边缘计算相关概念--学习笔记

一.边缘计算概念

边缘计算将数据的处理,应用程序的运行甚至一些功能服务的实现,由网络中心下放到网络边缘的节点上,在网络边缘侧的智能网关上就近采集并且处理数据,不需要将大量未处理的数据上传到远程的大数据平台。边缘计算理论上可以满足许多行业在敏捷性,实时性,数据优化,应用智能,以及安全与隐私保护 等方面的关键需求。

二.边缘计算的特点

边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧,融合网络,计算,存储,应用核心 能力的分布式开放平台(架构),就近提供边缘智能服务,满足行业数字化在 敏捷连接,实时业务,数据优化,应用智能 ,安全与隐私保护方面的关键需求。它可以作为连接物理和数字世界的桥梁,使智能资产,智能网关,智能系统和智能服务。

边缘计算的几个特点

1)联接性

联接性是边缘计算的基础。所连接物理对象的多样性及应用场景的多样性,需要边缘计算具备丰富的连接功能,如各种网络接口,网络协议,网络拓扑,网络部署与配置,网络管理与维护。

2)数据第一入口

边缘计算作为物理世界到数字世界的桥梁,是数据的第一入口,拥有大量,实时,完整的数据,可基于数据 全生命周期进行管理与价值创造,将更好的支持预测性维护,资产效率与管理

等创新应用;同时作为数据第一入口,边缘计算也面临实时性,确定性,多样性等挑战。

3)约束性

边缘计算产品适配工业现场相对恶劣的工作条件,如防电磁,防尘,防爆,抗震动等。在工业互联场景下,对边缘设备的功耗,成本,空间也有较高的要求。边缘计算产品需要考虑通过硬件集成与优化 ,以适配各种条件 约束,支撑行业数字化多样性场景。

4)分布性

边缘计算实际部署 天然具备分布式特征。这要求边缘计算支持分布式计算与存储,实现分布式资源的动态调度 与统一管理,支撑分布式智能,具备分布式安全 等 能力。

三.边云协同

边缘计算与云计算各有所长,云计算擅长全局性,非实时,长周期的大数据处理与分析,能够在长周期维护,业务决策支撑等领域发挥优势;边缘计算更适合局部性,实时,短周期数据的处理与分析,能更好地支撑本地业务的实时智能化决策与执行。因此边缘计算和云计算不是替代关系,而是互补关系,边云协同将放大边缘计算 与云计算的应用价值。

边云协同的能力与内涵涉及Lass,Pass,SaaS各层面的全面协同,主要包括六种协同:

1资源协同 2数据协同 3智能协同 4 应用管理系统 5业务协同 6 服务协同

四.边缘计算的安全

边缘计算的CROSS(connectivity,realtime,data optimizationsmart security)价值推动计算模型从集中式的云计算走向更加分布式的边缘计算,为 传统的网络架构带来极大的改变,这些改变促进了技术和业务的发展,同时也将网络攻击威胁引入了网络边缘。边缘安全是边缘计算的重要保障。边缘安全涉及跨越云计算和边缘计算纵深的防护体系,增强边缘基础设施,网络,应用,数据识别和抵抗各种安全威胁的能力,为边缘计算的发展构件安全可信环境,加速并保障边缘计算产业发展。

边缘安全的价值体现在下面几个方面:

提供可信的基础设施

边缘安全包括了计算,网络,存储类的物力资源和虚拟资源。基础设施是包含路径,数据交互和处理模型的平台面。为边缘应用提供可信赖的安全服务:从运行维护角度,提供应用监控,应用审计,访问控制等安全服务;从数据安全角度,提供轻量级数据加密,数据存储安全,敏感数据处理与检测的安全服务,进一步保证应用业务的数据安全。

保障安全的接入和协议转换

边缘节点数量庞大,面向工业行业存在中心 云,边缘云,边缘网关,边缘控制器等多终端和边缘计算形态,复杂性异构突出。保证安全的接入和协议转换,有助于为数据提供存储安全,共享安全,计算安全,传播和管控以及隐私保护。

提供安全可信的网络及覆盖

安全可信的网络除了传统的运营商网络安全保障意外,目前面向特定行业的TSN,工业专网等,也需要定制化的网路安全维护。提供端到端全覆盖的包括威胁监测,态势感知,安全管理 编排,安全事件应急响应,柔性防护在内的全网安全运营防护体系。

五.边缘计算应用场合

1.智慧园区

智慧园区建设是利用新一代信息与通信技术来感知,监测,分析,控制,整合园区各个关键环节的资源,在此基础上实现对各种需求做出智慧的响应,使园区的运行具备自我组织,自我运行,自我优化的能力。

智慧园区场景中,边缘计算的主要功能包括:

1),海量网络连接与管理,包括各种传感器,仪器仪表,控制器 等海量设备的网络接入与管理,接口包括RS485,PLC协议等,协议包括Modbus OPC等;确保连续稳定可靠,数据传输正确,基于软件定义网络SDN实现网络管理与自动化运维。

2) 实时数据采集与处理,如车牌识别,人脸识别 ,安防告警等 智慧园区应用 ,要求实时数据采集与本地处理快速响应。

3)本地业务自治 如楼宇智能自控,智能协同等应用要求在网络连接中断的情况下 ,能够实现本地业务自治,继续正常执行本地业务逻辑 ,在网络回复后完成数据与状态同步。

2安卓云与云游戏

目前备受关注的安卓云场景,将安卓的全栈能力云化,为终端提供统一的 服务,可以节省终端的成本,促进安卓生态的发展。云游戏场景中,边缘计算 主要功能包括:

1)安卓全栈能力云化,匹配游戏运行环境。

2)云端视频的 渲染,压缩传输,支持终端良好呈现。

3)端到端低延时响应,支持游戏操作体验。

3 视频监控

视频监控正在从看得见看得清向看得懂发展。行业积极构建基于边缘计算的视频分析能力,使得部分或者全部视频分析迁移 到边缘处,由此降低对云中心的计算 ,存储和网络带宽需求,提高视频图像分析的效率。视频监控场景中,边缘计算 主要功能 包括:

1).边缘节点图形识别与视频分析;

2)边缘节点智能存储机制

3)边云协同

4.工业物联网

工业物联网场景相对复杂,不同行业的数字化和智能化水平不同,对边缘计算的需求也存在较大 的差别。边缘计算可以支持解决如下普遍存在的问题:

1)现场协议众多,互联互通 困难,开放性差;

2)数据多源异构,缺少统一格式,不利于数据交换与互操作;

3)产品缺陷难以提前发现

4)预测下维护缺少有效数据支撑

5)工艺与生产关键数据安全保护措施不够

工业物联网场景中,边缘计算主要功能包括:

1)基于OPC UA over TSN构建的统一 工业现场网络 ,实现数据的互联互通与互操作。

2)基于边缘计算虚拟化平台构建的vPLC(可编程逻辑控制器),支持 生产工艺与流程的柔性。

3)图像识别与视频分析,实现产品质量缺陷检测。

4)适配制造场景的边缘计算安全机制与方案 。

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