擁有超4G數(shù)百倍的傳輸速度，5G技術(shù)的未來，即將是一項(xiàng)顛覆性突破，但同時(shí)也面臨著一項(xiàng)又一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

引言

5G的大潮正在涌來，數(shù)百倍于4G的傳輸速度，正在醞釀著顛覆的起手勢(shì)，過往受制于網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的技術(shù)限制而僅存概念創(chuàng)新階段抑或是掣肘于瓶頸技術(shù)而無法實(shí)現(xiàn)的智能終端產(chǎn)品正借由這股東風(fēng)爭(zhēng)先落地。

根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2020年全球?qū)⒂谐^500億的終端和設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，由于個(gè)人、企業(yè)乃至于各個(gè)行業(yè)在這一輪變革中因?yàn)槲锫?lián)化智能終端產(chǎn)品的應(yīng)用，將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的數(shù)據(jù)量幾乎每天都在破紀(jì)錄地增長(zhǎng)。

集中式的云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)正在日益受到挑戰(zhàn)，云中心雖然具備強(qiáng)大地算力資源去處理海量的數(shù)據(jù)，但網(wǎng)絡(luò)帶寬無論怎樣拓展都存在階段性的邊界值，帶寬資源的既定性與日益倍增地邊緣側(cè)海量數(shù)據(jù)的傳輸需求始終是一個(gè)不斷消長(zhǎng)的矛盾體，另一方面云計(jì)算對(duì)于數(shù)據(jù)地處理也需要一定地時(shí)間，由此而生的時(shí)延性問題也是諸多應(yīng)用場(chǎng)景所不能接受的。

換句話說，云計(jì)算是未來包括5G時(shí)代應(yīng)用更加廣泛、貢獻(xiàn)更加突出的一種解決方案，但是，它解決不了所有的問題，尤其是伴隨著巨量終端的聯(lián)網(wǎng)帶來的邊緣側(cè)數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，使得數(shù)據(jù)在邊緣側(cè)的分析處理和存儲(chǔ)的需求尤為明顯，云計(jì)算需要一個(gè)可以幫他解決這個(gè)問題的伙伴，共同為5G時(shí)代的萬物互聯(lián)做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備。

一、國(guó)王的煩惱、章魚與邊緣計(jì)算

讓我們來看看幾個(gè)實(shí)際地落地應(yīng)用場(chǎng)景可能遇到的問題：

隨著智能家居系統(tǒng)的普及，圍繞家庭日常生活的數(shù)據(jù)將被系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集和監(jiān)測(cè)，如何保證這些數(shù)據(jù)的隱私性和安全性？在無人駕駛的場(chǎng)景中，車載傳感器獲取的大量環(huán)境數(shù)據(jù)流，如果全部上傳再由中央節(jié)點(diǎn)處理下發(fā)，造成的延時(shí)反饋將如何解決？對(duì)于某些企業(yè)來說，提供連續(xù)的業(yè)務(wù)服務(wù)至關(guān)重要，如果遭遇網(wǎng)絡(luò)問題或者惡意攻擊造成的故障，即使時(shí)間再短也可能造成非常嚴(yán)重的損失，這將如何避免？

可能邊緣計(jì)算是一位可以解決這些問題的小伙子，如何理解邊緣計(jì)算，從一個(gè)故事開始：

其實(shí)這很像一個(gè)國(guó)家的行政體系，假設(shè)王國(guó)A是一個(gè)幅員遼闊的國(guó)家，擁有廣袤的土地和眾多的子民，起初王國(guó)A的國(guó)王成立了一個(gè)強(qiáng)大的中央集權(quán)體制，為了配合這個(gè)體制的運(yùn)營(yíng)，國(guó)王將全國(guó)優(yōu)秀的人才選拔出來網(wǎng)羅至首都并成立一個(gè)可以處理全國(guó)大小事務(wù)的行政機(jī)構(gòu)——中央事務(wù)局，于是國(guó)王規(guī)定全國(guó)無論大小事務(wù)必須呈報(bào)至該機(jī)構(gòu)，通過中央事務(wù)局進(jìn)行決策、審判和處理，處理結(jié)果再通過行政體系下發(fā)執(zhí)行。

漸漸地，國(guó)王發(fā)現(xiàn)民怨四起，百姓抱怨一起糾紛短則數(shù)周，長(zhǎng)達(dá)數(shù)月才能得到官府的裁決，處理事務(wù)的官員解釋道：事務(wù)從地方呈報(bào)上來的路程很久要花一些時(shí)間，事務(wù)官處理事情也需要一些時(shí)間，處理結(jié)果傳達(dá)至地方有又需要花一點(diǎn)時(shí)間，距離首都近的地方還好，距離首都較遠(yuǎn)的地方，因?yàn)槁烦痰脑颍盏讲⒎祷靥幚斫Y(jié)果的時(shí)間要很久。而且各地事情不斷呈報(bào)上來，機(jī)構(gòu)雖然擁有眾多的事務(wù)官可面對(duì)全國(guó)的事務(wù)量依然力不從心。

國(guó)王召集大臣，商量此事應(yīng)如何解決，最后一位大臣提出了一個(gè)解決方案：將國(guó)家劃分為一個(gè)個(gè)較小的行政區(qū)域，每個(gè)行政區(qū)域設(shè)立一個(gè)事務(wù)處理機(jī)構(gòu)——地方事務(wù)局，所有該行政區(qū)的大小事務(wù)只需呈報(bào)至該機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理即可，于是所有大小事務(wù)都可以得到就近解決，百姓的訴求很快就得到了處理結(jié)果，而地方事務(wù)局僅將處理結(jié)果和自己無權(quán)限決策的事務(wù)上報(bào)中央事務(wù)局即可。這樣百姓的事務(wù)處理訴求就可以就近得到地方事務(wù)局的即時(shí)響應(yīng)，疏導(dǎo)并分?jǐn)偭酥醒胧聞?wù)局的處理量。某種程度上來說，這個(gè)故事就是邊緣計(jì)算的運(yùn)行原理。

很多人用章魚來做比較，無脊椎動(dòng)物中章魚的智商最高，巨量的神經(jīng)元中60%分布于八條腿上、40%分布于腦部，行動(dòng)時(shí)動(dòng)作之靈巧很大程度在于腕足之間的高度配合，而這種敏捷性來源于這種神經(jīng)元的慷慨分布，使得各個(gè)腕足擁有一定程度的環(huán)境感知和處理能力，而不必經(jīng)由觸角將感知信息傳送至腦部再進(jìn)行處理反饋，這樣對(duì)于章魚來說，每個(gè)腕足都相當(dāng)于一個(gè)擁有算力資源的邊緣節(jié)點(diǎn)用于處理該腕足所感知的環(huán)境信息，而它的大腦則對(duì)八個(gè)腕足進(jìn)行整體協(xié)調(diào)。而這種腦群系統(tǒng)類似于分布式計(jì)算，而邊緣計(jì)算就是一種分布式計(jì)算。

從上面的例子我們可以總結(jié)出邊緣計(jì)算的一個(gè)最重要的特性，一種靠近末端數(shù)據(jù)源的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，可在末端即時(shí)的完成數(shù)據(jù)的分析、處理和控制反饋，智能化地處理本地業(yè)務(wù)而無需經(jīng)由云端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行決策反饋，大大提高了邊緣側(cè)地自主事務(wù)處理能力，實(shí)現(xiàn)即時(shí)化、智能化。

那么我們來了解一下官方定義根據(jù)邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟白皮書的定義，邊緣計(jì)算是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的開放平臺(tái)，就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。

二、邊緣計(jì)算的基本屬性

1. 第一入口

由定義我們得知，邊緣計(jì)算是本身就部署于數(shù)據(jù)源的網(wǎng)絡(luò)邊緣測(cè)，是數(shù)據(jù)上傳地第一個(gè)關(guān)口結(jié)點(diǎn)，某種程度上可以看作為分布于現(xiàn)實(shí)世界的物理終端通向虛擬數(shù)字世界的介質(zhì)或者橋梁，是物理世界終端數(shù)據(jù)源的第一入口。

2. 聯(lián)結(jié)性

聯(lián)接是邊緣計(jì)算的基礎(chǔ)。特定應(yīng)用場(chǎng)景下，保證各種物理終端之間的互聯(lián)互通并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)操作是邊緣計(jì)算的應(yīng)用基礎(chǔ)。

物理世界的聯(lián)接對(duì)象本身就是豐富多樣地，存在于不同的異構(gòu)環(huán)境中，這些異構(gòu)環(huán)境對(duì)應(yīng)存在著不同的網(wǎng)絡(luò)接口、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)部署與配置等，并產(chǎn)生完全不同的數(shù)據(jù)格式，而這些天然差異化地?cái)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和源頭都是需要邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)廣泛地兼容，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收感知后地歸一化處理，從而實(shí)現(xiàn)廣泛地聯(lián)接。

3. 約束性

每一個(gè)行業(yè)都有自己的生產(chǎn)體系，結(jié)合不同的客戶群體對(duì)接不同的用戶需求都有自己特定應(yīng)用場(chǎng)景，終端和場(chǎng)景的差異本就是天然存在，換句話說，邊緣計(jì)算作為一種解決方案是普世適用可賦能于各行，但落地于不同的行業(yè)特性和應(yīng)用場(chǎng)景是在客觀上是需要邊緣計(jì)算必須根據(jù)不同的條件和運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行針對(duì)性的適配，以滿足各項(xiàng)現(xiàn)實(shí)性的約束條件，支持多樣化的行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。

4. 分布性

邊緣計(jì)算的實(shí)際部署天然具備分布式的特點(diǎn)，這就要求邊緣計(jì)算支持分布式計(jì)算與存儲(chǔ)，并且能支持分布式資源的動(dòng)態(tài)調(diào)度與統(tǒng)一管理。

5. 融合性

OT與ICT的融合是行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)，邊緣計(jì)算是多領(lǐng)域融合發(fā)展的重要途徑，需要支持包括聯(lián)接、數(shù)據(jù)、管理、控制、應(yīng)用等方面的協(xié)同。

三、邊緣計(jì)算的“CROSS”價(jià)值

1. Connection（聯(lián)接的海量與異構(gòu)）

在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中會(huì)有大量的數(shù)據(jù)生成，并且由于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)環(huán)境，生成的數(shù)據(jù)是各種格式的，把各種各樣的數(shù)據(jù)格式化對(duì)邊緣計(jì)算來說是一個(gè)挑戰(zhàn)，如何化解和整合物理終端的差異，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)整合和共通，是一切的開始。

5G時(shí)代下萬物互聯(lián)，作為組成這張大網(wǎng)的聯(lián)接結(jié)點(diǎn)從數(shù)量層面是海量的，從種類層面是多樣的，不同的物理終端對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

2. Real-time（業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性）

在即時(shí)性要求較高的行業(yè)領(lǐng)域，譬如無人駕駛、VR/AR以及工業(yè)系統(tǒng)的控制、執(zhí)行等，如果所有的數(shù)據(jù)經(jīng)由云端進(jìn)行處理分析并下發(fā)，很難滿足這些場(chǎng)景的實(shí)時(shí)性要求，而邊緣計(jì)算使得數(shù)據(jù)能夠在最近地邊緣結(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，減少與云端之間的數(shù)據(jù)傳輸需要。邊緣計(jì)算可在本地處理和存儲(chǔ)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，本地化數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)對(duì)于計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的壓力較小，推送到云的數(shù)據(jù)量減少時(shí)延遲的可能性就會(huì)降低。

例如“城市大腦”中利用攝像頭等傳感器以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行城市的監(jiān)管和治理，在大量攝像頭接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，由于每個(gè)攝像頭都在進(jìn)行著高碼率的實(shí)時(shí)直播，不適合全部即時(shí)上傳至中心云，最好的解決方案就是在各個(gè)街道部署邊緣計(jì)算結(jié)點(diǎn)，自行完成對(duì)實(shí)時(shí)原始數(shù)據(jù)的處理和結(jié)構(gòu)化運(yùn)算。

3. Optimization（數(shù)據(jù)的優(yōu)化）

工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景與物聯(lián)網(wǎng)末端存在多樣化地海量異構(gòu)數(shù)據(jù)，這就必須通過數(shù)據(jù)優(yōu)化手段完成這些數(shù)據(jù)地聚合、數(shù)據(jù)地統(tǒng)一呈現(xiàn)于開放，從而進(jìn)一步服務(wù)于邊緣應(yīng)用。

4. Smart（應(yīng)用的智能性）

邊緣計(jì)算可以在邊緣側(cè)通過引入數(shù)據(jù)分析和業(yè)務(wù)自動(dòng)化處理能力從而智能化的處理本地業(yè)務(wù)邏輯，極大地提升了系統(tǒng)地反應(yīng)效率，降低成本，尤其在預(yù)測(cè)性維護(hù)等應(yīng)用方面成效顯著。例如電梯的預(yù)測(cè)性維護(hù)，通過電梯故障的自檢和預(yù)警，大大減少人力的巡檢成本。

5. Security（安全與隱私保護(hù)）

由于網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)更貼近于萬物互聯(lián)的終端設(shè)備，邊緣計(jì)算接收著源源不斷地第一手?jǐn)?shù)據(jù)流，大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和個(gè)人隱私信息都將匯入邊緣結(jié)點(diǎn)，保證這些數(shù)據(jù)信息的安全則是邊緣計(jì)算首先要解決的問題。

而這種安全性地除了上述所說的敏感信息的關(guān)鍵數(shù)據(jù)安全還包括終端設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全與應(yīng)用安全等。

而這種安全性地邊緣計(jì)算可在本地處理和存儲(chǔ)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不必存儲(chǔ)至云端，因此敏感信息不需要經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)的安全性和隱私性，降低被惡意攻擊的影響程度。

比如，蘋果春季發(fā)布會(huì)宣布進(jìn)軍流媒體之后強(qiáng)調(diào)所有的個(gè)性化推薦都會(huì)在本機(jī)運(yùn)算完成，而不會(huì)上傳至蘋果服務(wù)器，這就是邊緣計(jì)算在安全與隱私保護(hù)方面的有效應(yīng)用。

四、邊云協(xié)同

邊緣計(jì)算與云計(jì)算在實(shí)際地場(chǎng)景中應(yīng)作為互相補(bǔ)充的解決方案，二者各有所長(zhǎng)，不存在替代關(guān)系。云計(jì)算擅長(zhǎng)進(jìn)行全局性、非即時(shí)、長(zhǎng)周期地大數(shù)據(jù)處理能力，能夠在宏觀層面進(jìn)行長(zhǎng)周期地調(diào)度和維護(hù)，對(duì)于系統(tǒng)層面整體業(yè)務(wù)決策提供強(qiáng)大地支撐作用。邊緣計(jì)算適合于局部地、實(shí)時(shí)地、短周期地?cái)?shù)據(jù)分析和處理，能夠非常好地支撐本地業(yè)務(wù)地智能決策化。

5G時(shí)代下地萬物互聯(lián)，實(shí)際地應(yīng)用場(chǎng)景更多地需要邊緣計(jì)算于云計(jì)算進(jìn)行緊密協(xié)同，也基于此才能使得組合后地“邊云協(xié)同”整體價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于邊緣計(jì)算和云計(jì)算在場(chǎng)景中獨(dú)自落后地局部?jī)r(jià)值。邊緣計(jì)算因?yàn)槠洳渴鹩谀┒说貓?zhí)行單元，這些執(zhí)行單元恰恰是云端所需要地高價(jià)值地?cái)?shù)據(jù)采集單元，由執(zhí)行單元產(chǎn)生地?cái)?shù)據(jù)則是云端進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用地基礎(chǔ)。而云計(jì)算通過大數(shù)據(jù)優(yōu)化輸出地業(yè)務(wù)規(guī)則也可以下發(fā)到邊緣側(cè)，邊緣計(jì)算基于新地業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行業(yè)務(wù)執(zhí)行地優(yōu)化處理。

讓我們來看看在工業(yè)場(chǎng)景中，“邊云協(xié)同”所釋放地?cái)?shù)據(jù)價(jià)值。工業(yè)生產(chǎn)過程中高頻數(shù)據(jù)采集，往往會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸、平臺(tái)存儲(chǔ)與計(jì)算處理等方面帶來性能和成本上的巨大壓力，在邊緣層進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理和緩存，正成為主要平臺(tái)企業(yè)的共同做法。

一是在邊緣層進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，剔除冗余數(shù)據(jù)，減輕平臺(tái)負(fù)載壓力。

二是利用邊緣緩存保留工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)全量數(shù)據(jù)，并通過緩存設(shè)備直接導(dǎo)入數(shù)據(jù)中心，降低網(wǎng)絡(luò)使用成本。

在工業(yè)場(chǎng)景中，通過將計(jì)算能力下放到更為靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，一方面利用邊緣層直接運(yùn)行實(shí)時(shí)分析算法，二是通過邊緣與云協(xié)同，實(shí)現(xiàn)模型不斷成長(zhǎng)和優(yōu)化，從而讓邊緣分析技術(shù)增強(qiáng)平臺(tái)實(shí)時(shí)分析能力。

邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）計(jì)劃聯(lián)合發(fā)布《邊云協(xié)同白皮書》中將邊云協(xié)同地主要應(yīng)用場(chǎng)景分為六種，包括物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算、工業(yè)邊緣計(jì)算、智慧家庭邊緣計(jì)算、廣域接入網(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)算、邊緣云、多接入邊緣計(jì)算，它們又分別對(duì)應(yīng)了六大邊云協(xié)同主場(chǎng)景：物聯(lián)網(wǎng)邊云協(xié)同、工業(yè)邊云協(xié)同、智慧家庭邊云協(xié)同、廣域接入網(wǎng)絡(luò)邊云協(xié)同、邊緣云邊云協(xié)同、MEC邊云協(xié)同，以及十四種邊云協(xié)同子場(chǎng)景。

當(dāng)然，邊云協(xié)同的能力與內(nèi)涵落地到各應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)其具體能力與關(guān)注點(diǎn)又會(huì)有所不同，因?yàn)槊糠N邊緣計(jì)算業(yè)務(wù)形態(tài)對(duì)于與云計(jì)算協(xié)同的業(yè)務(wù)需求不盡相同。比如在IoT系統(tǒng)控制子場(chǎng)景下，更多關(guān)注時(shí)延的敏感性和確定性以及數(shù)據(jù)的隱私性，映射到對(duì)于邊緣協(xié)同的關(guān)注點(diǎn)上，就會(huì)涉及資源協(xié)同、業(yè)務(wù)管理協(xié)同、應(yīng)用管理協(xié)同和服務(wù)協(xié)同。

結(jié)語

5G將使得物聯(lián)網(wǎng)更加泛化，在汽車領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)與汽車網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，形成解放人類雙手的自動(dòng)化駕駛；在家居領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)使各類家居智能化，為人們生活提供便利；在工業(yè)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中，為生產(chǎn)流程提高效率。

隨著技術(shù)的進(jìn)步和人們消費(fèi)水平的提高，物聯(lián)網(wǎng)的“泛化”有望呈現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)張的態(tài)勢(shì)，從而產(chǎn)生更多的應(yīng)用領(lǐng)域，而匹配物聯(lián)網(wǎng)大發(fā)展的邊緣計(jì)算將更多地被應(yīng)用。

本文由 @江天一隅 原創(chuàng)發(fā)布于人人都是產(chǎn)品經(jīng)理。未經(jīng)許可，禁止轉(zhuǎn)載

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