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边缘计算架构梳理

时间：2019-04-24

  此文仅针对边缘计算的架构进行简单的梳理，并没有相对突破性的总结，主要是边缘计算基本就是完成连接、存储、处理、交互的基本功能。更多的偏向硬件的部署及简单的软件数据处理能力。


  边缘计算基本组件包括：

  1、移动边缘计算服务器内：路由子系统(数据转发及网络连接能力、网络虚拟化支持)、能力开放子系统(提供API接口，平台中间件实现网络能力调用)、平台管理子系统(能力调用管控、基础设施规划编排、计费信息统计上报);

  2、网络边缘小型、微型数据中心：边缘云基础设施(计算、内存、存储及网络资源)。

  一、第一层：边缘计算节点，信息源通过节点连入

  边缘计算节点包括了智能资产、智能系统、智能网关，用于提供存储、计算和网络功能。

  通过四类软件系统完成应用场景的操作系统、功能�？�、集成开发环境的场景功能匹配。通过集成开发平台和工具链集成边缘计算模型库和垂直行业模型库，提供模型与应用的开发、集成、仿真、验证和发布的全生命周期服务。

  1、架构，智能分布系统：架构设计主要采用分布式结构，能够在边缘侧弹性扩展存储、计算和网络能力。

  2、计算：实时计算系统(满足实时复杂性计算)、轻量计算系统(资源受限的感知终端)

  3、网络：智能网关系统，实现边缘计算的互联并提供本地的计算和存储能力。

  边缘计算触达信息源主要通过六类产品满足九大类场景完成：

  1、嵌入式控制器：vPLC、机器人等场景

  2、独立式控制器：工业PLC场景

  3、感知终端：数字化机床、仪表场景

  4、ICT融合网关：梯联网、智慧路灯等场景

  5、分布式业务网关：智能配电场景

  6、边缘集群(边缘云)：智能制造车间场景


  ECN的功能分为三类：基础资源层、虚拟化层、边缘虚拟服务。

  1、基础资源层：

  (1)网络：软件定义网络(SDN)、低时延网络

  (2)计算(异构计算)：内存处理优化、任务调度优化、集成工具链

  (3)存储(时序数据库)：分布式存储、分级存储

  2、虚拟化层：

  采用裸金属(Bare Metal)架构或主机(Host)架构构建;

  3、边缘虚拟服务

  分为通用服务和行业化服务(集成特定行业EVF)

  二、第二层，连接计算Fabric

  主要完成虚拟化的联接和计算服务层，其功能包括资源感知、EVF服务感知、计算任务调度、数据协同、多视图呈现、服务接口开放。

  三、第三层，业务Fabric

  完成端到端的业务流，主要包括资源反馈、业务请求、策略调动、多视图呈现功能。

  四、第四层，智能服务

  主要提供开发服务框架和部署服务运营框架。

  五、第五层，安全服务

  主要包括节点安全、网络安全、数据安全、应用安全、安全态势感知、安全管理编排和身份认证管理。

  六、系统部署

  系统部署包括三层模型和四层模型两种：

  1、三层部署模型主要面向业务部署到一个或多个分散地域，且每个区域的业务流量规模较小的场景。典型的场景包括：智慧路灯、智能电梯、智慧环保等场景。

  2、四层部署模型主要面向业务部署集中，业务流量规模较大的场景。典型的场景包括：智能视频分析、分布式电网、智能制造等场景。

  整体上看，边缘计算的设计是：

  1、以场景分类为连接切入点，通过构建六类产品满足响应场景的信息获取;

  2、通过智能网关完成边缘互联及本地计算存储功能;

  3、在连接计算层对信息进行结构化和非结构化的数据处理;

  4、提供端到端的业务流程;

  5、最后提供智能服务，包括部署运营的框架和开发框架，以满足不同的场景需求。

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