實現(xiàn)算力的智能分發(fā)。固移融合的邊緣計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)邊緣計算固移融合對網(wǎng)絡(luò)的需求主要集中在移動網(wǎng)和固網(wǎng)共MEC節(jié)點和平臺，使得同一業(yè)務(wù)通過不同網(wǎng)絡(luò)接入的流量可在同一節(jié)點處理，同時保障時延以及帶寬等需求，為滿足該場景需求，網(wǎng)絡(luò)需具備以下能力：1)靈活的業(yè)務(wù)分流能力：網(wǎng)絡(luò)需要能夠靈活的基于用戶號碼、目的IP、業(yè)務(wù)URL等方式配置分流規(guī)則，將目標(biāo)用戶流量分流至邊緣計算平臺。2)精準(zhǔn)的業(yè)務(wù)調(diào)度能力：網(wǎng)絡(luò)能夠結(jié)合邊緣計算節(jié)點分布、網(wǎng)絡(luò)帶寬、資源負(fù)載和傳輸路徑等因素選擇最優(yōu)路徑，將業(yè)務(wù)調(diào)度至最合適的邊緣計算平3)云邊協(xié)同能力：網(wǎng)絡(luò)能提供中心云和邊緣云之間的資源、安全、應(yīng)用、業(yè)務(wù)以及不同地域之間等多方面的協(xié)同。圖1-6固移融合的邊緣計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)1.2.4園區(qū)/廠區(qū)網(wǎng)的邊緣計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)園區(qū)/廠區(qū)網(wǎng)為專有網(wǎng)絡(luò)，主要為行業(yè)客戶在園區(qū)/廠區(qū)內(nèi)部提供網(wǎng)絡(luò)連接。在傳統(tǒng)的云計算環(huán)境中，園區(qū)/廠區(qū)網(wǎng)因設(shè)備數(shù)量少、性能低等原因處理業(yè)務(wù)能力有限，存在如下問題：法滿足園區(qū)內(nèi)低時延的業(yè)務(wù)需求。數(shù)據(jù)量較大，會造成網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過大。3)數(shù)據(jù)安全性低：因園區(qū)/廠區(qū)用戶將數(shù)據(jù)上傳到云端，網(wǎng)絡(luò)傳輸時間過長，增加數(shù)據(jù)泄露和代碼被不被信任第三方劫持的風(fēng)險。為了解決上述問題，可以進(jìn)入邊緣計算與園區(qū)/廠區(qū)網(wǎng)融合，同時隨著5G的部署以及企業(yè)應(yīng)用的快速發(fā)展，可以支持更多的高帶寬、低時延的業(yè)務(wù)，越來越多的園區(qū)/廠區(qū)需要部署邊緣計算節(jié)點來支撐辦公或生產(chǎn)業(yè)務(wù)的運行，來越多的園區(qū)/廠區(qū)需要部署邊緣計算節(jié)點來支撐辦公或生產(chǎn)業(yè)務(wù)的運行，如園區(qū)/廠區(qū)的人臉識別、生產(chǎn)場地監(jiān)控、智能門禁、視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集分析等業(yè)務(wù)，園區(qū)/廠區(qū)專網(wǎng)接入邊緣計算節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1-7所示。圖1-7園區(qū)/廠區(qū)專網(wǎng)接入邊緣計算節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)園區(qū)/廠區(qū)網(wǎng)和運營商網(wǎng)絡(luò)融合為邊緣計算請求者提供最近的邊緣節(jié)點服務(wù)，可以幫助園區(qū)/廠區(qū)提升網(wǎng)絡(luò)運營效率，智能化升級安防能力，提高園區(qū)住戶體驗，具有如下優(yōu)勢：收到計算結(jié)果，降低園區(qū)/廠區(qū)內(nèi)智能業(yè)務(wù)系統(tǒng)的響應(yīng)時延。頻監(jiān)控數(shù)據(jù)，實時感知入侵、人流大等異常事件，降低園區(qū)人力管理成本。1.3.1邊緣數(shù)據(jù)中心定義邊緣數(shù)據(jù)中心是部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的新型基礎(chǔ)設(shè)施，在靠近用戶的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)構(gòu)建業(yè)務(wù)平臺，提供存儲、計算、網(wǎng)絡(luò)等資源，將部分關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，以減少網(wǎng)絡(luò)傳輸和多級轉(zhuǎn)發(fā)帶來的帶寬與時延損耗。邊緣計算的基礎(chǔ)設(shè)施包括但不限于分布式IDC、運營商MEC、客戶自建節(jié)點、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、家庭網(wǎng)關(guān)等邊緣設(shè)備及對應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境。邊緣計算架構(gòu)如圖1-8所示，基本架構(gòu)由集中式云數(shù)據(jù)中心的“云數(shù)據(jù)中心-用戶端”兩層結(jié)構(gòu)演變?yōu)檫吘売嬎愕摹霸茢?shù)據(jù)中心-邊緣數(shù)據(jù)中心-用戶端”三層結(jié)構(gòu)。圖1-8邊緣計算架構(gòu)邊緣數(shù)據(jù)中心、邊緣計算與邊緣云相的互關(guān)系如圖1-9所示，三者相輔相成、相互支撐?；谶吘墧?shù)據(jù)中心的可靠資源，提供網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力的分布式開放平臺，利用高效的邊緣計算能力，就近提供邊緣云服務(wù)。邊緣數(shù)據(jù)中心在靠近用戶的網(wǎng)絡(luò)邊緣提供基礎(chǔ)設(shè)施資源，支持邊緣計算對本地化、實時性的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、執(zhí)行以及反饋，從而對云計算能力進(jìn)行補充。借助邊緣計算，數(shù)據(jù)可以在邊緣數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理，從而節(jié)省到傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)中心的通信等待時間。圖1-9邊緣數(shù)據(jù)中心、邊緣計算與邊緣云相互關(guān)系1.3.2邊緣數(shù)據(jù)中心形態(tài)廣義的邊緣數(shù)據(jù)中心可以根據(jù)不同的位置進(jìn)一步劃分為云邊緣數(shù)據(jù)中心和端邊緣數(shù)據(jù)中心，相應(yīng)的下沉邊界也不盡相同。5G技術(shù)的發(fā)展開啟了萬物互聯(lián)時代，端邊緣數(shù)據(jù)中心基本距離用戶數(shù)百到數(shù)千米，可以下沉到5G基站，云邊緣數(shù)據(jù)中心距離用戶十幾公里，可以下沉到接入網(wǎng)，其在形態(tài)上與傳統(tǒng)小型數(shù)據(jù)中心類似。兩類邊緣數(shù)據(jù)中心具體的下沉邊界要根據(jù)場景與應(yīng)用來確定。邊緣數(shù)據(jù)中心的位置分類如圖1-10所示。圖1-10邊緣數(shù)據(jù)中心的位置分類廣義的邊緣數(shù)據(jù)中心可以根據(jù)不同的外形進(jìn)一步劃分為機房形態(tài)和設(shè)備廣義的邊緣數(shù)據(jù)中心可以根據(jù)不同的外形進(jìn)一步劃分為機房形態(tài)和設(shè)備形態(tài)。機房形態(tài)的邊緣數(shù)據(jù)中心類似于小型的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，具有供配電、暖通等系統(tǒng)。設(shè)備形態(tài)的邊緣數(shù)據(jù)中心包括一體柜等，一般是預(yù)制化、標(biāo)準(zhǔn)化的此外，NawabF、AgrawalD、ElAbbadiA提出的“游牧數(shù)據(jù)中心(Nomadic態(tài)的一種。未來邊緣數(shù)據(jù)中心的形態(tài)發(fā)展將呈現(xiàn)如下幾方面的特征：1）模塊化：模塊化部署是邊緣數(shù)據(jù)中心發(fā)展的重要方向。目前，VaporIO、EdgeMicro、BaseLayer等國外邊緣數(shù)據(jù)中心企業(yè)都采用了模塊化部署方可以支持高達(dá)150kW的電力容量；EdgeMicro在塔樓等地點部署數(shù)百個模塊化邊緣數(shù)據(jù)中心，靈活提供邊緣算力所需的機架規(guī)模；Ba心通過模塊化的方式僅需120天左右就可以在任何地域?qū)崿F(xiàn)快速部署。模塊化部署的思路機架、供配電、制冷等子系統(tǒng)。2020年初ODCC發(fā)布的巴拿馬電源項目成果，對供配電系統(tǒng)走向收容集成的標(biāo)準(zhǔn)化模塊部署是一項重要突破。微模塊產(chǎn)品示例如圖1-11所示。圖1-11微模塊產(chǎn)品示例據(jù)中心通?？梢圆捎靡惑w柜產(chǎn)品的形式進(jìn)行部署，云邊緣數(shù)據(jù)中心可以采用微模塊產(chǎn)品的形式進(jìn)行部署。一體柜產(chǎn)品可采用24U或42U規(guī)格，可容納多臺服交付、即插即用，適用車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、視頻監(jiān)控等靠近用戶的應(yīng)用場景。微模塊產(chǎn)品是由一排或兩排機架通過封閉通道形成的小型機架集群，由配電柜、安防等系統(tǒng)，規(guī)模靈活、預(yù)制化和可快速上線的微模塊產(chǎn)品非常適合作為邊緣數(shù)據(jù)中心部署。圖1-12倉式邊緣數(shù)據(jù)中心示例3)標(biāo)準(zhǔn)化：預(yù)制化勢必帶來標(biāo)準(zhǔn)化，邊緣數(shù)據(jù)中心將走上標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)配電、標(biāo)準(zhǔn)制冷、標(biāo)準(zhǔn)測評等標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展之路。以測評為例，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心在完成各項子系統(tǒng)安裝之后開展驗收測評，在數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定運行一段時間之后開展PUE、安全性、可用性等測評。標(biāo)準(zhǔn)化測評是把相關(guān)測評項目設(shè)置為數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品的出廠參數(shù)，在安裝和運行之前開展驗收、PUE、安全性、可用性等項目測評。用戶直接在標(biāo)準(zhǔn)化緣數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品中根據(jù)業(yè)務(wù)需求選型，然后快速上線，同時保障了產(chǎn)品質(zhì)量和業(yè)務(wù)效率。1.3.3邊緣站點關(guān)鍵問題在云邊端三層架構(gòu)中，位于邊和端的數(shù)據(jù)中心都可以稱為邊緣數(shù)據(jù)中心，但兩者的部署情況和作用、規(guī)模也因部署的層級不同而有所差異。位于邊緣的數(shù)據(jù)中心又稱霧計算，一般為二級城市接入節(jié)點，或者企業(yè)分布式接入站點，機房等區(qū)域，或者企業(yè)辦公大樓內(nèi)，選址一般受運營商機房或者建筑選址規(guī)范另一類邊緣數(shù)據(jù)中心為“端”一級架構(gòu)，規(guī)模一般較小，通常為數(shù)臺服務(wù)器或者1～2個機柜，這類數(shù)據(jù)中心的特點是更貼近用戶端，選址一般受網(wǎng)絡(luò)條件影響較大。以下將著重探討分析第一類邊緣數(shù)據(jù)中心對于距離、溫度、噪聲和空氣污染方面的關(guān)鍵要求。1）距離：由于一些特定設(shè)施會給數(shù)據(jù)中心的運行帶來影響，例如機場附近有強電磁干擾、車流會引起震動、工廠會產(chǎn)生粉塵油煙有害氣體等，會給數(shù)據(jù)中心帶來很多潛在的危險，因此，傳統(tǒng)的云計算數(shù)據(jù)中心對于與航線、高速和地鐵的距離等都有明確的要求。對于邊緣節(jié)點來講卻是另一種情況。例如對無人駕駛或者高鐵覆蓋等場景來說，會希望邊緣節(jié)點與高速公路和鐵路的距離更近一些，從而提供更低的網(wǎng)絡(luò)時延。那么高速和高鐵的震動對邊緣節(jié)點帶來的影響就需要進(jìn)行更多的測試與評估，并使用更多的手段來避免距離因素產(chǎn)生的影響。服務(wù)器對震動的耐受度很低，在很大程度上是因為很多主要電子和機械部件怕震動。當(dāng)機械硬盤以7200r/m或者5400r/m的速率高速旋轉(zhuǎn)的時候，一有震動，在磁盤和磁頭接觸的地方就會產(chǎn)生壞道，嚴(yán)重的會導(dǎo)致硬盤直接報廢。未來，在這種場景下進(jìn)行部署時，固態(tài)硬盤可能將是更優(yōu)的選擇。2）溫度：TIA942中明確提出數(shù)據(jù)中心的運行溫度是20～25℃;我國的通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YDT2441-2013《互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心技術(shù)及分級分類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定》，R3和R2級別的主機房溫度（工作時）為20℃~27℃。這么規(guī)定的主要原因是因為服務(wù)器的耐熱能力有限，更高的溫度會帶來指數(shù)級上升的故障率和指數(shù)級下降的性能。在云計算數(shù)據(jù)中心的運行過程中，由于規(guī)模化等因素，對環(huán)境溫度控制的會比較好，但是對于邊緣節(jié)點來說情況就比較復(fù)雜。特別是對于一些工業(yè)領(lǐng)域的邊緣節(jié)點，運行環(huán)境很難控制得如此精確，多數(shù)的環(huán)溫會在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的上限甚至更高。2012年，英特爾提出的高溫數(shù)據(jù)中心包含了高溫節(jié)能服務(wù)器、功耗和散熱感知調(diào)度等創(chuàng)新技術(shù)，其中高溫服務(wù)器無需空調(diào)制冷可以在35～47℃的環(huán)溫下穩(wěn)定運行。2017年，新加坡的InfocommDevelopmentAuthority（IDA）表示，他們正在與多家業(yè)內(nèi)廠商合作，評估“熱帶數(shù)據(jù)中心”的可行性，在這種數(shù)據(jù)中心內(nèi)，測試的環(huán)境溫度將高達(dá)38攝氏度，環(huán)境濕度達(dá)到90%以上。3）噪聲和空氣污染：由于邊緣節(jié)點部署緊鄰應(yīng)用場景，其中一部分會跟居民區(qū)和辦公區(qū)的位置非?？拷Ｔ谶@種情況下，邊緣節(jié)點產(chǎn)生的噪聲和空氣污染就成了需要考量的一個重要方面。隨著近代工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染也隨著產(chǎn)生，噪音污染就是環(huán)境污染的一種，已經(jīng)成為對人類的一大危害。噪音污染與水污染、大氣污染被看成是世界范圍內(nèi)三個主要環(huán)境問題。正常的服務(wù)器在全功率高效運行時風(fēng)扇轉(zhuǎn)速很快，其產(chǎn)生的聲音和空氣風(fēng)聲加上硬盤聲音，將導(dǎo)致服務(wù)器噪音很大而且無法避免。數(shù)據(jù)中心的制冷室外機也會產(chǎn)生一定的噪聲。如何避免這些噪聲對附近居住辦公產(chǎn)生影響是需要研究的問題，可能拆除了風(fēng)扇的液冷服務(wù)器將成為一種部署選擇。鉛酸和鋰電池是數(shù)據(jù)中心常用的電池類型。鉛酸電池是一種電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。當(dāng)蓄電池充電將達(dá)到頂點時，充電電流只被用來分解電解液中的水，此時，電池正極產(chǎn)生氧氣，負(fù)極產(chǎn)生氫氣，它們都是易燃易爆氣體。鋰電池主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。不僅其內(nèi)部的電解液有毒，電解液和電極發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳、一氧化碳和氫氣，遇空氣極易自燃。這種氣體的產(chǎn)生對邊緣節(jié)點的安全運行以及周邊環(huán)境的安全將產(chǎn)生很大的影響。云計算是一種通過網(wǎng)絡(luò)將可伸縮、彈性的共享物理和虛擬資源池以按需自服務(wù)的方式供應(yīng)和管理的模式，是一種將集群計算能力通過互聯(lián)網(wǎng)向內(nèi)外部用戶提供服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)新業(yè)務(wù)，是傳統(tǒng)IT領(lǐng)域和CT領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步、需求推動、PaaS和SaaS三大服務(wù)模式，以及公有云、私有云、社區(qū)云和混合云四大部署邊緣計算是云計算向邊緣的延伸，二者互為補充、協(xié)同工作。云計算作為通用信息基礎(chǔ)設(shè)施，主要面向低實時、長周期、高價值密度型數(shù)據(jù)的存儲、計算和分析任務(wù)。邊緣計算則主要面向時間敏感、短周期、低價值密度型數(shù)據(jù)的存儲和處理分析，旨在滿足海量設(shè)備的數(shù)據(jù)和流量處理對時延、QoS、QoE、安全、能耗等方面的要求。云計算可依賴邊緣計算作為數(shù)據(jù)采集單元，更好的支撐云端應(yīng)用。邊緣計算可協(xié)助云計算，實現(xiàn)計算能力的進(jìn)一步細(xì)化分工，將部分資源和服務(wù)下沉到邊緣位置，豐富業(yè)務(wù)類型，優(yōu)化服務(wù)處理，提升服和用戶體驗。2.2基于邊云協(xié)同的邊緣計算服務(wù)邊緣計算具備IaaS、PaaS和SaaS三大服務(wù)模式，支持多樣化的部署模式，是涉及邊緣IaaS、邊緣PaaS和邊緣SaaS的端到端開放平臺。邊緣IaaS應(yīng)用管理協(xié)同、業(yè)務(wù)編排協(xié)同，邊緣SaaS與云端SaaS實現(xiàn)服務(wù)協(xié)同。不同于整合大量資源的云計算平臺，邊緣計算平臺是一個分布式的平臺，包含了各種協(xié)議和功能。邊緣節(jié)點應(yīng)能提供計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、虛擬化等基礎(chǔ)設(shè)施資源，應(yīng)具有本地資源調(diào)度管理能力，應(yīng)能與云端協(xié)同。邊緣節(jié)點接受并執(zhí)行云端資源調(diào)度管理策略，包括邊緣節(jié)點的設(shè)備管理、資源管理以及網(wǎng)絡(luò)聯(lián)執(zhí)行云端資源調(diào)度管理策略，包括邊緣節(jié)點的設(shè)備管理、資源管理以及網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接管理。邊緣計算平臺的主要技術(shù)特征如下：1)數(shù)據(jù)協(xié)同：邊緣計算平臺負(fù)責(zé)終端數(shù)據(jù)采集，對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理與分析，并將處理結(jié)果以及相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至云端。邊緣計算平臺與云計算平臺在徑，高效低成本對數(shù)據(jù)進(jìn)行生命周期管理與價值挖掘。3)管理調(diào)度：邊緣計算平臺能提供應(yīng)用部署與運行環(huán)境，對本節(jié)點多應(yīng)用的生命周期管理調(diào)度。4)應(yīng)用實例：能提供模塊化、微服務(wù)化的應(yīng)用/數(shù)字孿生/網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用實現(xiàn)面向客戶的按需SaaS服務(wù)。隨著信息化、智能化服務(wù)深入，通過邊緣計算提供智能化服務(wù)的市場需求日漸增長。邊緣計算貼近用戶服務(wù)現(xiàn)場、場景豐富。通過邊緣計算AI中臺服務(wù)滿足智能化應(yīng)用對AI模型的并發(fā)調(diào)用和管理。AI中臺化服務(wù)的主要技術(shù)特征如下：確管理，包括模型灰度、模型部署、模型流量監(jiān)控、模型調(diào)用次數(shù)等算法服務(wù)功能。在AI服務(wù)生命周期中，提供按需的AI算法部署、AI服務(wù)注冊、AI服務(wù)發(fā)現(xiàn)和AI服務(wù)編排功能，以直觀方式來對AI算法編排信息做出直觀呈現(xiàn)及應(yīng)用效果預(yù)覽。2)高性能計算設(shè)備虛擬化：通過對GPU、NPU、XPU等底層AI高性能硬件的虛擬化管理，結(jié)合云原生容器平臺，精確實現(xiàn)對AI算力的最優(yōu)調(diào)度，確保算力使用效率最大化，保算力使用效率最大化，提高能效比。通過對資源使用情況、算力需求、任務(wù)優(yōu)先級等進(jìn)行智能調(diào)度，確保算力使用效率最大化。主要工作包括AI算子的動態(tài)部署、動態(tài)啟停，低優(yōu)先級流水線任務(wù)的自動暫停與恢復(fù)等。3)智能化運算支撐：基于邊緣計算PaaS能力，AI中臺提供分布式部署架構(gòu)，實現(xiàn)算力、算法和數(shù)據(jù)的統(tǒng)一調(diào)度和統(tǒng)一監(jiān)控供過程中，能夠?qū)崟r提供預(yù)警信息，實現(xiàn)智能運算能力平臺的自動化運維和智能化運營。在算法引擎調(diào)度服務(wù)之上，提供AI服務(wù)。包括事件的高性能接收、事件的模板化規(guī)則處理、事件的智能化跟蹤分析、事2.4視頻中臺化服務(wù)邊緣計算在高清視頻直播和點播場景下能充分發(fā)揮高帶寬、低時延的業(yè)務(wù)特性。邊緣計算平臺提供豐富多樣的計算資源和存儲形態(tài)能使內(nèi)容上傳速度大大提升，滿足邊緣視頻源站場景下對視頻流的接入和存儲需求。視頻中臺化服務(wù)能夠完成視頻流量通過邊緣節(jié)點的就近接入。視頻中臺化服務(wù)的主要特征如等視頻采集設(shè)備的信息接入、認(rèn)證和鑒權(quán)等服務(wù)，支持邊緣計算節(jié)點的視頻流2)視頻處理：提供合流、轉(zhuǎn)碼、抽幀、分片、審核、加密、彈幕處理等視頻處理功能，通過邊緣節(jié)點處理實現(xiàn)更低帶寬及更高清晰度。3)視頻分發(fā)：提供邊緣計算智能流量調(diào)度能力，支持用戶根據(jù)流量屬性將任務(wù)智能“路由”到最近邊緣節(jié)點進(jìn)行處理，實現(xiàn)流量調(diào)度的最佳實踐，支持邊緣視頻源站、彈幕分發(fā)、超低延遲直播等多場景應(yīng)用。4)視頻存儲：支持邊緣計算按需選擇存儲點，聯(lián)合中心和邊緣存儲資源做靈活配置。配合視頻分片等處理功能，做靈活配置。配合視頻分片等處理功能，提供對象存儲、文件存儲、時序數(shù)據(jù)庫聯(lián)動等多項能力。5)視頻管理：提供對視頻的應(yīng)用管理和監(jiān)控管理功能。在視頻應(yīng)用管理中，可做到對視頻的時移回看、錄播查詢和智能截圖，建立視頻庫資源索引，完成模糊快速搜索。在監(jiān)控管理中，實現(xiàn)視頻接入信息、質(zhì)量信息、資源占用信息和服務(wù)Portal等狀態(tài)信息的監(jiān)控，提供全生命周期的檢測。2014年，歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ETSI）成立移動邊緣計算行業(yè)規(guī)范工作組ETSI-MEC服務(wù)器平臺架構(gòu)如圖2-1所示。根據(jù)MEC-ISG的研究，MEC服務(wù)器平臺包括三層架構(gòu)，具體包括：能，針對應(yīng)用提供靈活高效、多租戶的運行和托管環(huán)境；MEC應(yīng)用平臺服務(wù)，為上層運行于MEC服務(wù)器的應(yīng)用提供基礎(chǔ)設(shè)施、無線網(wǎng)絡(luò)信息、流量卸載等中間件服務(wù)。MEC功能組件進(jìn)一步組合封裝成本地分流、無線緩存、增強現(xiàn)實技術(shù)、業(yè)務(wù)優(yōu)化、定位等虛擬的應(yīng)用，并通過標(biāo)準(zhǔn)接口開放給第三方業(yè)務(wù)應(yīng)用或軟件開發(fā)商，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的能力開放與調(diào)用。圖2-1ETSI-MEC服務(wù)器平臺架構(gòu)計算計算邊緣計算節(jié)點邊緣盒子移動邊緣節(jié)點存儲網(wǎng)絡(luò)安全運維管理邊緣計算節(jié)點邊緣盒子移動邊緣節(jié)點存儲網(wǎng)絡(luò)安全運維管理3.1邊緣計算系統(tǒng)架構(gòu)邊緣計算系統(tǒng)完成了邊緣計算站點中計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源的組織、編排和管理，提供了統(tǒng)一的系統(tǒng)化服務(wù)。邊緣計算系統(tǒng)是對邊緣基礎(chǔ)設(shè)施的平臺能力封裝，也為上層邊緣服務(wù)提供了平臺化支撐。邊緣計算系統(tǒng)架構(gòu)如圖3-1所圖3-1邊緣計算系統(tǒng)架構(gòu)邊緣計算系統(tǒng)需要綜合考慮云邊協(xié)同能力、邊邊協(xié)同能力、邊緣自治能力、邊緣網(wǎng)絡(luò)調(diào)度能力、多級集群管理能力等多方面的需求，還將兼顧邊緣云管的智能化需求。云管平臺在多邊緣云環(huán)境下支持對域內(nèi)多個虛擬機云平臺、容器云平臺、存儲資源池等的統(tǒng)一集中化管理。邊緣云管平臺示意如圖3-2所示。邊緣云管平臺北向通過標(biāo)準(zhǔn)化API及門戶界面提供邊緣云集中管理和邊緣云服務(wù)能力，可接受上層管理系統(tǒng)及業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用。邊緣云管平臺南向通過標(biāo)準(zhǔn)接口對接邊緣云資源池，匯聚并納管邊緣云資源及能力，包含邊緣節(jié)點資源及服務(wù)能力的部署、生命周期管理、配置和監(jiān)控運維等，中心云統(tǒng)一通過邊緣云管理平臺展現(xiàn)邊緣云資源情況與服務(wù)能力。當(dāng)云邊協(xié)同等管理需求情況下，現(xiàn)邊緣云資源情況與服務(wù)能力。當(dāng)云邊協(xié)同等管理需求情況下，可以通過中心云運營管理平臺將任務(wù)發(fā)送給邊緣云運營管理平臺，邊緣云運營管理平臺將任務(wù)調(diào)度到對應(yīng)的邊緣云節(jié)點。圖3-2邊緣云管平臺示意圖3.2邊緣計算資源層3.2.1邊緣算力能力邊緣計算實現(xiàn)了對邊緣算力資源的統(tǒng)一管理。邊緣算力能力要求，包括但1)具備算力云化的基礎(chǔ)能力，包括虛擬機、容器、裸金屬、GPU/XPUAI加速單元2)支持提供多種形態(tài)算力和不同架構(gòu)，包括通用型、計算型、存儲型、內(nèi)存型、高主頻型、本地SSD型、大數(shù)據(jù)型、GPU加速型、超融合型4)支持各類容器部署架構(gòu)，包括通用容器、安全容器、輕量級容器、AI5)支持各類算力資源的自動開通能力，包括虛擬機、容器等虛擬化資源開通和裸金屬資源的開通6)支持支持節(jié)點級別和實例級別的彈性伸縮，以及快速升級；支持靈活的集群管理模式7)支持安全可靠的鏡像管理服務(wù)，支持多類型鏡像管理，包括服務(wù)共有鏡像、開源社區(qū)共有鏡像、用戶私有鏡像3.2.2邊緣網(wǎng)絡(luò)能力邊緣計算系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)具備邊緣網(wǎng)絡(luò)能力，具體要求包含但不限于以下項目：1)應(yīng)當(dāng)支持物理網(wǎng)絡(luò)中的彈性IPv6的分配、釋放、地址屬性修改、查詢等能力2)應(yīng)當(dāng)支持物理網(wǎng)絡(luò)中的HA，提升邊緣計算系統(tǒng)的魯棒性3)應(yīng)當(dāng)支持虛擬網(wǎng)絡(luò)中的SRIOV(SingleRootI/OVirtualization)功能，實現(xiàn)邊緣虛擬機通過直接內(nèi)存訪問（DMA）技術(shù)與硬件網(wǎng)絡(luò)適配器直接通信4)應(yīng)當(dāng)支持虛擬網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)平面開發(fā)套件（DPDK,DataPlaneDevelopmentKit）功能，提高邊緣計算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理性能和吞吐量5)應(yīng)當(dāng)支持智能網(wǎng)卡的功能，提升邊緣計算系統(tǒng)的虛擬化性能6)應(yīng)當(dāng)支持網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡功能，提供安全快捷的流量分發(fā)服務(wù)，自動分配訪問流量到邊緣計算系統(tǒng)中的多臺邊緣計算機器上，擴展系統(tǒng)的服務(wù)能力并消除單點故障7)應(yīng)當(dāng)支持私有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實現(xiàn)不同邊緣網(wǎng)絡(luò)間的完全邏輯隔離，提供自定義網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、路由表、安全策略等8)應(yīng)當(dāng)支持基于NAT網(wǎng)關(guān)的IP地址轉(zhuǎn)化服務(wù)器，提供SNAT和DNAT能力，可為私有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的資源提供安全、高性能的Internet訪問服務(wù)SDWAN應(yīng)支持多種連接方式、支持在多種連接間動態(tài)選擇鏈路、支持簡單的WAN管理接口、支持WAN優(yōu)化、彈性等功能，在邊緣側(cè)SDWAN應(yīng)當(dāng)支持但不1)應(yīng)當(dāng)支持邊-邊路由互通和控制面監(jiān)控2)應(yīng)當(dāng)支持邊-云協(xié)同可靠鏈路傳遞3)應(yīng)當(dāng)支持邊-邊互聯(lián)網(wǎng)加速路徑傳遞3.2.3邊緣存儲能力邊緣存儲設(shè)備是邊緣側(cè)主要的存儲資源載體，能力要求如下：1)應(yīng)支持多種形態(tài)的存儲服務(wù)，包括對象存儲、塊存儲和文件存儲2)應(yīng)支持多種持久化存儲方案和數(shù)據(jù)共享服務(wù)，包括云磁盤、本地盤、本地獨占盤，支持統(tǒng)一的虛擬化接入方案3)應(yīng)支持靈活的存儲卷創(chuàng)建、存儲卷掛載、彈性擴縮容能力，為用戶提供統(tǒng)一的服務(wù)體驗4)應(yīng)支持高可用的多副本存儲服務(wù)，提供低延時的副本順序讀寫、隨機讀寫以及小文件讀寫5)應(yīng)支持存儲數(shù)據(jù)的加密服務(wù)和多級數(shù)據(jù)校驗，提供數(shù)據(jù)安全性3.3邊緣計算調(diào)度層3.3.1云邊/邊邊協(xié)同能力邊緣計算業(yè)務(wù)的需求體驗不斷提出新的要求，相當(dāng)一部分業(yè)務(wù)對時延的要求非常高，因此，會盡量部署在客戶場景現(xiàn)場，這樣就給業(yè)務(wù)部署帶來新的挑1)難以保持一致的云上開發(fā)部署體驗2)邊緣節(jié)點天然的規(guī)格多樣化，帶來業(yè)務(wù)應(yīng)用適配的困難3)缺失實時精準(zhǔn)的邊緣節(jié)點健康診斷能力邊緣計算云邊/邊邊協(xié)同，從基礎(chǔ)能力到業(yè)務(wù)應(yīng)用，分為3個協(xié)同展開，分別是通道協(xié)同、應(yīng)用協(xié)同、運維協(xié)同。分別是通道協(xié)同、應(yīng)用協(xié)同、運維協(xié)同。邊緣計算云邊協(xié)同的基礎(chǔ)能力是通道協(xié)同，應(yīng)考慮兩個維度：1)公共云/中心云<->邊緣節(jié)點2)邊緣節(jié)點<->邊緣節(jié)點圖3-3邊緣計算云邊/邊邊通道協(xié)同架構(gòu)云邊通道協(xié)同要求：1)適應(yīng)不同級別鏈路穩(wěn)定性，斷鏈自動重啟恢復(fù)2)鏈路數(shù)據(jù)安全性3)鏈路質(zhì)量監(jiān)控邊邊協(xié)同，應(yīng)具備如下能力：1)邊緣節(jié)點間支持動態(tài)分組2)邊緣組具備自動選主能力3)可配置的邊緣節(jié)點通信隔離4)相比云邊，具有更低交互低時延圖3-4邊緣計算云邊/邊邊應(yīng)用協(xié)同架構(gòu)邊緣節(jié)點多樣化，但應(yīng)保持業(yè)務(wù)開發(fā)良好體驗，具備如下能力：1)支持中心側(cè)容器化部署/刪除邊緣節(jié)點應(yīng)用2)具備邊緣業(yè)務(wù)應(yīng)用全生命周期管理，實現(xiàn)應(yīng)用自動擴縮容3)可查看應(yīng)用列表和基本信息，應(yīng)用狀態(tài)可視化4)支持應(yīng)用分組，部署策略能力5)支持同一應(yīng)用部署到不同節(jié)點6)支持不同應(yīng)用部署到不同的節(jié)點7)支持用戶自定義應(yīng)用鏡像上傳異構(gòu)計算已成邊緣節(jié)點標(biāo)配，應(yīng)當(dāng)在多樣化邊緣節(jié)點平滑應(yīng)用遷移，具備如下能力：1)支持邊緣節(jié)點異構(gòu)計算能力抽象和接口歸一2)具備中心感知邊緣節(jié)點能力，動態(tài)編譯適應(yīng)邊緣節(jié)點差異3)提供云端生成異構(gòu)計算服務(wù)能力，并能推送到邊緣節(jié)點圖3-5邊緣計算云邊/邊邊運維協(xié)同架構(gòu)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心運維模式不同，邊緣計算運維具有如下特點：2)邊緣節(jié)點部署環(huán)境相對較差，且不容易近場運維業(yè)務(wù)應(yīng)用的高可用性，應(yīng)當(dāng)通過完善的云邊協(xié)同的運維體系來保障，具備如下能力：1)中心和邊緣松耦合架構(gòu)設(shè)計2)具備統(tǒng)一中心管控，能夠納管多級邊緣節(jié)點3)邊緣節(jié)點的健康狀態(tài)實時反饋，且應(yīng)具備故障預(yù)測與恢復(fù)能力4)具備大數(shù)據(jù)智能分析能力，實現(xiàn)邊緣設(shè)備智能化診斷5)具備從中心側(cè)登錄容器、查看日志、往容器上傳下載文件能力6)應(yīng)具備中心與邊緣運維操作鑒權(quán)機制7)支持云端查看/采集邊緣節(jié)點業(yè)務(wù)日志、事件8)支持運維網(wǎng)絡(luò)通路，保證防火墻或數(shù)據(jù)中心內(nèi)的監(jiān)控和日志數(shù)據(jù)被外網(wǎng)訪問9)運維應(yīng)當(dāng)支持邊緣分布式，實現(xiàn)中心側(cè)失聯(lián)后運維自治3.3.2邊緣自治能力在斷網(wǎng)或弱網(wǎng)環(huán)境下，邊緣計算調(diào)度層應(yīng)支持集群粒度、節(jié)點粒度的邊緣元內(nèi)的親和性調(diào)度。由于目前斷連會把相應(yīng)資源驅(qū)逐，邊緣計算平臺應(yīng)當(dāng)具備如下能力：1)服務(wù)保持：當(dāng)斷網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)異常時，邊緣計算調(diào)度層應(yīng)當(dāng)支持集群粒度、邊緣節(jié)點粒度的自治，以保證集群及節(jié)點服務(wù)的持續(xù)運行，同時確保網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后能夠重新連接及同步。2)網(wǎng)絡(luò)自動恢復(fù)：邊緣計算調(diào)度層應(yīng)當(dāng)支持網(wǎng)絡(luò)的自動恢復(fù)，以確保邊緣的自治能力。3)應(yīng)用自動遷移：邊緣計算調(diào)度層應(yīng)當(dāng)支持應(yīng)用在集群內(nèi)部、邊緣節(jié)點間的自動遷移，以保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性。4)集群間遷移：邊緣計算調(diào)度層應(yīng)當(dāng)支持應(yīng)用在集群間的遷移，以保證業(yè)務(wù)在不同集群間遷移時的連續(xù)性。3.3.3邊緣網(wǎng)絡(luò)調(diào)度能力邊緣計算調(diào)度平臺應(yīng)具有邊緣網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度能力，以支持將不同的終端/業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分流至邊緣平臺并提供差異化的網(wǎng)絡(luò)管控及調(diào)度。邊緣計算平臺對于邊緣網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度能力可包括本地分流、位置服務(wù)、帶寬管理、以及網(wǎng)絡(luò)切片能力邊緣計算調(diào)度平臺應(yīng)具有本地分流能力，以支持將匹配到的不同終端/業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)分流至本地業(yè)務(wù)服務(wù)器，具體的可包括：網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議信息執(zhí)行本地分流；2)支持根據(jù)業(yè)務(wù)的端口號、協(xié)議類型等傳輸層協(xié)議信息執(zhí)行本地分流；同時能夠根據(jù)協(xié)議中的特殊字段值執(zhí)行分流，如對于DNS數(shù)據(jù)能夠根據(jù)報文域名將數(shù)據(jù)分流至本地?fù)?jù)報文域名將數(shù)據(jù)分流至本地DNS服務(wù)器；4)支持根據(jù)用戶簽約信息對特定用戶會話執(zhí)行本地分流；5)當(dāng)用戶移入特定分流區(qū)域時，應(yīng)能夠根據(jù)DNN+位置信息對用戶數(shù)據(jù)執(zhí)行本地分流邊緣計算調(diào)度平臺應(yīng)支持為邊緣平臺內(nèi)部業(yè)務(wù)或者外部實體提供位置服務(wù)，以滿足業(yè)務(wù)對于終端的位置信息的訂閱需求，具體位置服務(wù)能力可包括：1)支特提供特定終端的定位信息查詢的能力；2)支持對目標(biāo)終端進(jìn)行周期定位跟蹤，并提供終端的周期定位信息訂閱；邊緣計算調(diào)度平臺應(yīng)支持帶寬管理能力，對于分流至邊緣的數(shù)據(jù)按照不同的粒度提供差異化帶寬管控，具體的帶寬管控能力可包括：1)流量監(jiān)管：應(yīng)支持基于流級、業(yè)務(wù)級的數(shù)據(jù)分類及流量監(jiān)控，支持?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)度管控、擁塞管理、擁塞避免等能力；2)帶寬保障：應(yīng)支持對于高優(yōu)先級業(yè)務(wù)/用戶數(shù)據(jù)可通過如資源預(yù)留等方式來提供帶寬保障；3)帶寬限制：應(yīng)支持通過限制流量的方式限制數(shù)據(jù)流的比特率不超過特定帶寬閾值；1)業(yè)務(wù)級別帶寬管控：對于所有分流至邊緣的數(shù)據(jù)，針對不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)提供如上的帶寬管控能力；2)用戶級別帶寬管控：對于不同的用戶數(shù)據(jù)提供用戶級別的帶寬管控，具體可細(xì)化為會話級、QoS流級的帶寬管控；網(wǎng)絡(luò)切片通過資源隔離、資源預(yù)留等方式構(gòu)建端到端虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。邊緣計算調(diào)度平臺應(yīng)支持網(wǎng)絡(luò)切片的調(diào)度能力，計算調(diào)度平臺應(yīng)支持網(wǎng)絡(luò)切片的調(diào)度能力，以支持高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的端到端的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保障，具體可包括：1)支持對于具有不同SLA切片的快速的訂購和開通；2)支持對于切片內(nèi)簽約的業(yè)務(wù)及用戶進(jìn)行差異化的質(zhì)量保障，包括資源3)支持切片資源監(jiān)控，對接運營商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行靈活的切片擴縮容管控；3.3.4多級集群能力邊緣計算場景下節(jié)點數(shù)量多、分布廣，節(jié)點增刪現(xiàn)象頻繁，不可避免地需要同時部署和運營多個集群來滿足容災(zāi)、隔離、穩(wěn)定性等要求。邊緣計算多集群管理應(yīng)具備以下聯(lián)邦、分層等管理能力：1)API：支持統(tǒng)一管理多集群的API接口資源，簡化多集群管理。2)靈活調(diào)度：支持工作負(fù)載根據(jù)預(yù)設(shè)調(diào)度策略在多集群間的部署和分散，支持多維度、可插拔、自定義的調(diào)度機制，滿足資源需求、可用區(qū)和故障域隔3)快速遷移：支持應(yīng)用在不同集群中的快速遷移，提升服務(wù)靈活性和可5)可擴展：支持單一集群向多集群快速加入和納管，集群具備可擴展性。6)運維管理：支持多集群間拓?fù)鋵蛹壸远x，滿足集群部署運維層級管7)聯(lián)邦管理：支持具有不同控制面類型的多集群聯(lián)邦，提供統(tǒng)一的多集群管理能力。8)容災(zāi)：支持多集群間的故障容災(zāi)，任一集群發(fā)生故障時，能進(jìn)行故障隔離，不引起擴散。3.4邊緣運維管理層3.4.1監(jiān)控管理能力監(jiān)控是保證邊緣業(yè)務(wù)可用性及故障感知的首要技術(shù)手段之一，高效、完善、覆蓋面全的監(jiān)控管理能力是邊緣業(yè)務(wù)可靠運行的基石和保障。邊緣運維監(jiān)控管監(jiān)控管理應(yīng)該支持對邊緣IaaS、邊緣節(jié)點的服務(wù)、實例進(jìn)行實時監(jiān)控。具體要求包括但不限于以下項目：1)應(yīng)當(dāng)支持對邊緣集群、邊緣節(jié)點的服務(wù)進(jìn)行監(jiān)控：2)應(yīng)當(dāng)支持對邊緣集群、邊緣節(jié)點的實例進(jìn)行監(jiān)控：運維管理層應(yīng)當(dāng)能夠?qū)吘壖?、邊緣?jié)點使用的各類資源進(jìn)行監(jiān)控統(tǒng)計，應(yīng)當(dāng)支持對資源查詢和過濾，如：1)應(yīng)當(dāng)支持對設(shè)備物理服務(wù)器信息進(jìn)行統(tǒng)計，包括服務(wù)器配置信息、運行數(shù)據(jù)等信息。2)應(yīng)當(dāng)支持對集群內(nèi)計算節(jié)點、存儲節(jié)點、管理節(jié)點等信息進(jìn)行統(tǒng)計；3)應(yīng)當(dāng)支持對虛擬機信息進(jìn)行統(tǒng)計，包括虛機名稱、CPU使用率、內(nèi)存使用率、存儲使用率、寬帶上行平均值、寬帶下行平均值等信息；4)應(yīng)當(dāng)支持對容器信息進(jìn)行統(tǒng)計，包括部署信息、運行狀態(tài)、健康狀態(tài)運維管理層應(yīng)當(dāng)能夠?qū)吘壖骸⑦吘壒?jié)點上的系統(tǒng)運行環(huán)境進(jìn)行定期檢查，發(fā)現(xiàn)影響運行的異常情況時，發(fā)出告警信息。具體要求包括但不限1)應(yīng)當(dāng)支持對虛擬化系統(tǒng)（虛機or容器）運行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控；2)應(yīng)當(dāng)支持對物理設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。3.4.2告警管理能力運維管理層應(yīng)當(dāng)能夠針對告警規(guī)則配置進(jìn)行管理，具體要求包括但不限于以下項目：1)應(yīng)能夠提供說明文檔，以幫助運維人員對告警規(guī)則進(jìn)行操作；2)應(yīng)能夠?qū)Ω婢?guī)則進(jìn)行檢索和查詢；3)應(yīng)能夠從嚴(yán)重級別、影響范圍等對告警進(jìn)行分類分級；4)應(yīng)能夠新增、刪除、修改告警規(guī)則；5)應(yīng)能夠?qū)Ω婢?guī)則進(jìn)行設(shè)置，包括告警閾值、告警靜默及屏蔽等。1)嚴(yán)重：用戶有感，且需立即處理的報警，除常規(guī)報警方式外，須配置報警升級方式（如電話、短信、微信等）2)輕度：用戶無感，且需立即處理的報警，除常規(guī)報警方式外，須配置報警升級，無需電話、短信等通知3)通知：用戶無感，且無需立即處理的報警，無需配置報警升級，此類告警主要用于追查故障原因運維管理層應(yīng)當(dāng)能夠?qū)Ω鬟吘塈aaS、邊緣節(jié)點的告警事件進(jìn)行處理，具體要求包括但不限于以下項目：1)應(yīng)能夠顯示所有邊緣IaaS、邊緣節(jié)點的告警事件信息；2)2)對于正在處理中的告警事件，應(yīng)能夠顯示告警處理記錄、告警實例詳細(xì)信息，并提供相應(yīng)查詢功能，方便運維人員查詢告警處理情況；3)對于已經(jīng)處理后的告警事件，應(yīng)能夠查詢告警事件的詳細(xì)記錄；4)對于出現(xiàn)故障的告警，可以通過告警回溯功能；5)對于出現(xiàn)的故障可以提供根因分析能力，指出大致的故障原因；6)可以綜合過往的告警數(shù)據(jù)，生成動態(tài)基線，替代原有的固定閾值告警3.4.3日志管理能力運維管理層應(yīng)當(dāng)為運維人員提供日志管理的能力。日志管理應(yīng)支持對服務(wù)日志的記錄和備份。日志管理應(yīng)支持日志檢索的功能，包括但不限于以下項目：1)應(yīng)支持從中心發(fā)起的的日志查詢請求；2)應(yīng)支持從邊緣集群發(fā)起的的日志查詢請求。運維管理層應(yīng)支持定時上報（云端存儲+云端查詢）運維管理層應(yīng)支持按需上報、遠(yuǎn)程檢索（邊緣存儲+云端查詢）3.4.4監(jiān)控信息獲取能力應(yīng)支持但不限于snmp、grpc等設(shè)備信息采集協(xié)議。應(yīng)支持但不限于裸光纜、傳輸、點到點專線、ipsecvpn、公網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等方1)需考慮邊緣節(jié)點到云端信息傳輸過程中的數(shù)據(jù)安全性；2)需要對邊緣節(jié)點的設(shè)備訪問安全進(jìn)行控制；3)需要具備發(fā)現(xiàn)邊緣節(jié)點異常行為的能力；4)需要具備快速處理邊緣節(jié)點異常的能力。4邊緣計算安全邊緣計算是一個新興的領(lǐng)域，涉及全新的邊緣基礎(chǔ)設(shè)施、邊緣計算服務(wù)、邊緣計算平臺，以及邊緣智慧園區(qū)、城市配送等非常廣泛的邊緣創(chuàng)新應(yīng)用，不論是橫向還是縱向都涉及到非常多的領(lǐng)域及非常多的接口，這無疑為邊緣安全增加了面臨的風(fēng)險。為保障業(yè)務(wù)安全可靠運行，邊緣計算安全應(yīng)當(dāng)考慮邊緣基礎(chǔ)設(shè)施、邊緣計算平臺、邊緣計算服務(wù)、邊緣計算應(yīng)用等系統(tǒng)各層的層內(nèi)安全和層間安全。4.1邊緣基礎(chǔ)設(shè)施安全邊緣新基礎(chǔ)設(shè)施包含邊緣新的硬件基礎(chǔ)，基礎(chǔ)設(shè)施安全是邊緣計算安全的基本保障。應(yīng)當(dāng)支持邊緣硬件如邊緣服務(wù)器、邊緣一體機、邊緣網(wǎng)關(guān)、模塊化服務(wù)器的硬件安全，應(yīng)當(dāng)支持邊緣硬件從開機啟動到運行整個過程中的硬件安全、系統(tǒng)安全、接入安全等物理環(huán)境安全。4.2邊緣計算平臺安全邊緣計算平臺是整個系統(tǒng)的核心，也是業(yè)務(wù)安全可靠運行的重要保障。支持算力、存儲和網(wǎng)絡(luò)等邊緣資源安全，如虛機安全、容器安全、網(wǎng)絡(luò)安全等。支持邊緣自治、云邊/邊邊協(xié)同、網(wǎng)絡(luò)編排調(diào)度、多級集群管理等調(diào)度安全。支持邊緣的監(jiān)控、告警、日志、協(xié)同、計費等運維管理安全。4.3邊緣計算服務(wù)安全邊緣計算服務(wù)涵蓋IaaS和PaaS資源層，是平臺及應(yīng)用安全運營的前提。分發(fā)、存儲安全等。支持移動邊緣計算MEC的基礎(chǔ)架構(gòu)、應(yīng)用平臺及應(yīng)用服務(wù)4.4邊緣計算應(yīng)用安全邊緣計算應(yīng)用和場景涉及視頻類、流量服務(wù)類、城市配送類及諸多行業(yè)，面臨非常多的接口及API。支持由防火墻保護(hù)的隔離網(wǎng)絡(luò)。支持完善的用戶身份標(biāo)識、鑒別和授權(quán)機制。支持訪問控制功能，根據(jù)安全策略控制用戶對邊緣資源的訪問。支持資源的真實性驗證和完整性校驗，對應(yīng)用的異常行為檢測等。5邊緣計算應(yīng)用和場景5.1視頻類場景5.1.1AR/VR/XR在AR/VR/XR場景下，需要借助高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，將云端、邊緣端的顯示輸出和聲音輸出經(jīng)過編碼壓縮后傳輸?shù)接脩羧珙^盔等頭顯設(shè)備上。對于需要通過頭戴設(shè)備與云端應(yīng)用進(jìn)行實時互動的強交互性業(yè)務(wù)，對網(wǎng)絡(luò)帶寬、時延則提出了更高的要求。邊緣計算算力下沉、高帶寬、低時延的特性能夠較好的解決1)渲染：應(yīng)當(dāng)支持邊緣側(cè)的實時渲染處理能力和計算能力。2)傳輸和顯示：應(yīng)當(dāng)支持AR/VR/XR視頻流的穩(wěn)定傳輸和高精度顯示。到端時延，例如MTP≤20ms。4)處理：應(yīng)當(dāng)支持對視頻流的編解碼、轉(zhuǎn)碼、存儲和實時推流等功能。5.1.2云游戲云游戲場景中，用戶對延遲和視頻質(zhì)量要求都較高。云游戲的基本體驗要求響應(yīng)延時在70ms以內(nèi)，對一些MOBA（MultiplayerOnlineBattleArena，多人在線戰(zhàn)術(shù)對線游戲）類游戲的時延要求將更高。在高分辨率和高幀率的要求下，碼率需要在20Mbps甚至更高。邊緣計算系統(tǒng)低時延、高帶寬、低成本的特性能夠較好地云游戲的訴求。在游戲場景下，邊緣計算主要支持以下功能：2)傳輸：應(yīng)當(dāng)支持高帶寬的高清視頻傳輸功能。3)智能協(xié)同：應(yīng)當(dāng)支持對虛擬化資源、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)等的智能化云邊協(xié)同5.1.3高清視頻直播高清視頻直播場景下的互動直播、極速直播、靈動課堂、電商直播高清視頻直播場景下的互動直播、極速直播、靈動課堂、電商直播、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療等實時互動業(yè)務(wù)，需要在邊緣側(cè)提供實時消息、實時碼流加速、小于400ms的端到端時延、超大規(guī)模并發(fā)、音視頻質(zhì)量保證等服務(wù)及功能。邊緣計算在算力、帶寬、時延和SLA方面較好的解決高清視頻直播業(yè)務(wù)的需求。在高清視頻直播場景下，邊緣計算主要支持以下功能：2)并發(fā)：應(yīng)當(dāng)支持分布式和超大規(guī)模并發(fā)的能力，支持十萬、百萬人實時互動大頻道、能夠應(yīng)對10倍以上負(fù)荷，輕松應(yīng)對用戶流量突增。Web、小程序、RTOS、等等開發(fā)平臺，適配海量終端和外設(shè)，保證業(yè)務(wù)一致性5.2行業(yè)服務(wù)場景5.2.1智能制造邊緣計算在智能制造及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)