邊緣計算：挖掘大連接下的計算富礦

徐珊珊

邊緣計算，這種將計算、網絡、存儲能力從云延伸到網絡邊緣的架構，這在產業與技術的發展中逐漸迸發出來。

“網絡邊緣智能化將成為未來重要的發展方向。”在日前舉行的邊緣計算產業聯盟成立暨2016首屆邊緣計算產業峰會上，中國工程院院士鄔賀銓在視頻致辭中表示。邊緣計算因其技術上所具備的敏捷、實時、智能、安全等特點，正在創造新的價值與生態鏈。

拓展計算邊界

數字化轉型正在成為智能社會發展的主旋律。IDC預測，截至2018年，對于67%的全球2000強企業來說，數字化轉變將是關鍵策略。以SDN、物聯網、AI為代表的先進ICT技術發展正在推動數字化轉型的發生。行業數字化轉型正在引發新一輪的產業變革，而這一浪潮的顯著特點就是將“物”納入智能互聯，借助OT（Operation Technology）與ICT技術的深度協作和融合，大幅提升行業自動化水平。

IDC最新統計報告顯示，到2020年將有超過500億的終端與設備聯網。華為在這一領域發布的預測數據顯示，到2025年，全網的物理聯接數將達到1000億，虛擬聯接數量更是達到萬億級別。

隨著設備大規模接入物聯網，在終端設備上產生的海量數據在提供商業價值的同時，也對數據處理提出挑戰。IDC預測，到2018年，就將有50%的物聯網網絡將面臨網絡帶寬的限制，40%的數據需要在網絡邊緣側分析、處理與儲存。“而到2025年，將有超過50%的數據需要在網絡邊緣側分析、處理和存儲，邊緣網絡將面臨極大挑戰。”邊緣計算產業聯盟副理事長、華為網絡研發部副總裁劉少偉表示。

要突破網絡帶寬的限制，又要滿足實時響應的需求，更要具備數據處理的能力，邊緣計算成為物聯網發展的關鍵趨勢之一。

邊緣計算就是在靠近物理實體或數據源頭的網絡邊緣側進行數據的計算、存儲與應用。“這樣一種能夠提供邊緣智能互聯服務的計算方式，將進一步加強信息技術與產業技術的融合，滿足新興技術與工程技術融合發展的需求，實現深度、智能化、實時性的處理。” 鄔賀銓表示。

在工業互聯網的發展中，邊緣計算將成為重要的支撐與使能技術。“國家在‘十三五規劃中提出的兩化融合、《中國制造2025》等戰略，對ICT于OT的融合提出了迫切的需求，而邊緣計算是ICT與OT融合的支撐與使能技術，產業發展將進入重要機遇期。” 邊緣計算聯盟理事長、中國科學院沈陽自動化研究所所長于海斌表示。特別是在工業自動化技術體系發展過程中，將從分層架構、信息孤島向物聯網、云計算、大數據分析架構演進。“邊緣計算將是實現分布式自治控制工業自動化架構的重要支撐。”

五大產業價值

“邊緣計算是一種新的技術理念，將重新定義云、管、端的關系，帶來技術的全面革新。”中國信息通信研究院技術標準研究所總工程師續合元表示。

但是邊緣計算因為橫跨OT、IT、CT多個領域，且涉及網絡聯接、數據聚合、芯片、傳感、行業應用等多個產業鏈角色，如何實現不同行業、不同廠商之間的互通和互操作，各個產業如何合理分工、有序協作，這些都是邊緣計算在各個行業應用落地必須解決的關鍵問題。

在邊緣計算呈現的巨大市場潛力和機會下，華為、中國科學院沈陽自動化研究所、中國信息通信研究院、英特爾、ARM和軟通動力聯合倡議的邊緣計算產業聯盟（ECC）日前正式成立，旨在搭建邊緣計算產業合作平臺，帶動邊緣計算產業真正走上標準化、規模化發展的進程，推動行業數字化變革和產業升級提速。

在行業數字化轉型的趨勢下，邊緣計算產業聯盟認為智能互聯的網絡邊緣面臨五大挑戰：海量聯接以及工業現場長期以來存在的大量異構的網絡；工業系統等場景對業務實時性的高要求；以預測性維護為代表的智能化應用場景推動邊緣側智能化要求；通過數據優化實現數據的聚合和處理，更靈活高效地服務于邊緣應用的智能；以及橫跨云計算和邊緣計算的端到端安全防護。

圍繞這些共性挑戰，邊緣計算聯盟提出邊緣計算的產業價值，即CROSS——Connection敏捷聯接、Real-Time實時業務、Data Optimization數據優化、Smart應用智能、Secure安全與隱私保護。

產業生態尚未形成

在技術與商業的雙重驅動下，邊緣計算產業將持續走向縱深。但是與物聯網整體發展的進程所面臨的問題一致，邊緣計算仍然處于技術探討的初期，產業生態尚未形成，配套的產品和解決方案還不完善，邊緣計算架構的頂層設計與運作模式還需要進一步明確。

不僅限于信息通信行業，邊緣計算更主要的應用前景在于工業領域，所覆蓋的行業多且需求復雜。面對這樣的需求，標準的形成將是長期而艱難的過程。目前，以物聯網協議聯盟OneM2M、開放移動聯盟OMA、OSGi Alliance為代表的標準化組織正在為解決物聯網發展中標準過多、應用多樣化以及多領域互通等關鍵問題，針對交通、能源、商業、醫療、公共服務等行業領域不斷提出相關統一標準，并陸續展開互通性等測試工作。

各大行業“玩家”的跨界合作也越來越豐富，面向不同行業的產業實踐已經陸續展開。聚焦主要的工業、家庭、汽車等領域，華為、ARM、IBM、特斯拉、寶馬以及百度、小米等主要廠商分別建立了不同程度的合作。在ICT領域如今也已經有很多案例出現，例如電梯的智能化運營，能源行業的智能抄表、公共事業的智能路燈以及物流行業的全程跟蹤等，但并沒有形成規模化發展的產業能力。

統一參考架構加速規模發展

為了加速邊緣計算產業的標準化與規模化進程，促進產業健康、可持續發展，邊緣計算產業聯盟正式發布了《邊緣計算產業聯盟白皮書》（以下簡稱《白皮書》）。據了解，經過數月的研究此次《白皮書》中除了重點闡述邊緣計算產業趨勢與關鍵挑戰、介紹邊緣計算定義與內涵，還全面展示邊緣計算產業聯盟的頂層設計與運作模式，以及在制定邊緣計算參考架構與技術框架方面的最新進展。

“將‘OICT理念作為聯盟發展的宗旨之一，聯盟將定位聚焦到搭建邊緣計算的產業合作平臺，推動OT與ICT產業開放協作，來孵化行業最佳實踐。”于海斌表示。聯盟希望能夠通過關鍵需求的梳理、參考架構的提出、測試床的示范推廣以及產業生態的形成來將此前產業鏈各方所進行的、無序的實踐面向未來更大規模的發展統一起來，擴大全產業的實力，來實現例如在智能制造、智慧水務、車聯網等領域全行業的規模推廣。

因此，在《白皮書》中，聯盟正式發布了邊緣計算參考架構1.0，基于分層設計，包含應用域、數據域、網絡域、設備域四個功能域。

據介紹，在應用域，將基于設備、網絡、數據功能域提供開放接口，實現邊緣行業應用，支撐邊緣業務運營。在數據域，提供數據優化服務，包括數據的提取、聚合、互操作、語義化以及分析與呈現的全生命周期服務，并保障數據的安全與隱私性。在網絡域，將為系統互聯、數據聚合與承載提供聯接服務。在設備域，將通過貼近或嵌入傳感、儀表、機器人和機床等設備的現場節點，支撐現場設備實現實時的智能互聯及智能應用。

“通過這樣跨產業的參考架構的定義，聯盟希望能夠促進技術方案、技術標準以及應用生態的開放合作與協同。”續合元表示，“通過將跨行業應用在邊緣側部署的ICT能力需求提取出來，為社會更多行業提供一種低成本的技術服務，利用邊緣計算來發展新的應用，解決利用邊緣設備的軟硬件解耦來實現產品的通用性，進而解決多行業碎片化等問題，構建開放協作的邊緣計算產業生態。”

不難預見，未來邊緣計算所支撐的行業應用場景將不斷豐富，真正成為ICT技術使能行業數字化轉型的重要落腳點之一。