馮海玉

在過(guò)去的十年中，由于需要擴(kuò)展數(shù)據(jù)中心中使用的技術(shù)，以支持更接近物理世界中物體的云計(jì)算，邊緣計(jì)算一直在穩(wěn)步增長(zhǎng)。這是使物聯(lián)網(wǎng)（IoT）加速發(fā)展的關(guān)鍵因素。

但是，邊緣計(jì)算像其他新技術(shù)一樣，大量重疊的術(shù)語(yǔ)混淆了基本概念以及它們之間的關(guān)系。本白皮書旨在揭開(kāi)邊緣計(jì)算的神秘面紗，探討其優(yōu)勢(shì)，解釋其工作原理、實(shí)現(xiàn)方式以及未來(lái)所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

一、什么是邊緣計(jì)算

用來(lái)描述邊緣計(jì)算及其周邊技術(shù)的詞語(yǔ)非常多。包括邊緣、霧、邊緣計(jì)算、霧計(jì)算等。這些名稱都是基于某一特定方面，適用于某些特定技術(shù)，而這些技術(shù)無(wú)疑會(huì)不斷發(fā)展變化。

在這里，我們將邊緣計(jì)算理解為一組核心功能，并對(duì)其描述詞匯做出嚴(yán)格的限制。我們將“邊緣計(jì)算”一詞涵蓋以上所有的方面。

邊緣計(jì)算的計(jì)算模型完全是分布式的，并能支持各種交互和通信范例。邊緣計(jì)算存在于現(xiàn)實(shí)世界的物體之間，從邊緣節(jié)點(diǎn)（Edge node）層到數(shù)據(jù)中心（Data Center），由IoT設(shè)備（傳感器和執(zhí)行器）進(jìn)行監(jiān)視和控制。運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)、監(jiān)督和安全控制可以在邊緣節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行實(shí)施。該架構(gòu)還支持跨各個(gè)子系統(tǒng)之間的通信。

為了支持多個(gè)供應(yīng)商、舊設(shè)備和協(xié)議，避免發(fā)生供應(yīng)商鎖定，我們需要將多個(gè)供應(yīng)商提供的硬件和軟件組裝到一個(gè)可以無(wú)縫互操作（Interoperate，又稱互用，是指不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序一起工作并共享信息）的系統(tǒng)中。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，這可能涉及到利用了不同供應(yīng)商提供的多種協(xié)議和網(wǎng)關(guān)的多個(gè)控制器，需要將這些控制器全部連接起來(lái)。

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)使IoT系統(tǒng)可以利用邊緣節(jié)點(diǎn)層和網(wǎng)關(guān)將IoT設(shè)備和子系統(tǒng)與各種類型的數(shù)據(jù)中心互連。云是“最高一級(jí)”的資源，通常在受保護(hù)的大型數(shù)據(jù)中心中實(shí)施。云包括公有云，私有云和混合云，處理和存儲(chǔ)特定垂直應(yīng)用的數(shù)據(jù)。邊緣節(jié)點(diǎn)則執(zhí)行本地處理和存儲(chǔ)操作。

邊緣節(jié)點(diǎn)可以與傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)元素（如路由器、網(wǎng)關(guān)和防火墻）一起工作，也可以將這些功能納入具有計(jì)算和存儲(chǔ)能力的設(shè)備中。南北數(shù)據(jù)通信鏈路連接各層，而東西通信鏈路則互連相似層上的節(jié)點(diǎn)。其中一些節(jié)點(diǎn)是公開(kāi)和共享的，另一些則是私有的，還有一些是公私混合的。處理和存儲(chǔ)功能在最能滿足應(yīng)用需求的任何節(jié)點(diǎn)和層上執(zhí)行，以此降低成本?？偟膩?lái)說(shuō)，邊緣計(jì)算包含了：

·計(jì)算和存儲(chǔ)資源，通過(guò)數(shù)據(jù)中心和現(xiàn)實(shí)世界物體之間的邊緣節(jié)點(diǎn)層來(lái)實(shí)現(xiàn)。

·對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，例如監(jiān)控?cái)z像機(jī)就其監(jiān)控范圍內(nèi)的對(duì)象進(jìn)行通信，一排網(wǎng)聯(lián)車輛或一排風(fēng)力渦輪機(jī)。

·跨IoT設(shè)備、邊緣節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)中心的分布式計(jì)算。

·分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，用于保存IoT設(shè)備、邊緣節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)中心中的數(shù)據(jù)。

·分布式安全功能，例如數(shù)據(jù)分割、身份驗(yàn)證和加密。

借助邊緣計(jì)算，數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)和計(jì)算可分布在IoT設(shè)備到數(shù)據(jù)中心之間的整個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)層中，從而將云的規(guī)模經(jīng)濟(jì)分布于整個(gè)IoT系統(tǒng)中。

為了響應(yīng)新應(yīng)用或不斷變化的工作負(fù)載，需要通過(guò)重新配置系統(tǒng)，調(diào)整執(zhí)行任務(wù)的邊緣節(jié)點(diǎn)數(shù)量，以便快速添加或刪除資源。當(dāng)出現(xiàn)計(jì)算和連接需求發(fā)生變化的緊急情況時(shí)，這種彈性（Elasticity）可以為第一響應(yīng)者團(tuán)隊(duì)提供支持。此外，邊緣計(jì)算支持?jǐn)U展（Scale），以便具有較低需求的小型客戶可以與擁有數(shù)百萬(wàn)用戶的規(guī)?；\(yùn)營(yíng)商共存，并降低服務(wù)的成本。

為了支持各項(xiàng)配置，需要允許多個(gè)獨(dú)立實(shí)體共享公用架構(gòu)，而彼此又不會(huì)互相干擾或引起安全和隱私問(wèn)題，即多租戶（Multitenancy）。舉例來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有多租戶，智慧城市將不得不為城市中的每個(gè)政府機(jī)構(gòu)、物流公司、運(yùn)輸公司、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商或智能電網(wǎng)建立并行網(wǎng)絡(luò)和邊緣節(jié)點(diǎn)。這樣一來(lái)，成本將讓人望而卻步。

二、如何實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算

很少有數(shù)字化計(jì)劃是從零開(kāi)始的。需要將現(xiàn)有的計(jì)算和存儲(chǔ)資源集成起來(lái)，這意味著需要進(jìn)行互操作（Interoperability）。要實(shí)現(xiàn)可互操作的邊緣計(jì)算，需在架構(gòu)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)上達(dá)成共識(shí)，并通過(guò)區(qū)分邏輯（用戶感知）與物理（實(shí)際計(jì)算設(shè)備）使單個(gè)資源在多個(gè)用戶之間共享。這稱之為虛擬化（Virtualization），可以幫助所有用戶降低總成本，因?yàn)橛脩魺o(wú)需自己購(gòu)買資源。它還是可擴(kuò)展的，當(dāng)一種資源不足時(shí)，可以無(wú)縫添加更多的資源，從而提高性能。

除了共享物理資源之外，這種集成還支持單個(gè)軟件應(yīng)用為多個(gè)客戶提供服務(wù)，客戶可在擁有自己的私有數(shù)據(jù)集的同時(shí)共享同一個(gè)應(yīng)用軟件。這稱為軟件多租戶（Software multitenancy）。

此外，多租戶可以在邊緣網(wǎng)絡(luò)中共享資源。它的所有者（房東）允許多個(gè)獨(dú)立實(shí)體（公司、機(jī)構(gòu)或個(gè)人用戶等租戶）共享公共架構(gòu)，而不會(huì)互相干擾或引起安全或隱私問(wèn)題。

在部署邊緣節(jié)點(diǎn)、虛擬化和多租戶時(shí)，多樣性管理是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，尤其是在資源可用性和需求快速變化的情況下。它無(wú)法手動(dòng)完成，必須自動(dòng)配置、協(xié)調(diào)和管理組成邊緣的各個(gè)元素。這被稱為編排（Orchestration），它發(fā)生在系統(tǒng)的整個(gè)生命周期內(nèi)，包括初始配置、運(yùn)行時(shí)的資源分配、故障恢復(fù)以及異常情況管理（例如拒絕服務(wù)攻擊）。

綜上所述，集成、虛擬化、多租戶和編排共同構(gòu)成了可管理性（Manageability），確保邊緣資源的有效配置和運(yùn)行，并支持邊緣計(jì)算用戶能夠靈活地實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。此外，需要能夠隨著數(shù)量和需求的變化而調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。邊緣計(jì)算可將計(jì)算工作負(fù)載分配到架構(gòu)的任何部分——控制系統(tǒng)、傳感器和執(zhí)行器、數(shù)據(jù)中心以及它們之間的任一位置。這樣就可以針對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式的數(shù)據(jù)管理，從而明確將何種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在何處、以何種形式存儲(chǔ)、存儲(chǔ)多長(zhǎng)時(shí)間。邊緣計(jì)算支持多種數(shù)據(jù)治理模型，包括質(zhì)量、分割、可用性、隱私和安全性等。

最后一點(diǎn)也是最關(guān)鍵的一點(diǎn)。將邊緣節(jié)點(diǎn)或IoT設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，必須確保安全性。我們雖然知道如何確保IoT設(shè)備的安全性，但并非所有設(shè)備都是安全的。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的構(gòu)建可能沒(méi)有考慮安全性，或者可能是舊系統(tǒng)的一部分。每天都有設(shè)備被黑客入侵，問(wèn)題只會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。

此外，邊緣設(shè)備可能被遠(yuǎn)程部署在不受監(jiān)督的位置，容易受到物理篡改或修改代碼等攻擊。當(dāng)前的安全機(jī)制無(wú)法隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展而不斷擴(kuò)展。對(duì)于許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，缺乏能夠自動(dòng)執(zhí)行有效的安全處理機(jī)制的計(jì)算能力或資源儲(chǔ)備。邊緣計(jì)算可以將安全性改進(jìn)擴(kuò)展至邊緣節(jié)點(diǎn)，并可以代替性能較低的IoT設(shè)備來(lái)管理復(fù)雜的安全策略。

我們必須了解每一臺(tái)已聯(lián)網(wǎng)的IoT設(shè)備，并且確保它是由授權(quán)人員使用經(jīng)驗(yàn)證的代碼和數(shù)據(jù)正確配置的。只有通過(guò)身份驗(yàn)證，我們才可以信任來(lái)自這些設(shè)備的數(shù)據(jù)。否則，IoT設(shè)備可能會(huì)發(fā)送虛假數(shù)據(jù)，而對(duì)于虛假數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的任何部分都將變得無(wú)法信任，包括如何處理數(shù)據(jù)以及訓(xùn)練用于機(jī)器控制的算法。邊緣計(jì)算能嚴(yán)格確保IoT解決方案中各個(gè)層級(jí)（從傳感器和執(zhí)行器到數(shù)據(jù)中心）的安全性，從而建立可信賴性。

三、邊緣計(jì)算的商業(yè)優(yōu)勢(shì)

數(shù)據(jù)中心所利用的云計(jì)算技術(shù)為企業(yè)提供了靈活性和可擴(kuò)展性。這些優(yōu)勢(shì)可擴(kuò)展到現(xiàn)實(shí)世界中的“物體”上，甚至擴(kuò)展到邊緣。將物體和孤立的系統(tǒng)連接到互聯(lián)網(wǎng)，可以產(chǎn)生商業(yè)利益，但也存在一些風(fēng)險(xiǎn)，需得權(quán)衡利弊。還需嚴(yán)格提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性，使系統(tǒng)值得信賴。

邊緣計(jì)算可以決定在何處執(zhí)行計(jì)算任務(wù)，這一靈活性能夠提高性能并降低成本。傳感器的功能通常有限，而在數(shù)據(jù)中心執(zhí)行計(jì)算任務(wù)后，數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)中心傳輸?shù)絺鞲衅鲿r(shí)會(huì)占用帶寬。邊緣計(jì)算可從多個(gè)源頭收集數(shù)據(jù)，根據(jù)需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和抽象化，并在數(shù)據(jù)源頭附近進(jìn)行計(jì)算。例如監(jiān)控?cái)z像頭的數(shù)據(jù)可被抽象為幾何特征，并最終轉(zhuǎn)化為人臉信息。當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)（例如偵查到犯罪嫌疑人），就可以立即采取行動(dòng)，將位置報(bào)告給警察或禁止目標(biāo)人物通行。

邊緣計(jì)算同樣具備決定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置的靈活性，可提高性能并降低成本。遷移數(shù)據(jù)可能會(huì)占用潛在的稀缺帶寬，增加成本和攻擊面。邊緣計(jì)算可以基于不同管轄區(qū)域的合規(guī)性邊界對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分割。數(shù)據(jù)分割也嚴(yán)格符合安全性和連接性。如果數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)的場(chǎng)所，那么黑客入侵的可能性就較低。

當(dāng)前，許多工業(yè)設(shè)施尚未連接到互聯(lián)網(wǎng)，因而相對(duì)安全。用專業(yè)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，就是設(shè)施與互聯(lián)網(wǎng)之間存在氣隙（Air Gap）。這層氣隙一旦被打破，設(shè)施就容易面臨許多威脅和風(fēng)險(xiǎn)。穿越氣隙的方法有很多，但都需要物理通道。一旦連接到互聯(lián)網(wǎng)，全世界的黑客就可以控制執(zhí)行器，從而危及工業(yè)設(shè)施的安全。

靈活地部署還可以區(qū)分需快速執(zhí)行的任務(wù)和耗時(shí)較長(zhǎng)的任務(wù)。例如訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以在數(shù)據(jù)中心中執(zhí)行，而模型評(píng)分的算法實(shí)時(shí)推理階段可以部署在受控制設(shè)備“附近”的邊緣。

同樣，在靠近數(shù)據(jù)生成的地方執(zhí)行數(shù)據(jù)，而非將數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)中心后再回傳，可以減少數(shù)據(jù)接收和執(zhí)行操作之間的延時(shí)（Latency）和不穩(wěn)定性（抖動(dòng)，Jitter）。通常來(lái)說(shuō)，速度越快越好，但是穩(wěn)定性對(duì)于需要實(shí)時(shí)優(yōu)化的工業(yè)流程來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。出現(xiàn)過(guò)多延時(shí)或抖動(dòng)的關(guān)鍵控制過(guò)程可能會(huì)變得非常不穩(wěn)定。

數(shù)據(jù)和計(jì)算的本地化可以提高隱私性、防護(hù)性、可靠性、彈性和安全性，這些特征共同構(gòu)筑了可信賴性（Trustworthiness）。將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，可使數(shù)據(jù)在特定應(yīng)用定義的不同安全邊界內(nèi)保持私有化。

利用冗余的容錯(cuò)系統(tǒng)在邊緣進(jìn)行計(jì)算時(shí)，即使節(jié)點(diǎn)或鏈接發(fā)生故障，關(guān)鍵性任務(wù)應(yīng)用中的關(guān)鍵服務(wù)也可以繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)無(wú)法連接到數(shù)據(jù)中心或計(jì)算的吞吐量不足時(shí)，可在邊緣模擬任務(wù)，或在連接恢復(fù)之前將任務(wù)按順序暫存。

邊緣計(jì)算可以啟用新的應(yīng)用和功能，從而為客戶提升效率、收入和價(jià)值。例如智能電網(wǎng)已經(jīng)在推進(jìn)分布式能源，降低了能源成本，甚至也為客戶降低了成本。

對(duì)于網(wǎng)聯(lián)汽車一類的分布式應(yīng)用來(lái)說(shuō)，邊緣計(jì)算至關(guān)重要。邊緣計(jì)算能夠使一排排高速行駛的汽車之間進(jìn)行通信，做出即時(shí)決策從而避免發(fā)生交通事故，還能通過(guò)緊密的跟車行駛來(lái)節(jié)省道路空間。

了解了這些優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在我們來(lái)進(jìn)一步探討邊緣計(jì)算。

四、機(jī)遇

邊緣計(jì)算模型創(chuàng)造了各種各樣的機(jī)遇，而某些行業(yè)趨勢(shì)可能會(huì)持續(xù)發(fā)揮影響。

未來(lái)，創(chuàng)造重大商業(yè)和社會(huì)價(jià)值的成本將變得相對(duì)低廉。發(fā)現(xiàn)瓶頸后，即可進(jìn)行修復(fù)。在20世紀(jì)60年代和70年代，內(nèi)存速度較慢，計(jì)算能力相對(duì)較快，從而推動(dòng)行業(yè)改善了對(duì)內(nèi)存的訪問(wèn)速度，反之亦然。這一循環(huán)將持續(xù)進(jìn)行。當(dāng)前面臨著網(wǎng)絡(luò)管理的成本壓力，因此必須改善邊緣可管理性以及持續(xù)的生命周期（從采購(gòu)到安裝、管理、能源消耗、更新和報(bào)廢）的總擁有成本壓力。當(dāng)前的某些新技術(shù)（例如人工智能）早在數(shù)十年前就已出現(xiàn)，但由于缺乏足夠的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)容量，因此無(wú)法在合理時(shí)間內(nèi)得到應(yīng)用。

在這些壓力的驅(qū)動(dòng)下，計(jì)算和數(shù)據(jù)將不斷發(fā)展。計(jì)算在“最佳”位置執(zhí)行;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于最便于訪問(wèn)的地方。要把計(jì)算推送到數(shù)據(jù)所在的位置（數(shù)據(jù)引力），這就要求提高架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)擴(kuò)展進(jìn)行創(chuàng)新，具體細(xì)節(jié)取決于特定的應(yīng)用。一些邊緣節(jié)點(diǎn)將被按比例縮小，在廉價(jià)、低功耗，緊湊的業(yè)余級(jí)別計(jì)算機(jī)上運(yùn)行;其他邊緣節(jié)點(diǎn)則可以擴(kuò)展，在相當(dāng)于數(shù)百臺(tái)機(jī)架式（rack-mounted）服務(wù)器的計(jì)算機(jī)集群上運(yùn)行。

在某種程度上，數(shù)據(jù)引力的中心取決于所需的響應(yīng)時(shí)間，即需要對(duì)數(shù)據(jù)采取多快速度的反應(yīng)。例如訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型需要耗費(fèi)大量的數(shù)據(jù)和時(shí)間，因此可以在數(shù)據(jù)中心完成，并將受過(guò)訓(xùn)練的模型部署在更加靠近IoT設(shè)備的地方。如此一來(lái)，能夠減少延遲、提高用戶響應(yīng)速度。因此，我們希望人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)在未來(lái)能夠變得更加普及，為決策優(yōu)化提供新的見(jiàn)解和智慧。

由于數(shù)據(jù)重力能夠向需要的地方遷移，也可遷移至更遠(yuǎn)的位置以獲取更廣泛的數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)重力同樣適用于服務(wù)，有助于開(kāi)啟新的業(yè)務(wù)模型和新服務(wù)。

實(shí)體組織既需要共享信息，又需要保密信息。分布式賬本技術(shù)（例如區(qū)塊鏈）可用于驗(yàn)證身份。該技術(shù)可確保將共享數(shù)據(jù)限制在預(yù)先選定的組群，從而共享更多數(shù)據(jù)?？蔀檫吘壴睾蛙浖峁┳C明，并跟蹤關(guān)鍵邊緣托管數(shù)據(jù)的來(lái)源和完整性。

添加冗余邊緣節(jié)點(diǎn)在提高可靠性的同時(shí)，也會(huì)增加成本。不同類型的應(yīng)用具有不同的模式，以充分利用邊緣計(jì)算架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)并降低成本。

五、挑戰(zhàn)

挑戰(zhàn)無(wú)處不在。除了前面已經(jīng)提到的，還存在許多其他挑戰(zhàn)。

當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)首次出現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展曲線上時(shí)，對(duì)可以連接到互聯(lián)網(wǎng)的IoT設(shè)備的估算數(shù)量就不斷地增加（時(shí)間尺度也在不斷延長(zhǎng)）。

為了充分挖掘物聯(lián)網(wǎng)的潛力，我們?cè)跀U(kuò)展方面面臨著幾大挑戰(zhàn)。首先，大量設(shè)備及設(shè)備間的連接提升了復(fù)雜性。在IoT設(shè)備與云之間配置邊緣節(jié)點(diǎn)可以緩解這種情況。其次，與數(shù)據(jù)中心一樣，邊緣節(jié)點(diǎn)的集群需要大量的能源和冷卻裝置。一些數(shù)據(jù)中心建在氣溫較涼爽的水力發(fā)電站附近。但是，對(duì)于需要靠近IoT設(shè)備的邊緣節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，如何解決能耗問(wèn)題呢？

相反，當(dāng)IoT設(shè)備（及其關(guān)聯(lián)的邊緣節(jié)點(diǎn)）需要部署在偏遠(yuǎn)且充滿挑戰(zhàn)的環(huán)境中時(shí)，如何維護(hù)、配置和保護(hù)這些設(shè)備？例如一個(gè)位于政局動(dòng)蕩國(guó)家的偏遠(yuǎn)沙漠地區(qū)的油田需要可靠的電力、冷卻、安全性和網(wǎng)絡(luò)連接，我們?cè)撊绾螒?yīng)對(duì)？更籠統(tǒng)地說(shuō)，我們?nèi)绾卧诟鞣N環(huán)境下實(shí)施技術(shù)的新應(yīng)用？

另外一個(gè)挑戰(zhàn)是需求管理。例如當(dāng)智慧城市發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，IoT設(shè)備會(huì)報(bào)告大量的數(shù)據(jù)變動(dòng)，從而引起需求曲線發(fā)生急劇變化。

此外，無(wú)論何處的基礎(chǔ)架構(gòu)遭到損壞時(shí)，我們都需要迅速建立起新的基礎(chǔ)架構(gòu)。這些需求變化如何處理？

連接中斷也是一個(gè)問(wèn)題。我們無(wú)法確保IoT設(shè)備與數(shù)據(jù)中心始終連接，因此需要在本地存儲(chǔ)信息并執(zhí)行關(guān)鍵的控制算法直至連接恢復(fù)。這需要更強(qiáng)大的處理能力和更大的存儲(chǔ)空間，同時(shí)會(huì)對(duì)可擴(kuò)展性產(chǎn)生影響。這也意味著，如果沒(méi)有足夠的處理能力或存儲(chǔ)空間，就不能僅僅使用舊硬件，而如果不部署新的硬件，也無(wú)法在邊緣計(jì)算場(chǎng)景中工作。

軟件的復(fù)雜性也是一大困擾，尤其是在垂直行業(yè)之間遷移數(shù)據(jù)時(shí)。每個(gè)垂直行業(yè)都傾向于開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用接口和標(biāo)準(zhǔn)，而每個(gè)接口和標(biāo)準(zhǔn)都具有不同的功能。此外，整合不同的領(lǐng)域需要大量的領(lǐng)域知識(shí)。例如為油井的邊緣節(jié)點(diǎn)提供能量時(shí)，精通石油和天然氣領(lǐng)域的工程師可能對(duì)柴油和太陽(yáng)能發(fā)電一無(wú)所知。為了便于軟件開(kāi)發(fā)，需要通用的平臺(tái)基礎(chǔ)架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用編程接口。

我們還需要進(jìn)一步抽象數(shù)據(jù)，并研究不同數(shù)據(jù)抽象模型之間的交互方式。解決這一挑戰(zhàn)的技術(shù)被統(tǒng)稱為語(yǔ)義互操作性（Semantic interoperability）。我們?nèi)绾伍_(kāi)發(fā)出可應(yīng)用于不同垂直領(lǐng)域的通用模式？

掌握邊緣計(jì)算及其應(yīng)用領(lǐng)域熟練技術(shù)的專業(yè)人才也存在缺口。這意味著學(xué)術(shù)界應(yīng)與大學(xué)建立合作關(guān)系，共同制定面向個(gè)人的培訓(xùn)資料和認(rèn)證。除此之外，還有什么方法可以挖掘培養(yǎng)下一代的相關(guān)人才？

IIC的使命在于加速物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。本白皮書解決了我們遇到的一項(xiàng)關(guān)鍵挑戰(zhàn)——市場(chǎng)混亂。IIC有很多成員代表致力于定義邊緣計(jì)算（本白皮書只是其中的一部分），實(shí)行創(chuàng)新以應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)。IIC通過(guò)減少混亂，尤其是術(shù)語(yǔ)層面上的混亂，來(lái)助力市場(chǎng)發(fā)展并實(shí)現(xiàn)聯(lián)盟的使命。

六、啟示

在許多顯而易見(jiàn)的技術(shù)和商業(yè)優(yōu)勢(shì)的推動(dòng)下，邊緣計(jì)算成為IoT發(fā)展的基石。為了響應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)計(jì)算快、性能高和延遲低的需求，邊緣計(jì)算將關(guān)鍵數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)功能轉(zhuǎn)移到了更近的物體中，與IoT設(shè)備或現(xiàn)實(shí)工廠并置。如果設(shè)計(jì)和管理得當(dāng)，則可以實(shí)現(xiàn)原本無(wú)法獲取的性能和效率，降低運(yùn)營(yíng)成本，并為IoT應(yīng)用帶來(lái)全新的機(jī)會(huì)。

在未來(lái)幾年里，邊緣計(jì)算可以為IoT提供很多設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。邊緣計(jì)算天生就具有可擴(kuò)展性和彈性——它可靈活地支持多種通信模型、層和軟件可編程功能。邊緣計(jì)算的安全性可確保從傳感器、執(zhí)行器到云的整個(gè)IoT解決方案的可信度。

隨著云計(jì)算和邊緣計(jì)算架構(gòu)模型的融合和發(fā)展，邊緣和數(shù)據(jù)中心之間的界限將日漸模糊。在本白皮書中，我們已經(jīng)深入淺出地解釋了這些技術(shù)，明確其優(yōu)勢(shì)，定義邊緣計(jì)算及其實(shí)現(xiàn)方式，并展望了未來(lái)的機(jī)會(huì)。

基于以上原因，我們相信，邊緣計(jì)算將對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。未來(lái)已來(lái)，將至已至。這僅僅是未來(lái)數(shù)十年大變革的開(kāi)端。

（譯自：The Edge Computing Advantage）