华为对边缘计算的思考与理解

作者：黄还青；华为高级产业发展经理，ECC需求与总体组副主席。

首先我们认为边缘计算的兴起应该是在过去三四年，之所以兴起大背景是因为实体经济的数字化转型。这波实体经济数字化以万物感知、万物互联、万物智能为特征，这三方面的特征仅仅依靠云计算是没办法特别好的解决，比如实时性、带宽、安全、隐私等等一些问题，在这样背景下，边缘计算逐渐兴起。
我们分享几个行业对于边缘计算的需求特征和大背景下浮现出来关于边缘计算的机会。先看一下工业，1工业40以及智能制造大背景下，推动了工业界原来传统的架构重构：云+边缘+设备三层扁平互联架构。在这个过程中，边缘计算为什么有价值？边缘计算核心是解决了传统五层架构里面网络孤岛、数据孤岛与业务孤岛的问题，同时更好的支撑柔性制造，并且带来从技术到商业各个方面价值创新的能力。
2OPC-UA overTSN向下渗透，边缘计算碎片化的问题在工业界尤其明显。比如工业界目前一个比较好的解决方案，能解决边缘计算碎片化的方案。OPC-UA over TSN 原来更多是在PLC之间及以上的层次。去年11月份在 OPC基金会下面成立FLC工作组，工作组目的是 PLC以下的层次如何利用OPC UA over TSN 技术需求，研究明白，协议规范，定义清楚。
其实，工业界大背景下，施耐德这样的巨头已经围绕大的趋势，展开一些 探索 ，我们看到施耐德已经明确了要基于 云+边缘控制+产品 三个层次去重构原有的架构，特意强调边缘控制层的智能化是非常核心的点，提到了边缘计算的主要形态，包括本地设备和边缘云；同时和华为开展持续深入的合作。
智慧城市，从08年IBM提出了智慧地球概念后，智慧城市的建设在全球成为了个热点；17年中国发布了数字中国战略，引爆了新一轮智慧城市的建设，边缘侧拥有最全的诉求，所以新一轮智慧城市的建设需要边缘智能、边缘协同、边缘能力的支撑；同时，5G的发展会极大推动城市的万物互联，这也将极大促进边缘计算产业发展。例如河长巡河场景下，利用边缘计算实时采集河湖动态信息，通过AI辅助进行监测数据处理，污染预警溯源；智慧路灯场景下，借助边缘计算实时监控路灯运行状态，辅助路灯开、关、亮度管理，本地化运营团队进行针对性维护，精准高效；雪亮工程场景下，边缘计算不仅能够进行边缘预处理，剔除“垃圾”信息，减少上传的视频数据，还能够使边缘设备更加“聪明”。

全球主流运营商看重边缘计算产业机会点，都在拓耕边缘计算领域，从管道经营到算力经营，完善2C业务体验，强化2B市场能力。
中国联通致力于构建一个开放的，开源的Edge-Cloud服务PaaS平台，以灵活分配计算，存储，网络和加速资源，旨在加速边缘服务的孵化和推广。

1、发布CUBE-Edge20白皮书；

2、中国联通将大力发展边缘DC，启动全国范围内15个省市的规模试点；

3、主导的《IoT requirements for Edge computing》国际标准项目立项
中国移动将边缘计算上升为公司战略与5G并列。中移动将边缘计算上升为公司战略与5G并列，推动中国移动未来从管道经营（流量变现）扩展到算力经营（服务变现）”

1、成立中国移动边缘计算开放实验室；

2、发布中国移动边缘计算技术白皮书；

3、宣布Pioneer300计划。
美国电信公司AT&T将边缘计算定位其5G战略三大支柱之一，AT&T已经为移动和固定无线应用接入边缘计算，可以使用LTE或5G连接进行部署。主导发起了Akraino开源，通过开源加快边缘计算生态建设和商用部署。
全球移动通信系统协会，简称GSMA，全球移动通信系统协会（GSMA）成立于1987年，是全球移动通信领域的行业组织，目前其成员已包括220个国家的近800家移动运营商以及230多家更为广泛的移动生态系统中的企业，其中包括手机制造商、软件公司、设备供应商、互联网公司以及金融服务、医疗、媒体、交通和公共事业等领域的企业。GSMA认为边缘计算是运营商未来重要发展方向：

1、Edge Cloud如何帮助运营商Cloud VR/AR等新型业务降低部署成本，加快部署速度；

2、边缘计算如何推动当前智慧城市，智能制造中图像处理能力，

GSMA动态：

1、GSMA在MWC2019发布了边缘计算白皮书：Distributed Edge Cloud: Definitions,

Dynamics AndDrivers，

2、GSMA计划通过推动边缘计算典型PoC来加速边缘计算在运营商的应用。
GSMA定义的2大边缘计算形态

运营商边缘计算核心技术：

1、多形态I硬件（边缘云，一体机形态，异构数据处理云化网关等）；

2、轻量级云原生PaaS（微服务，Serveless等）；

3、安全（物理安全，平台安全，应用安全等）。

边缘计算技术方向往那些方向走？

边缘计算需要与云计算协同，才能最大化增强实现彼此的应用价值，这个得到产业界的广泛认同，但是边云协同的价值和内涵到底是什么，涉及到那些方面的协同？这些问题在产业界一直缺乏共识。去年，ECC产业联盟试图从主要场景出发，初步梳理了边云协同的全视图，我们认为边云协同大体上会涉及三层六类协同，也就是从IaaS 到 PaaS 到SaaS三个层次，边缘侧三个层次和云侧三个层次一定有相互协同工作，落实到具体场景中，不见得所有业务场景都会包括，我们这个六类应该是目前阶段理解边云协同的全视图。
边缘计算正从10走向20，如果说10更偏向概念定义，主要目的是推动产业共识；20则更加关心技术和能力构建，从而促进边缘计算的实践落地。边缘计算20核心观点包括落地形态，我们认为主要是边缘云和云化网关两种形态，当然细分来说还有很多。

边缘云主要提供近现场的综合计算能力，支撑智慧园区、平安城市、智能制造等场景，将中心云的能力拉近到边缘，是下一步云计算创新突破的增长点。

云化网关是企业/行业数据的汇聚节点，是网关设备基于云计算技术的演进，主要通过多样连接、实时处理、云化管理和人工智能等关键能力，边云协同使能行业数字化。

软件平台，一定是引入云架构、云技术，实现端到端实时、协同式智能、可信赖、可动态重置的能力。

硬件平台：以异构计算为主，需要考虑ARM+X86+GPU+NPU+FPGA异构计算能力的支持。

核心特征：边云协同和边缘智能。
从趋势看，边缘计算发展分为三阶段。

第一阶段，这个阶段时期大致是2015年-2017年，概念孵化，产业共识

产业共识：边缘计算及其价值成为产业共识

概念泛化：雾计算、边缘计算、节点计算、移动边缘计算、开放边缘计算

边界不清：OT认为20年前的工业现场PLC即是、海康威视认为智能摄像头即是、思科认为云之下终端之上。

第二阶段，当前就是在第二阶段，2018年到2020年，主要是进一步聚焦及落地 探索

价值落地场景：从泛化概念，逐步聚焦到云边缘、物联网边缘价值场景。

业务本质：云计算在数据中心之外汇聚节点的延伸和演进。“边云协同、边缘智能”为核心能力。

第三阶段是2020年以后，开始规模发展

带来更丰富的应用场景：增值业务（如预测性维护）到控制系统（如vPLC）

以及更广泛的行业覆盖：从制造/运营商/能源到泛工业（如交通、企业、智慧家居等）

边缘计算已经形成产业共识，正从泛化概念走向进一步聚焦及落地 探索 ，未来3~5年是产业发展关键期。

根据咨询公司STL Partners的研究发现，边缘计算能够在许多场景大展身手，这里选择了以下9个重要的应用场景：
1、自主汽车
卡车车队的自动组队可能是自动车辆的首批使用案例之一。在这里，一群卡车在车队中彼此紧跟着行驶，节省了燃料成本，减少了拥堵。有了边缘计算，除了前面的卡车，所有卡车都将不再需要司机，因为卡车将能够以超低延迟相互通信。
2、油气行业资产的远程监控
石油和天然气的失败可能是灾难性的。因此，他们的资产需要仔细监控。
然而，石油和天然气工厂往往位于偏远地区。边缘计算使得实时分析与处理更接近资产，这意味着更少地依赖于与集中式云的高质量连接。
3、智能电网
边缘计算将成为更广泛采用智能电网的核心技术，有助于企业更好地管理其能源消耗。
连接到工厂、工厂和办公室边缘平台的传感器和物联网设备正在被用于实时监测能源使用并分析其消耗。有了实时可见性，企业和能源公司就可以达成新的交易，例如在电力需求的非高峰时段运行大功率机械。这可以增加企业对绿色能源，如风能的消耗。
4、预测性维护
制造商希望能够在故障发生之前分析和检测生产线的变化。
边缘计算有助于使数据的处理和存储更接近设备。这使物联网传感器能够以低延迟监控机器健康状况，并实时执行分析。
5、住院病人监护
医疗保健包含几个优势机会。目前，监测设备，如血糖监测仪、健康工具和其他传感器等，要么未连接，要么需要将来自设备的大量未处理数据存储在第三方云上。这给医疗保健提供者带来了安全问题。
医院网站上的边缘可以在本地处理数据，以保护数据隐私。边缘计算还可以向从业者及时通知患者的异常趋势或行为。
6、云游戏
云游戏是一种新型的游戏，它可以将游戏的实时内容直接传输到设备上，这种游戏高度依赖于延迟。
云游戏公司正在寻找尽可能接近玩家的边缘服务器，以减少延迟，提供完全响应和沉浸式游戏体验。
7、内容交付
通过在边缘缓存内容，如音乐、视频流、网页等，可以极大地改善内容传播。延迟可以显著降低。内容提供商正在寻求更广泛的分发CDN，从而根据用户流量需求保证网络的灵活性和定制性。
8、交通管理
边缘计算可以使城市交通管理更加有效。这方面的例子包括在需求波动的情况下优化公交频率，管理额外车道的开启和关闭，以及未来管理自动驾驶汽车流量。
通过边缘计算，使处理和存储距离智能家居更近，减少了回程和往返时间，并在边缘处理敏感信息。例如，亚马逊的Alexa等语音助手设备的响应时间会快得多。
有了边缘计算，就不需要将大量的流量数据传输到集中式云，从而降低了带宽和延迟的成本。
9、智能家居
智能家庭依赖于物联网设备从房子周围收集和处理数据。通常，这些数据被发送到一个中央远程服务器，在那里进行处理和存储。然而，这种现有体系结构存在回程成本、延迟和安全性方面的问题。
通过边缘计算，使处理和存储距离智能家居更近，减少了往返时间，并在边缘处理敏感信息。
这些只是边缘计算跨多个行业支持的许多用例中的一小部分。以谐云边缘计算应用实例来说，通信领域，谐云为行业巨头某在线服务公司业务场景定制开发、打造了云边协同平台，助力其轻松应对流量洪峰；交通领域，联合上汽集团商用车技术中心打造了“基于容器的下一代车云协同架构”，是汽车行业的首款“云、边、端”一体化架构，可实现百万级车联网大规模接入；为某跨海大桥打造了一体化协同的产品，积累了丰富的“边-端”设备协议对接经验，交付了行业顶尖的“软硬一体化”的整体解决方案。
其中，某在线服务公司和上汽集团案例分别荣获《2020年分布式云与云边协同十佳实践案例》奖项和《2021年分布式云与云边协同十佳实践案例》奖项。旗下边缘计算产品通过“2021云边协同类能力评估”、“边缘一体机、可信物联网云平台（通用/安全要求）”多项能力评估，获浙江CCF2021优秀产品奖，在业内拥有极佳口碑，并获得行业权威认可。
目前，谐云边缘计算已实践于分布式云、物联网、车云协同、边缘智能金融等多场景，为边缘计算领域树立了实践标杆和经典案例。并在一些典型行业如通信、交通、金融、军工等多个行业领域中得到大规模的落地验证。

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