高 聰，陳煜喆，張 擎，陳彥萍，王忠民,3，楊怡娜

(1.西安郵電大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院, 陜西 西安 710121;2.西安郵電大學(xué) 陜西省網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析與智能處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 西安 710121;3.西安郵電大學(xué) 西安市大數(shù)據(jù)與智能計(jì)算重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 西安 710121)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使得萬(wàn)物互聯(lián)成為可能，第五代移動(dòng)通信技術(shù)(5th Generation Mobile Communication Technology，5G)的普及和應(yīng)用即將開啟全球性的“數(shù)據(jù)爆炸”時(shí)代。網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)急速增加，對(duì)于高帶寬和低時(shí)延提出了更高的要求。傳統(tǒng)的云計(jì)算在工作原理和技術(shù)發(fā)展方面的局限性使其無(wú)法滿足5G時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)需求，計(jì)算中心從云端下沉至邊緣是大勢(shì)所趨。因此，邊緣計(jì)算技術(shù)產(chǎn)生并快速發(fā)展。邊緣計(jì)算的基本原理是在網(wǎng)絡(luò)邊緣的數(shù)據(jù)產(chǎn)生側(cè)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，通過(guò)及時(shí)響應(yīng)邊緣側(cè)發(fā)起的請(qǐng)求，就近提供服務(wù)，進(jìn)而有效地減少網(wǎng)絡(luò)傳輸所產(chǎn)生的時(shí)延。邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)在邊緣側(cè)直接處理數(shù)據(jù)，大量本地?cái)?shù)據(jù)不需要上傳至云端，具有良好的隱私性和安全性，是分布式自治、工業(yè)控制自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域的重要支撐技術(shù)。

邊緣計(jì)算的概念提出以來(lái)，各國(guó)都對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行了積極的探索與實(shí)踐，但是受限于傳統(tǒng)的通信、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)等技術(shù)，邊緣計(jì)算技術(shù)發(fā)展緩慢。5G技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)帶寬與傳輸能力得到了巨大的提高，極大地豐富了應(yīng)用場(chǎng)景，很好地滿足了各類網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的需求，同時(shí)，也給邊緣計(jì)算技術(shù)帶來(lái)了更好的發(fā)展機(jī)遇。

針對(duì)信息通信領(lǐng)域的3個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析了邊緣計(jì)算在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市和智慧醫(yī)療等經(jīng)典應(yīng)用場(chǎng)景中的優(yōu)勢(shì)、賦能方式和可行性。從核心技術(shù)問(wèn)題、發(fā)展的關(guān)鍵要素和發(fā)展趨勢(shì)3個(gè)方面闡述了邊緣計(jì)算領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。針對(duì)邊緣計(jì)算促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革所面臨的挑戰(zhàn)，從安全與隱私、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、用戶切換、可編程性、異構(gòu)性、任務(wù)分發(fā)與調(diào)度6個(gè)方面分析了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，闡述了現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)與法律法規(guī)的不足。對(duì)邊緣計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展前景，從推動(dòng)因素、技術(shù)的難點(diǎn)以及外部挑戰(zhàn)3個(gè)方面做出了總結(jié)，指出了邊緣計(jì)算未來(lái)需要重點(diǎn)攻克的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

1 邊緣計(jì)算概述

目前，邊緣計(jì)算技術(shù)正處于發(fā)展階段，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界還沒(méi)有統(tǒng)一的定義。邊緣計(jì)算的提出者之一施巍松指出[1]，邊緣計(jì)算是一種在網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行計(jì)算的新型計(jì)算模式，其對(duì)數(shù)據(jù)的處理主要包括下行的云服務(wù)和上行的萬(wàn)物互聯(lián)服務(wù)兩部分。邊緣計(jì)算將計(jì)算和存儲(chǔ)資源分配到邊緣節(jié)點(diǎn)，更加靠近用戶，有效地減輕了骨干網(wǎng)的壓力。這種體系結(jié)構(gòu)給傳統(tǒng)的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)等技術(shù)帶來(lái)了重大挑戰(zhàn)。

隨著研究的深入，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(European Telecommunications Standards Institute，ETSI)在2017年將移動(dòng)邊緣計(jì)算擴(kuò)展為多接入邊緣計(jì)算[2]，使得邊緣計(jì)算從電信蜂窩網(wǎng)絡(luò)延伸至其他無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，如Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。多接入邊緣計(jì)算可以看作是運(yùn)行在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)邊緣的云服務(wù)。

隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、訪問(wèn)、處理和決策需求變得多種多樣，智能終端、各類無(wú)線傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備持續(xù)不斷地產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，云計(jì)算無(wú)法勝任上述計(jì)算需求，會(huì)影響各類應(yīng)用程序的正常運(yùn)行，導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量下降。多接入邊緣計(jì)算與傳統(tǒng)的云計(jì)算具有本質(zhì)上的區(qū)別，其將計(jì)算和存儲(chǔ)下沉至距離用戶更近的位置，通過(guò)服務(wù)器的物理性密集部署為用戶的移動(dòng)需求提供網(wǎng)絡(luò)支持，在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，為海量的移動(dòng)終端設(shè)備提供低時(shí)延保障。多接入邊緣計(jì)算引入一個(gè)新的處理環(huán)節(jié)，即邊緣節(jié)點(diǎn)分析來(lái)自附近終端用戶的數(shù)據(jù)，僅將計(jì)算結(jié)果等重要信息上傳至云端做進(jìn)一步處理。

邊緣計(jì)算的核心理念是計(jì)算更加靠近數(shù)據(jù)生產(chǎn)的源頭，提供計(jì)算、存儲(chǔ)以及各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。終端設(shè)備在產(chǎn)生數(shù)據(jù)的同時(shí)還需要處理數(shù)據(jù)，向云端請(qǐng)求服務(wù)和信息，處理云端分發(fā)的計(jì)算任務(wù)。因此，邊緣節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)需要高效、可靠和安全，實(shí)現(xiàn)良好的隱私保護(hù)，能夠支持差異性、可擴(kuò)展性、隔離性和可靠性等需求。

1.1 邊緣計(jì)算與傳統(tǒng)云計(jì)算的區(qū)別

傳統(tǒng)云計(jì)算利用集中式的部署降低管理和運(yùn)行的成本，但這種處理方式不是一勞永逸的。近年來(lái)，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，計(jì)算資源的分布趨向于分散化。

傳統(tǒng)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理依賴于強(qiáng)大的云平臺(tái)，云計(jì)算具有資源集中的優(yōu)勢(shì)，其數(shù)據(jù)處理方式具有非實(shí)時(shí)性和長(zhǎng)周期性的特點(diǎn)。與云計(jì)算相比，邊緣計(jì)算不僅具有良好的實(shí)時(shí)性和隱私性，還避免了帶寬瓶頸的問(wèn)題，更適用于本地?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和分析。

目前，海量數(shù)據(jù)的處理和存儲(chǔ)主要依賴于云計(jì)算。盡管云計(jì)算有很多優(yōu)點(diǎn)，但是隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，云計(jì)算也凸顯出很多問(wèn)題。云服務(wù)提供商在世界各地建立大型的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)中心，有足夠的資源和能力服務(wù)用戶。然而，資源集中意味著終端用戶設(shè)備與云服務(wù)器之間的平均距離較大，增加了網(wǎng)絡(luò)延遲和抖動(dòng)。由于物理距離的增加，云服務(wù)無(wú)法直接、快速地訪問(wèn)本地網(wǎng)絡(luò)的信息，如精確的用戶位置、本地網(wǎng)絡(luò)狀況和用戶移動(dòng)性行為等。此外，云計(jì)算的規(guī)模日益增長(zhǎng)，其固有的服務(wù)選擇問(wèn)題在集中式的資源配置模式下始終是一個(gè)開放性的問(wèn)題[3]。對(duì)于車聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，VR/Augmented Reality，AR)、智慧交通等延遲性敏感的應(yīng)用，云計(jì)算無(wú)法滿足低延遲、環(huán)境感知和移動(dòng)性支持等要求。

與云計(jì)算不同，邊緣計(jì)算具有快速、安全和易于管理等特點(diǎn)，更適合用于本地服務(wù)的實(shí)時(shí)智能處理和決策。與傳統(tǒng)云計(jì)算實(shí)現(xiàn)的大型綜合性功能相比，邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)的功能規(guī)模更小、更直觀，正在以實(shí)時(shí)、快捷和高效的方式對(duì)云計(jì)算進(jìn)行補(bǔ)充。兩個(gè)計(jì)算模型的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)表現(xiàn)在：一方面，邊緣計(jì)算靠近數(shù)據(jù)源，可作為云計(jì)算的數(shù)據(jù)收集端，同時(shí)，邊緣計(jì)算的應(yīng)用部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣，能夠顯著降低上層云計(jì)算中心的計(jì)算負(fù)載；另一方面，基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)分析狀況，可以對(duì)邊緣計(jì)算的理論及關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施修正和改進(jìn)。

邊緣計(jì)算與傳統(tǒng)云計(jì)算的工作方式如圖1所示，傳統(tǒng)的云計(jì)算模型將數(shù)據(jù)全部上傳至云端，利用云端的超級(jí)計(jì)算能力進(jìn)行集中處理。邊緣計(jì)算通過(guò)將算力下沉到邊緣節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)邊緣與云端的協(xié)同處理。

圖1 邊緣計(jì)算與云計(jì)算的工作方式

面對(duì)萬(wàn)物互聯(lián)場(chǎng)景中高帶寬、超低時(shí)延的需求，云計(jì)算在以下3個(gè)方面存在不足。

1.1.1 數(shù)據(jù)處理的及時(shí)性

云計(jì)算無(wú)法滿足數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性?？紤]物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量將幾何式增長(zhǎng)，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)大量增加，數(shù)據(jù)處理的時(shí)效性顯得更加重要。傳統(tǒng)的云計(jì)算受限于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸速率以及集中式體系結(jié)構(gòu)的瓶頸問(wèn)題，無(wú)法滿足大數(shù)據(jù)時(shí)代各類應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)時(shí)性要求。如在工業(yè)領(lǐng)域中運(yùn)用云端融合技術(shù)解決大數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性和精準(zhǔn)性等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的處理分析決策與反饋控制的智能化和柔性化[4]。

1.1.2 安全與隱私

在云計(jì)算中，所有數(shù)據(jù)都要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳至云端進(jìn)行處理，計(jì)算資源的集中帶來(lái)了數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)[5]。即使是谷歌、微軟和亞馬遜等全球性的云計(jì)算服務(wù)提供商也無(wú)法完全避免數(shù)據(jù)的泄漏和丟失。云計(jì)算中不安全的應(yīng)用程序接口、賬戶劫持和證書認(rèn)證體系缺陷等問(wèn)題會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)安全造成很大的威脅。

1.1.3 網(wǎng)絡(luò)依賴性

云計(jì)算提供的服務(wù)依賴于通暢的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定時(shí)，用戶的使用體驗(yàn)很差。在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)接入的地方，無(wú)法使用云服務(wù)。因此，云計(jì)算過(guò)度地依賴于網(wǎng)絡(luò)。

云計(jì)算的諸多不足加速了邊緣計(jì)算的產(chǎn)生，邊緣計(jì)算將計(jì)算和存儲(chǔ)功能下沉至網(wǎng)絡(luò)邊緣的數(shù)據(jù)產(chǎn)生側(cè)，將傳統(tǒng)云計(jì)算的部分處理任務(wù)遷移至邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，很好地解決了云計(jì)算存在的問(wèn)題。目前，邊緣計(jì)算并不能完全取代云計(jì)算，二者的發(fā)展與應(yīng)用相輔相成。邊緣計(jì)算與云計(jì)算共同協(xié)作能夠有效減少數(shù)據(jù)傳輸、合理分配計(jì)算負(fù)載和高效進(jìn)行任務(wù)調(diào)度。邊緣計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)提供計(jì)算卸載、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和隱私保護(hù)等功能。

1.2 邊緣計(jì)算的整體架構(gòu)

邊緣計(jì)算的整體架構(gòu)主要分為云中心、邊緣節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)3層[6]，具體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 邊緣計(jì)算的3層體系架構(gòu)

1)云中心。盡管云計(jì)算處理中心將部分任務(wù)分發(fā)至邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，其仍然是現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)計(jì)算中心，超大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理和分析任務(wù)還是由云計(jì)算中心完成。邊緣計(jì)算的結(jié)果由云計(jì)算中心進(jìn)行永久性存儲(chǔ)。

2)邊緣節(jié)點(diǎn)。邊緣節(jié)點(diǎn)是物理世界與數(shù)字世界的連接樞紐。邊緣計(jì)算的計(jì)算任務(wù)最終由邊緣節(jié)點(diǎn)本身或邊緣網(wǎng)關(guān)、路由器等完成。因此，如何在動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袑?duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分配和調(diào)度是邊緣計(jì)算的研究熱點(diǎn)。通過(guò)設(shè)計(jì)高效的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，合理地部署邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，優(yōu)化地調(diào)配網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的計(jì)算和存儲(chǔ)資源，提供高質(zhì)量、低時(shí)延的服務(wù)。

3)終端節(jié)點(diǎn)。終端設(shè)備由各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備構(gòu)成，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將數(shù)據(jù)導(dǎo)向邊緣節(jié)點(diǎn)或云中心。

數(shù)據(jù)產(chǎn)生后由終端節(jié)點(diǎn)，即各類傳感器和邊緣設(shè)備收集并上傳至邊緣節(jié)點(diǎn)。邊緣節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)邊緣設(shè)備的接入管理，同時(shí)，對(duì)收到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、處理和決策，然后將少量的數(shù)據(jù)如計(jì)算結(jié)果等重要信息上傳至云計(jì)算處理中心。云計(jì)算處理中心對(duì)來(lái)自邊緣節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，進(jìn)一步實(shí)施大規(guī)模的整體性數(shù)據(jù)分析，在此過(guò)程中適當(dāng)?shù)貙?duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行調(diào)度和分配，與邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作。

邊緣計(jì)算這種新興的計(jì)算模型涵蓋了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域，需要應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和應(yīng)用場(chǎng)景。最初，多數(shù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商嘗試?yán)密浖鉀Q方案實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算，如諾基亞的移動(dòng)邊緣計(jì)算軟件是使基站能夠提供邊緣計(jì)算服務(wù)，Cisco IOx(IOS and Linux)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施為多業(yè)務(wù)路由器的集成提供了執(zhí)行環(huán)境，IOS是指互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。但是，類似的解決方案都與特定的硬件密切相關(guān)，不能很好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的異構(gòu)環(huán)境[7]。

不同領(lǐng)域的大量應(yīng)用導(dǎo)致邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)的多樣化和復(fù)雜性。因此，除了圖2所示的3層架構(gòu)之外，還必須針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和計(jì)算模式設(shè)計(jì)具體的架構(gòu)，規(guī)劃計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等軟硬件資源的配置，使得邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的具體落地方案在性能、安全和能源消耗等方面達(dá)到最優(yōu)化。

1.3 邊緣計(jì)算的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)

邊緣設(shè)備的擴(kuò)展使得應(yīng)用程序可以在邊緣區(qū)域處理數(shù)據(jù)，無(wú)需將數(shù)據(jù)全部傳送至云計(jì)算中心，可以最小化服務(wù)延遲和帶寬消耗，有效降低云計(jì)算服務(wù)器的負(fù)載，顯著減小網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力，提高了數(shù)據(jù)處理的效率。對(duì)于云計(jì)算無(wú)法適應(yīng)的時(shí)延敏感計(jì)算、低價(jià)值密度和應(yīng)急場(chǎng)景等問(wèn)題，邊緣計(jì)算技術(shù)也可以較好地解決。

邊緣計(jì)算技術(shù)本身的特點(diǎn)使其具有以下4個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和分析。邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的部署更靠近數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭，數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)地在本地進(jìn)行計(jì)算和處理，無(wú)需在外部數(shù)據(jù)中心或云端進(jìn)行，減少了處理遲延。

2)節(jié)約成本。智慧城市和智能家居中終端設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)增長(zhǎng)，邊緣計(jì)算能夠減少集中處理，通過(guò)實(shí)時(shí)處理更快地做出響應(yīng)，進(jìn)而改善了服務(wù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)本地化處理在管理方面的開銷相比于傳統(tǒng)的云計(jì)算中心要少很多。

3)緩解網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力。邊緣計(jì)算技術(shù)在處理終端設(shè)備的數(shù)據(jù)時(shí)可以過(guò)濾掉大量的無(wú)用數(shù)據(jù)，只有少量的原始數(shù)據(jù)和重要信息上傳至云端，顯著減小了網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力。

4)隱私策略實(shí)施。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)高度集中且規(guī)模較大，邊緣設(shè)備的數(shù)據(jù)隱私保護(hù)不容忽視，通常用戶不愿意將比較敏感的原始傳感器數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果傳送到云端。邊緣計(jì)算設(shè)備作為物聯(lián)網(wǎng)傳感器等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的首要接觸點(diǎn)，能夠在將數(shù)據(jù)上傳到云端之前執(zhí)行數(shù)據(jù)所有者所應(yīng)用的隱私策略，提升數(shù)據(jù)的安全性。

2 邊緣計(jì)算的典型應(yīng)用場(chǎng)景

邊緣計(jì)算技術(shù)本身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)以及5G網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，使得邊緣計(jì)算具有非常廣闊的發(fā)展空間。邊緣計(jì)算的出現(xiàn)與信息和通信領(lǐng)域的3個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)相吻合。第一個(gè)趨勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)層面向軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network，SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network Function Virtualization，NFV)的轉(zhuǎn)變，即將軟件定義網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合。第二個(gè)趨勢(shì)是5G應(yīng)用場(chǎng)景中自動(dòng)駕駛、VR/AR、智慧城市和智慧醫(yī)療等領(lǐng)域?qū)Τ蜁r(shí)延網(wǎng)絡(luò)要求的提高?？紤]邊緣計(jì)算的各種優(yōu)勢(shì)都與5G網(wǎng)絡(luò)的需求所契合，其能夠成為5G技術(shù)天然的合作伙伴。第三個(gè)趨勢(shì)是萬(wàn)物互聯(lián)，雖然可移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中智能手機(jī)和智能家居等移動(dòng)設(shè)備的計(jì)算和存儲(chǔ)能力持續(xù)增長(zhǎng)，但是受節(jié)點(diǎn)自身固有屬性的限制，如重量、電池、尺寸和散熱等，其發(fā)展空間有限。因此，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)必須針對(duì)臨近的移動(dòng)設(shè)備和傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行功能擴(kuò)展[8]。上述3個(gè)趨勢(shì)從不同方面推動(dòng)著邊緣計(jì)算的發(fā)展。

2.1 5G與邊緣計(jì)算

5G網(wǎng)絡(luò)具有以下3類經(jīng)典應(yīng)用場(chǎng)景[9]。

1)增強(qiáng)移動(dòng)寬帶[10](Enhanced Mobile Broadband，eMBB)。主要滿足用戶對(duì)高帶寬、高網(wǎng)速類業(yè)務(wù)的需求，典型的場(chǎng)景為超高清視頻、VR/AR等，廣泛使用于文體娛樂(lè)、教育培訓(xùn)教育、安全防范安防和環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面。

2)海量機(jī)器類通信[11](Massive Machine Type Communication，mMTC)。主要面向物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，對(duì)環(huán)境感知的實(shí)時(shí)性要求較低，但對(duì)終端設(shè)備的密集性要求程度高，廣泛應(yīng)用于公共事業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)、物流、智慧城市和智能家居等領(lǐng)域。

3)超可靠低時(shí)延通信[12](Ultra Reliable Low Latency Communications，uRLLC)。主要用于智慧醫(yī)療、智慧交通、智能電網(wǎng)和自動(dòng)化工廠等對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延與可靠性要求極高的行業(yè)。與前幾代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)相比，5G網(wǎng)絡(luò)在時(shí)延和可靠性上有較大的提升。

針對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的3類經(jīng)典應(yīng)用場(chǎng)景，邊緣計(jì)算均能夠提供良好的解決方案。對(duì)于增強(qiáng)移動(dòng)寬帶場(chǎng)景，邊緣節(jié)點(diǎn)可以部署在邊緣云上以提高資源的復(fù)用率。對(duì)于海量機(jī)器類通信場(chǎng)景，將邊緣節(jié)點(diǎn)部署在更高層的匯聚云，滿足大范圍覆蓋區(qū)域內(nèi)的業(yè)務(wù)需求。對(duì)于超可靠低時(shí)延通信場(chǎng)景，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以部署在靠近基站的接入云，最大程度地降低通信時(shí)延。

2.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的大規(guī)模部署，大量的智能設(shè)備通過(guò)嵌入式傳感器感知環(huán)境信息，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2025年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)數(shù)量將達(dá)到250億個(gè)[13]?？紤]物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備沒(méi)有足夠的資源在本地處理數(shù)據(jù)，云計(jì)算模型通過(guò)將計(jì)算負(fù)載傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行處理，這樣做會(huì)消耗大量的網(wǎng)絡(luò)資源。在邊緣計(jì)算模型中，分散的終端和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等設(shè)備能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)邊緣所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾和智能分析。物聯(lián)網(wǎng)的核心理念是實(shí)現(xiàn)不同對(duì)象之間的鏈接和互操作，邊緣計(jì)算的核心是通過(guò)數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)對(duì)象之間的感知、交互和控制。因此，邊緣計(jì)算是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵，對(duì)實(shí)現(xiàn)部署區(qū)域內(nèi)智能終端的全面互聯(lián)和高度智能化至關(guān)重要。

傳統(tǒng)的生產(chǎn)線和生產(chǎn)過(guò)程管理機(jī)制無(wú)法滿足工業(yè)4.0時(shí)代智能工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)變。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下的邊緣計(jì)算，如圖3所示，利用邊緣計(jì)算技術(shù)，能夠確保工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和處理的靈活性，增強(qiáng)智能工廠的可重配置性，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

圖3 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中的邊緣計(jì)算

文獻(xiàn)[14]對(duì)邊緣計(jì)算在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳盡的總結(jié)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有體系結(jié)構(gòu)以及發(fā)展趨勢(shì)的論述，給出了未來(lái)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在基于5G的邊緣通信、負(fù)載平衡、任務(wù)遷移、邊緣智能以及數(shù)據(jù)安全等方面的挑戰(zhàn)。為了滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理所需的超低延遲響應(yīng)、可靠介質(zhì)和隱私策略等條件，文獻(xiàn)[15]提出了一個(gè)多層多接入邊緣計(jì)算架構(gòu)。文獻(xiàn)[16]提出一種5G普適邊緣計(jì)算環(huán)境下工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的能量節(jié)約方法，該方法通過(guò)優(yōu)化資源分配和不同通信波段上的功率對(duì)排程問(wèn)題進(jìn)行建模，進(jìn)而達(dá)到減少整個(gè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)能量消耗的目的。文獻(xiàn)[17]采用邊緣計(jì)算技術(shù)將深度學(xué)習(xí)的模型訓(xùn)練過(guò)程從云端遷移至邊緣節(jié)點(diǎn)，顯著地降低了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸需求，進(jìn)而緩解了網(wǎng)絡(luò)擁塞，提高了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的整體性能。文獻(xiàn)[18]為軟件定義網(wǎng)絡(luò)提出了一種普適邊緣計(jì)算環(huán)境下的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享模型，該模型基于區(qū)塊鏈技術(shù)緩解軟件定義網(wǎng)絡(luò)中大量智能設(shè)備之間數(shù)據(jù)共享的安全性問(wèn)題，能夠抵御針對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的常見(jiàn)攻擊，如分布式拒絕服務(wù)攻擊(Distributed Denial of Service，DDoS)。

為了打造更加穩(wěn)定、成熟的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，邊緣計(jì)算技術(shù)應(yīng)當(dāng)主要在智能制造、遠(yuǎn)程操控和智慧工業(yè)園區(qū)3個(gè)方面發(fā)力。

2.3 車聯(lián)網(wǎng)與智慧交通

交通領(lǐng)域是5G和邊緣計(jì)算技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用場(chǎng)景。汽車逐漸成為人們生活的必備工具，針對(duì)汽車駕駛輔助(Driver Assistance，DA)、部分自動(dòng)駕駛(Partial Automatic，PA)和有條件自動(dòng)駕駛(Conditional Automatic，CA)等3類系統(tǒng)，我國(guó)提出的智能網(wǎng)聯(lián)汽車的推動(dòng)工程計(jì)劃在2025年實(shí)現(xiàn)新車裝配率80%的目標(biāo)[19]。車聯(lián)網(wǎng)與自動(dòng)駕駛的發(fā)展離不開邊緣計(jì)算技術(shù)，邊緣計(jì)算技術(shù)可以提高道路通行效率，保障道路交通安全，增強(qiáng)政府管理部門的管理能力。對(duì)于運(yùn)輸行業(yè)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，可以降低運(yùn)營(yíng)成本，對(duì)于普通用戶來(lái)說(shuō)，能夠提高出行效率、改善用車體驗(yàn)。文獻(xiàn)[20]指出邊緣計(jì)算對(duì)于解決車聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸以及設(shè)備響應(yīng)的時(shí)延問(wèn)題具有很好的應(yīng)用前景。因此，為車輛網(wǎng)設(shè)計(jì)了一個(gè)容器化的邊緣計(jì)算平臺(tái)，該平臺(tái)能夠提供低時(shí)延的計(jì)算服務(wù)。文獻(xiàn)[21]指出傳統(tǒng)的基于云計(jì)算的車聯(lián)網(wǎng)無(wú)法提供支持大計(jì)算量、高移動(dòng)性和低延遲的服務(wù)?；谝苿?dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)提出了一個(gè)層次化結(jié)構(gòu)的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一個(gè)服務(wù)質(zhì)量使能的資源分配算法。基于該算法，計(jì)算任務(wù)根據(jù)其對(duì)時(shí)延的容忍程度被賦予不同的優(yōu)先級(jí)，從而使得整個(gè)車聯(lián)網(wǎng)變得更加高效和靈活。文獻(xiàn)[22]針對(duì)邊緣計(jì)算在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)了一個(gè)計(jì)算遷移與內(nèi)容緩存模型，該模型通過(guò)結(jié)合車輛網(wǎng)的全局信息和時(shí)變性設(shè)計(jì)智能遷移策略改善車聯(lián)網(wǎng)的整體性能，進(jìn)而提供高質(zhì)量的服務(wù)。文獻(xiàn)[23]基于交通流量預(yù)測(cè)提出了一種車輛網(wǎng)中計(jì)算遷移與內(nèi)容緩存的模型，該模型將內(nèi)容解碼任務(wù)遷移至邊緣服務(wù)器，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)較低時(shí)延的服務(wù)，還減少了任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間和能量消耗。文獻(xiàn)[24]針對(duì)車聯(lián)網(wǎng)對(duì)實(shí)時(shí)性通信的需求，結(jié)合5G技術(shù)對(duì)車聯(lián)網(wǎng)中的計(jì)算任務(wù)進(jìn)行遷移，提出了由5G技術(shù)使能的邊緣計(jì)算車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并給出了3種不同情況下的計(jì)算任務(wù)遷移方案。

在智慧交通領(lǐng)域，邊緣計(jì)算的工作原理使得車輛的位置信息可以直接在邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理、分析和決策。因此，邊緣計(jì)算技術(shù)在定位以及路徑規(guī)劃方面要明顯優(yōu)于云計(jì)算。智慧交通場(chǎng)景對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲的要求極高，需要在車輛以及運(yùn)營(yíng)商的基礎(chǔ)設(shè)施等關(guān)鍵位置部署邊緣節(jié)點(diǎn)。車聯(lián)網(wǎng)與智慧交通布局如圖4所示，邊緣節(jié)點(diǎn)可以對(duì)來(lái)自引擎、方向盤、輪胎和剎車片等構(gòu)件的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理[25]，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的故障分析和預(yù)防性維護(hù)。利用邊緣計(jì)算技術(shù)將多個(gè)車輛的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，實(shí)現(xiàn)車輛與車輛之間、車輛與基站之間信息的實(shí)時(shí)更新，避免道路險(xiǎn)情。

圖4 車聯(lián)網(wǎng)與智慧交通場(chǎng)景中的邊緣計(jì)算

2.4 智慧生活

建設(shè)智慧城市的基本理念是利用先進(jìn)的信息通信技術(shù)驅(qū)動(dòng)各類創(chuàng)新服務(wù)，進(jìn)而改善人們的生活質(zhì)量[26]。5G技術(shù)的可擴(kuò)展性和敏捷性不僅能夠提高數(shù)據(jù)傳輸速率，還可以支持公共安全、公共設(shè)施和交通運(yùn)輸?shù)群Ａ繑?shù)據(jù)的應(yīng)用?；?G網(wǎng)絡(luò)、人工智能、視頻技術(shù)與邊緣計(jì)算技術(shù)的相互結(jié)合，將環(huán)境感知設(shè)備與城市基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)系起來(lái)，能夠提高運(yùn)營(yíng)與管理的效率[27]。在萬(wàn)物互聯(lián)的背景下，城市中每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量十分龐大，云計(jì)算的處理模式無(wú)法在有限的帶寬負(fù)載下滿足各類應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)傳輸延遲的需求。如圖5所示的智慧城市場(chǎng)景，邊緣計(jì)算能夠?yàn)檫@類應(yīng)用提供高效的解決方案。

圖5 智慧城市場(chǎng)景中的邊緣計(jì)算

隨著生活水平的提高，人們對(duì)高品質(zhì)醫(yī)療和保健的需求日益增長(zhǎng)[28]。邊緣計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)使得智慧醫(yī)療的3大應(yīng)用領(lǐng)域如遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程手術(shù)和應(yīng)急救援具有更加廣闊的發(fā)展前景?；颊咝枰`活的、個(gè)性化的醫(yī)療服務(wù)，希望足不出戶就能夠?qū)⑸眢w狀況的數(shù)據(jù)發(fā)送給醫(yī)生進(jìn)行檢查。醫(yī)療機(jī)構(gòu)能夠利用本地化處理的優(yōu)勢(shì)為當(dāng)?shù)鼐用裉峁└玫尼t(yī)療服務(wù)，還可以向全球的遠(yuǎn)程患者實(shí)時(shí)地推薦醫(yī)療方案。針對(duì)上述需求，給出邊緣計(jì)算與5G技術(shù)相結(jié)合的創(chuàng)新性解決方案，由物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)患者實(shí)時(shí)信息的獲取，通過(guò)高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)傳輸和計(jì)算能力保證低延遲和實(shí)時(shí)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)方便快捷的智慧醫(yī)療，如圖6所示。

圖6 智慧醫(yī)療場(chǎng)景中的邊緣計(jì)算

2.5 虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(VR/AR)

VR/AR是近眼顯示、渲染處理、感知交互和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)刃畔⒓夹g(shù)相互融合的產(chǎn)物。隨著智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備的普及，VR/AR備受學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注，已經(jīng)在藝術(shù)、教育和娛樂(lè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。高質(zhì)量的VR/AR業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延和帶寬的要求極高，傳統(tǒng)的云計(jì)算并不適合。目前流行的兩種解決方案是基于可穿戴設(shè)備和基于應(yīng)用程序的解決方案[29]，這兩種方案在成本、可移植性和跨平臺(tái)方面都存在一些固有的局限性。邊緣計(jì)算和5G技術(shù)可以有效地解決VR/AR應(yīng)用在傳輸帶寬不足、設(shè)備移動(dòng)性弱及用戶互動(dòng)體驗(yàn)差等方面的缺陷。因此，邊緣計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)是VR/AR應(yīng)用蓬勃發(fā)展的重要契機(jī)。

3 邊緣計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)

本節(jié)首先指出邊緣計(jì)算的核心技術(shù)問(wèn)題，然后給出關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)。

3.1 核心技術(shù)問(wèn)題

邊緣計(jì)算的核心技術(shù)問(wèn)題主要包含軟硬件及存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)通信以及安全與隱私等3個(gè)方面。

3.1.1 軟硬件及存儲(chǔ)

1)軟件方面。針對(duì)未來(lái)萬(wàn)物互聯(lián)所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)以及各類應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)時(shí)延、帶寬的苛刻要求，邊緣計(jì)算環(huán)境下的應(yīng)用軟件必須具有可重配置性、可移植性以及各種應(yīng)用領(lǐng)域中的互操作功能[30]。如部署在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)以及智能交通等領(lǐng)域的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)上的軟件，必須根據(jù)生產(chǎn)需求的改變和實(shí)時(shí)路況的更新及時(shí)地做出調(diào)整，基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)做出優(yōu)化。此外，需要在遠(yuǎn)程管理功能方面對(duì)邊緣計(jì)算應(yīng)用軟件進(jìn)行加強(qiáng)。

2)硬件方面。與傳統(tǒng)的云計(jì)算相比，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)對(duì)于硬件的要求更為嚴(yán)苛?？紤]邊緣計(jì)算的分布式部署特性，邊緣節(jié)點(diǎn)可能位于車間、小區(qū)、校園和街道等任何位置，這給邊緣節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和維護(hù)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。只有采用高標(biāo)準(zhǔn)的硬件設(shè)備，才能盡可能地降低故障率、減少設(shè)備維護(hù)。目前，工業(yè)界尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各大廠商所生產(chǎn)的硬件設(shè)備之間缺乏互聯(lián)互通和互操作性。由于部署環(huán)境和任務(wù)需求的不同，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)備在研發(fā)時(shí)必須綜合考慮集成度、硬件加速、能量消耗以及協(xié)議規(guī)范性等問(wèn)題。

3)存儲(chǔ)方面。邊緣計(jì)算的很多應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)延遲極其敏感，如網(wǎng)絡(luò)和嵌入式應(yīng)用程序。雖然用閃存驅(qū)動(dòng)器代替機(jī)械磁盤是存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)展的趨勢(shì)，但是現(xiàn)有存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在很大程度上取決于磁盤的特性，而不是閃存驅(qū)動(dòng)器的特性。隨著邊緣計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，高速、節(jié)能的小型閃存驅(qū)動(dòng)器將大量部署在邊緣節(jié)點(diǎn)上。無(wú)論單個(gè)磁盤還是全閃存服務(wù)器都需要匹配相應(yīng)的存儲(chǔ)軟件，面向閃存的軟件存儲(chǔ)系統(tǒng)是邊緣計(jì)算的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)通信

在邊緣計(jì)算中，存儲(chǔ)和計(jì)算資源從云數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移到邊緣節(jié)點(diǎn)，同時(shí)計(jì)算任務(wù)從骨干網(wǎng)絡(luò)下沉至邊緣節(jié)點(diǎn)。服務(wù)器內(nèi)部與外部的交互大量增加，傳統(tǒng)的傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP)技術(shù)很難滿足具體應(yīng)用的需求。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，無(wú)限帶寬(InfiniBand)，遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問(wèn)(Remote Direct Memory Access，RDMA)和數(shù)據(jù)平面開發(fā)套件(Data Plane Development Kit，DPDK)成為邊緣計(jì)算的關(guān)鍵加速技術(shù)[31]。隨著5G技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，引入了網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的3類應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行統(tǒng)一管理。在接入網(wǎng)、承載網(wǎng)和核心網(wǎng)3個(gè)層面，分別采用NFV、SDN和服務(wù)化架構(gòu)(Service-based Architecture，SBA)等3個(gè)技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切片。

1)作為一種電纜轉(zhuǎn)換技術(shù)，InfiniBand支持并發(fā)鏈路，具有高帶寬、低延遲和高擴(kuò)展性的特點(diǎn)，適用于服務(wù)器與服務(wù)器、服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備以及服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)之間的通信[32]。遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問(wèn)技術(shù)可以將數(shù)據(jù)直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)的存儲(chǔ)區(qū)域，即數(shù)據(jù)可以直接從一個(gè)系統(tǒng)快速地傳輸?shù)搅硪粋€(gè)遠(yuǎn)程系統(tǒng)的內(nèi)存中。該技術(shù)對(duì)設(shè)備的計(jì)算能力沒(méi)有很高的要求，避免了外部存儲(chǔ)器上的復(fù)制和交換操作，提高了系統(tǒng)性能。DPDK是由英特爾等多家公司研發(fā)的應(yīng)用程序開發(fā)套件[33]，其能夠提高數(shù)據(jù)包的處理速度，將控制線程和數(shù)據(jù)線程綁定到不同的CPU內(nèi)核，提供內(nèi)存池和無(wú)鎖的環(huán)形緩沖區(qū)，減少線程之間CPU內(nèi)核的調(diào)度。

2)網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)主要分為通信管理、網(wǎng)絡(luò)切片管理以及網(wǎng)絡(luò)切片子網(wǎng)管理部分。通過(guò)將一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)分割成若干個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)可以為不同的應(yīng)用場(chǎng)景提供按需應(yīng)變的定制化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)[34]，能夠滿足人們的個(gè)性化需求和服務(wù)質(zhì)量要求。邊緣計(jì)算技術(shù)的發(fā)展必須考慮如何與網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)更好地結(jié)合，進(jìn)而為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)和AR/VR等垂直行業(yè)提供低時(shí)延、高可靠及通信安全的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

3.1.3 安全與隱私

首先，僅保證云-邊-端各層之間的安全并不能保證整體性的數(shù)據(jù)安全，需要協(xié)調(diào)云-邊、邊-端、云-端等各種安全機(jī)制，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)邊緣數(shù)據(jù)中心之間的協(xié)作[35]。安全機(jī)制的設(shè)定需要盡可能地自治，避免過(guò)分地依賴于基礎(chǔ)設(shè)施，減少針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的惡意攻擊?？紤]邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的分布十分廣泛，環(huán)境差異較大，社區(qū)和個(gè)人的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)普遍缺乏商用服務(wù)器的各種硬件保護(hù)機(jī)制。因此，這類邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的安全與隱私保護(hù)也是一大挑戰(zhàn)。

其次，由于邊緣節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中分布不均勻，終端設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)的收集、聚合和分析無(wú)法有效地進(jìn)行集中控制[36]。智能家居設(shè)備等保護(hù)性較差的邊緣節(jié)點(diǎn)，很可能成為入侵者實(shí)施惡意攻擊的首選目標(biāo)。如何保證邊緣計(jì)算敏感數(shù)據(jù)的機(jī)密性和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的完整性是安全與隱私保護(hù)的重點(diǎn)。此外，邊緣節(jié)點(diǎn)處于網(wǎng)絡(luò)邊緣，靠近應(yīng)用場(chǎng)景中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)設(shè)備、智能手機(jī)、智能家居和各類傳感器等終端設(shè)備。因此，必須考慮具體的硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、以及應(yīng)用程序的安全性。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

邊緣計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)從5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)和系統(tǒng)平臺(tái)等4個(gè)方面進(jìn)行闡述。關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)從云-邊-端協(xié)同、邊緣計(jì)算與5G網(wǎng)絡(luò)協(xié)同以及個(gè)性化等3個(gè)方面進(jìn)行闡述。

3.2.1 關(guān)鍵技術(shù)

1)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。5G網(wǎng)絡(luò)與邊緣計(jì)算技術(shù)的關(guān)系十分緊密，5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)超低時(shí)延、高帶寬和大容量等需求的支持性，使得邊緣計(jì)算成為5G的核心技術(shù)之一[37]。邊緣計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢(shì)很好地解決了帶寬不足的問(wèn)題，彌補(bǔ)了網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延和抖動(dòng)等性能缺陷，極大地改善了用戶體驗(yàn)。

2)計(jì)算技術(shù)。計(jì)算能力是邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的一個(gè)重要性能指標(biāo)。在“ABC SUMMIT 2019百度云智峰會(huì)”上，百度介紹了百邊緣計(jì)算(Bai Edge Computing，BEC)[38]，其基于運(yùn)營(yíng)商節(jié)點(diǎn)和已有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，一站式地提供全面覆蓋的分布式算力資源，通過(guò)對(duì)終端數(shù)據(jù)進(jìn)行就近計(jì)算和處理，大幅度地優(yōu)化響應(yīng)時(shí)延、降低云計(jì)算中心的負(fù)載，為用戶提供高效、靈活的邊緣算力資源和平臺(tái)。

3)存儲(chǔ)技術(shù)。邊緣計(jì)算將原本在云計(jì)算中心進(jìn)行的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理和簡(jiǎn)單分析的工作遷移到邊緣節(jié)點(diǎn)，降低了時(shí)延和增加了隱私性，但是也給邊緣節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)能力帶來(lái)了壓力。工業(yè)界引入超融合架構(gòu)[39]應(yīng)對(duì)存儲(chǔ)需求，其包含商用硬件和存儲(chǔ)管理軟件，基于虛擬存儲(chǔ)設(shè)備，以虛擬機(jī)為中心將存儲(chǔ)管理、數(shù)據(jù)保護(hù)和網(wǎng)絡(luò)通信集成到節(jié)點(diǎn)內(nèi)，具有高性能與高可靠性的特點(diǎn)。由于采用了分布式存儲(chǔ)池，能夠在不中斷系統(tǒng)業(yè)務(wù)的情況下，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的新增與刪除。

4)系統(tǒng)平臺(tái)。已有的邊緣計(jì)算平臺(tái)通常包含資源管理、設(shè)備接入、數(shù)據(jù)采集、安全管理和平臺(tái)管理等5個(gè)功能模塊。文獻(xiàn)[40]提到以下4個(gè)邊緣計(jì)算平臺(tái)，EdgeXFoundry和ApacheEdgent，前者是工業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化互操作性框架，后者是面向本地實(shí)時(shí)分析的流數(shù)據(jù)處理框架，上述兩個(gè)系統(tǒng)都部署在路由器、交換機(jī)等邊緣設(shè)備上；面向邊緣云的交換中心重構(gòu)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目(Central Office Re-architected as a Datacenter，CORD)和Akraino EdgeStack，前者基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化和傳統(tǒng)云計(jì)算構(gòu)建可擴(kuò)展的邊緣網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，后者基于開源軟件棧構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和邊緣計(jì)算應(yīng)用的整體解決方案，上述兩個(gè)系統(tǒng)均是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的邊緣計(jì)算平臺(tái)。此外，由容器軟件提供商Rancher Labs發(fā)布的k3OS是首個(gè)專為kubernetes而生的操作系統(tǒng)[41]，該系統(tǒng)資源消耗低，簡(jiǎn)化了邊緣計(jì)算環(huán)境中的操作，適用于邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興的應(yīng)用場(chǎng)景。華為將kubeEdge開源項(xiàng)目捐獻(xiàn)給云原生計(jì)算基金會(huì)[42](Cloud Native Computing Foundation，CNCF)，形成全球首個(gè)基于kubernetes擴(kuò)展的、提供云-邊協(xié)同能力的開放式邊緣計(jì)算平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了云-邊協(xié)同、計(jì)算下沉和海量設(shè)備接入等功能。

3.2.2 發(fā)展趨勢(shì)

1)云-邊-端協(xié)同發(fā)展。雖然云計(jì)算的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但其工作原理造成的集中式數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和抖動(dòng)等固有問(wèn)題依然存在。邊緣計(jì)算的發(fā)展對(duì)云計(jì)算是一個(gè)強(qiáng)力的補(bǔ)充。在未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中，邊緣計(jì)算、云計(jì)算和終端設(shè)備必須進(jìn)行協(xié)作。云計(jì)算負(fù)責(zé)任務(wù)調(diào)度等全局性工作。邊緣計(jì)算是云計(jì)算向數(shù)據(jù)產(chǎn)生側(cè)的延伸，側(cè)重于現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)時(shí)性和安全性等，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后將有價(jià)值的信息上傳至云端。終端設(shè)備通過(guò)各類內(nèi)嵌的傳感器對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

2)邊緣計(jì)算與5G網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展。5G網(wǎng)絡(luò)的商用為邊緣計(jì)算提供了進(jìn)一步的發(fā)展契機(jī)。雖然5G網(wǎng)絡(luò)具有高帶寬、大容量、低時(shí)延等優(yōu)勢(shì)，但該技術(shù)極大地增加了數(shù)據(jù)處理的規(guī)模，必須提供一種兼具高效性和可靠性的新型計(jì)算模式[43]。多接入邊緣計(jì)算被視為一種向5G過(guò)渡的關(guān)鍵技術(shù)和架構(gòu)性概念，能夠充分發(fā)揮5G的各種優(yōu)勢(shì)，從云-邊-端3個(gè)方面優(yōu)化資源的配置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能、成本和用戶體驗(yàn)等多個(gè)方面的提升。

3)個(gè)性化發(fā)展。在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中，邊緣計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的擁有者、各節(jié)點(diǎn)的任務(wù)類型、計(jì)算量等都不盡相同。在部署邊緣應(yīng)用時(shí)，必須保證能夠提供最低服務(wù)水平。在開發(fā)邊緣計(jì)算設(shè)備和應(yīng)用程序時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮可能面臨的個(gè)性化需求，以便更高效地利用基礎(chǔ)設(shè)施資源。

4 邊緣計(jì)算面臨的挑戰(zhàn)

4.1 技術(shù)挑戰(zhàn)

在傳統(tǒng)的云計(jì)算架構(gòu)中，數(shù)據(jù)中心是資源的控制者，用戶按照需求申請(qǐng)資源。用戶數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)中心處理完成后將結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)反饋給用戶。在邊緣計(jì)算架構(gòu)中，計(jì)算、存儲(chǔ)等資源下沉至邊緣節(jié)點(diǎn)，位于用戶附近。用戶不需要完全依賴于數(shù)據(jù)中心。因此，用于計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)生了重大變化[44]。

4.1.1 安全與隱私

邊緣計(jì)算具有位置感知能力，能夠在智慧城市中提供實(shí)時(shí)的、低成本的服務(wù)。同時(shí)，邊緣計(jì)算的出現(xiàn)也帶來(lái)了額外的安全威脅，從以下4個(gè)角度增加了攻擊面。

1)計(jì)算能力弱。與云服務(wù)器相比，邊緣服務(wù)器的計(jì)算能力很弱。邊緣服務(wù)器更容易受到現(xiàn)有攻擊方式的攻擊，而這些攻擊對(duì)云服務(wù)器早已失效。同理，與通用計(jì)算機(jī)相比，邊緣設(shè)備的防御機(jī)制更加脆弱，許多針對(duì)桌面計(jì)算機(jī)的無(wú)效攻擊可能對(duì)邊緣設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

2)攻擊無(wú)意識(shí)。與通用計(jì)算機(jī)不同，大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備沒(méi)有用戶界面，有些設(shè)備只包含比較簡(jiǎn)陋的硬件，這導(dǎo)致用戶對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的了解很有限。因此，即使攻擊發(fā)生在邊緣設(shè)備上，絕大多數(shù)用戶是無(wú)法識(shí)別的。

3)操作系統(tǒng)和協(xié)議的異構(gòu)性。通用計(jì)算機(jī)傾向于使用標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)和統(tǒng)一的通信協(xié)議，而邊緣設(shè)備通常具有不同的操作系統(tǒng)和通信協(xié)議，并沒(méi)有遵循統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)則，導(dǎo)致設(shè)計(jì)統(tǒng)一的邊緣計(jì)算保護(hù)機(jī)制比較困難。

4)粗粒度訪問(wèn)控制。針對(duì)通用計(jì)算機(jī)和云計(jì)算設(shè)計(jì)的訪問(wèn)控制模型主要包括無(wú)讀寫、只讀、只寫和讀寫等4類權(quán)限。這類粗粒度的訪問(wèn)控制模型無(wú)法適應(yīng)邊緣計(jì)算的需求，邊緣計(jì)算中復(fù)雜的系統(tǒng)以及應(yīng)用程序需要細(xì)粒度的訪問(wèn)控制，進(jìn)而應(yīng)對(duì)諸如“誰(shuí)可以通過(guò)在何時(shí)做什么來(lái)訪問(wèn)哪些傳感器”之類的問(wèn)題。

4.1.2 服務(wù)發(fā)現(xiàn)

終端用戶設(shè)備通常是針對(duì)某項(xiàng)功能的專用設(shè)備，其通過(guò)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求不同類型的服務(wù)。然而，移動(dòng)設(shè)備上運(yùn)行的應(yīng)用程序通常并不知曉邊緣節(jié)點(diǎn)上提供的可用服務(wù)。針對(duì)服務(wù)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該提供某種機(jī)制使客戶機(jī)的應(yīng)用程序能夠通過(guò)指定計(jì)算能力和所需要的存儲(chǔ)空間生成服務(wù)請(qǐng)求，然后由代理機(jī)制發(fā)現(xiàn)滿足終端用戶需求的服務(wù)[45]。在軟件定義網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊參與邊緣計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)，提供可用服務(wù)的內(nèi)容和位置信息，通過(guò)一個(gè)映射表將服務(wù)名稱與相應(yīng)的服務(wù)器位置鏈接起來(lái)，邊緣服務(wù)器定期將所提供的服務(wù)分發(fā)給服務(wù)發(fā)現(xiàn)程序。

4.1.3 用戶切換

邊緣設(shè)備的移動(dòng)性使其可以離開某個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍，進(jìn)入另一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍，在不涉及任何切換管理的情況下，只要邊緣節(jié)點(diǎn)發(fā)生改變，用戶就會(huì)重新啟動(dòng)服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)調(diào)試過(guò)程。這樣不僅導(dǎo)致邊緣計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的操作效率低下，同時(shí)嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)。因此，用戶切換模塊通過(guò)預(yù)測(cè)未來(lái)可能的覆蓋區(qū)域確保服務(wù)的連續(xù)性，如通過(guò)軟件定義網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化資源流的重定向或即時(shí)動(dòng)態(tài)遷移[46]。當(dāng)用戶與相應(yīng)服務(wù)器之間的距離持續(xù)增加，系統(tǒng)的性能和用戶體驗(yàn)都會(huì)逐漸降級(jí)。因此，虛擬機(jī)遷移在服務(wù)器的實(shí)時(shí)訪問(wèn)中至關(guān)重要。

4.1.4 可編程性

在云計(jì)算模型中，系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)都是公開透明的。用戶無(wú)需了解程序是如何運(yùn)行的，直接將需求傳至云端，云端服務(wù)器傳回處理結(jié)果。在邊緣計(jì)算模型中，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)本身、操作系統(tǒng)平臺(tái)和運(yùn)行環(huán)境均具有異構(gòu)性，應(yīng)用程序的編寫和執(zhí)行過(guò)程也具有多樣性[47]。在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)中統(tǒng)一地部署應(yīng)用程序?qū)﹂_發(fā)人員來(lái)說(shuō)比較困難。此外，開發(fā)人員需要在邊緣和云之間劃分應(yīng)用程序的功能，早期的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)手動(dòng)完成的，不具有可擴(kuò)展性。因此，需要研發(fā)易于使用的編程框架和工具，支持邊緣計(jì)算編程模型需要的任務(wù)和數(shù)據(jù)的并行性。同時(shí)，兼顧軟硬件的異構(gòu)性和邊緣節(jié)點(diǎn)的資源容量，使得邊緣計(jì)算的可編程性比傳統(tǒng)的云計(jì)算模型更復(fù)雜。

4.1.5 異構(gòu)性(互操作性)

不同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商擁有的多接入邊緣計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)不同，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的協(xié)議、硬件接口和服務(wù)方式等存在差異[48]。因此，工業(yè)界應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)時(shí)規(guī)范化地生產(chǎn)和管理。大多數(shù)供應(yīng)商制造的邊緣計(jì)算設(shè)備基于軟件解決方案滿足通用計(jì)算的需求。隨著支持通用計(jì)算的邊緣節(jié)點(diǎn)的增多，對(duì)開發(fā)框架和工具包的需求也在增強(qiáng)。

4.1.6 任務(wù)分發(fā)與調(diào)度

在邊緣計(jì)算場(chǎng)景下，物聯(lián)網(wǎng)等設(shè)備產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)不需要發(fā)送到云端處理。邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)具有有限的資源，需要根據(jù)實(shí)際任務(wù)的類型和規(guī)模進(jìn)行任務(wù)的分發(fā)和調(diào)度，避免部分邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)負(fù)載過(guò)大影響系統(tǒng)性能和用戶體驗(yàn)。通過(guò)云-邊-端協(xié)同的方式將復(fù)雜的任務(wù)進(jìn)行分割，充分利用有限的資源為用戶提供良好的服務(wù)。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)與法律法規(guī)

科學(xué)技術(shù)的演進(jìn)和應(yīng)用不可避免地涉及到實(shí)際推廣與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。因此，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)不可或缺。

4.2.1 標(biāo)準(zhǔn)

雖然邊緣計(jì)算技術(shù)具有良好的發(fā)展前景，但是仍處于起步階段。目前業(yè)內(nèi)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系。ETSI和第三代合作伙伴計(jì)劃(3rd Generation Partnership Project，3GPP)兩個(gè)組織分別制定了與邊緣計(jì)算相關(guān)的若干項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)[49-50]。其中，ETSI在ETSI GS MEC 003協(xié)議中提出基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的邊緣計(jì)算參考架構(gòu)，該架構(gòu)使得邊緣計(jì)算平臺(tái)上的應(yīng)用程序能夠高效、可靠地運(yùn)行。此外，ETSI還對(duì)多接入邊緣計(jì)算在諸多應(yīng)用場(chǎng)景下的服務(wù)框架進(jìn)行了定義。3GPP提出了基于控制層和用戶層分離(Control and User Plane Separation，CUPS)的核心網(wǎng)架構(gòu)，設(shè)計(jì)了面向分組核心網(wǎng)服務(wù)網(wǎng)關(guān)、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和流量監(jiān)測(cè)的功能分離模型[51]。目前，ETSI所制訂的標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注于信息技術(shù)領(lǐng)域，缺乏對(duì)邊緣計(jì)算整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的認(rèn)知，導(dǎo)致邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)與4G/5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)難以充分結(jié)合。3GPP在標(biāo)準(zhǔn)制定中側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、物理接口和5G空口技術(shù)，未能激活產(chǎn)業(yè)界在邊緣計(jì)算上的活力。邊緣計(jì)算技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定必須從系統(tǒng)集成、互聯(lián)互通、信息融合等多個(gè)維度進(jìn)行綜合考慮，只有對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)的性能實(shí)施全方位的、權(quán)威的測(cè)試才能夠付諸實(shí)施和推廣。但是，目前邊緣計(jì)算技術(shù)尚未成熟，需要進(jìn)行大量的研究才能提供全面的、精確的基準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)[52]。

4.2.2 法律法規(guī)

與邊緣計(jì)算相關(guān)的法律法規(guī)建設(shè)還不夠完善。邊緣計(jì)算豐富的應(yīng)用場(chǎng)景在提高人們生活質(zhì)量的同時(shí)，不可避免地引入了網(wǎng)絡(luò)與信息安全方面的問(wèn)題。在應(yīng)用邊緣計(jì)算技術(shù)的各大領(lǐng)域中，都需要制定完善的法律法規(guī)應(yīng)對(duì)和解決與網(wǎng)絡(luò)信息安全相關(guān)的社會(huì)問(wèn)題[53]。政府和企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極地推動(dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)的研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定，同時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的組織與監(jiān)管，避免惡意用戶的攻擊、侵入和破壞，加強(qiáng)對(duì)整個(gè)行業(yè)的法律法規(guī)宣傳和普及，從源頭上避免違法犯罪的產(chǎn)生。

5 結(jié)語(yǔ)

邊緣計(jì)算作為一種新型的計(jì)算模型，在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)部署節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，具有可靠性高、資源消耗少等優(yōu)勢(shì)。在萬(wàn)物互聯(lián)的趨勢(shì)下，邊緣計(jì)算不僅能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)的云計(jì)算存在的缺陷，還可以很好地與5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互促進(jìn)。因此，具有廣闊的發(fā)展前景和豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。目前，邊緣計(jì)算的相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)還需要大幅度地完善，邊緣計(jì)算相關(guān)問(wèn)題總結(jié)，即該領(lǐng)域的推動(dòng)因素、技術(shù)難點(diǎn)以及外部挑戰(zhàn)如圖7所示。

圖7 邊緣計(jì)算相關(guān)問(wèn)題總結(jié)

未來(lái)，邊緣計(jì)算技術(shù)會(huì)與終端設(shè)備、云計(jì)算進(jìn)行深度融合，共同在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市和智慧醫(yī)療等人們生產(chǎn)生活的各個(gè)方面發(fā)揮作用。邊緣計(jì)算技術(shù)也必將成為繼云計(jì)算、大數(shù)據(jù)之后的下一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域。為了提升我國(guó)的綜合實(shí)力，加速產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，改善人們的生活水平，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界應(yīng)當(dāng)加大投入、深入挖掘邊緣計(jì)算技術(shù)的真正潛力。