邊緣計算的愿景和挑戰(zhàn)有哪些呢？隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起以及云服務(wù)的普及，一種新的計算范式–邊緣計算開始出現(xiàn)在我們視野中。邊緣計算主張在網(wǎng)絡(luò)的邊緣處理數(shù)據(jù)，從而減少系統(tǒng)反應(yīng)時間，保護數(shù)據(jù)隱私及安全，延長電池使用壽命，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。本文我們將介紹邊緣計算的愿景和挑戰(zhàn)，梳理邊緣計算帶來了哪些機遇和挑戰(zhàn)。

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一、邊緣計算概念由來已久，內(nèi)外合力帶來新的機遇

2014年，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會成立移動邊緣計算標(biāo)準(zhǔn)化工作組（MEC）；2015年，思科、ARM、戴爾、英特爾、微軟、普林斯頓大學(xué)等機構(gòu)聯(lián)合發(fā)起成立開放霧計算聯(lián)盟（OpenFog Consortium，OFC）；2016年華為、沈自所、中國信通院、英特爾、ARM、軟通動力等機構(gòu)聯(lián)合發(fā)起成立邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（Edge Computing Consortium，ECC）。一時間風(fēng)起云涌，從通信行業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)到工業(yè)行業(yè)，無不津津樂道于談?wù)撨吘売嬎?。但究竟什么是邊緣計算，眾說紛紜。

實際上，邊緣計算將是一種新的生態(tài)模式，通過在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)匯聚網(wǎng)絡(luò)、計算、 存儲、應(yīng)用、智能等五類資源，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能、開放網(wǎng)絡(luò)控制能力，從而激發(fā)類似于移動互聯(lián)網(wǎng)的新模式新業(yè)態(tài)。邊緣計算的技術(shù)理念與特定網(wǎng)絡(luò)接入方式無關(guān)，可以適用于固定互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、消費物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等不同場景，形成各自的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)增強。這一概念最早可以追溯到2003年，AKAMAI與IBM開始合作在WebSphere 服務(wù)器上提供基于邊緣的服務(wù)。但實際上邊緣計算引發(fā)這一輪新的浪潮是內(nèi)因外力聯(lián)合推動的結(jié)果。

內(nèi)因是云計算的中心化能力在網(wǎng)絡(luò)邊緣存在諸多不足。一是計算能力不足，線性增長的集中式云計算能力無法匹配爆炸式增長的海量邊緣數(shù)據(jù)；二是傳輸能力不足，傳輸帶寬負(fù)載急劇增加造成較長網(wǎng)絡(luò)延遲，難以滿足控制類數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)傳輸需求；三是安全能力不足，云計算的安全與應(yīng)用軟件、平臺、操作系統(tǒng)、多段網(wǎng)絡(luò)、權(quán)限管理等多方面因素有關(guān)，邊緣數(shù)據(jù)安全隱私受到極大關(guān)注；四是能源消耗較大，邊緣設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)到云平臺消耗較大電能，從云平臺獲取數(shù)據(jù)到設(shè)備現(xiàn)場也需要二次消耗電能。

外因是數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟結(jié)合的需求進一步旺盛。一是消費物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，隨著網(wǎng)絡(luò)覆蓋的擴大、帶寬的增強、資費的下降，萬物互聯(lián)觸發(fā)了新的數(shù)據(jù)生產(chǎn)模式和消費模式；二是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃興起，實現(xiàn)IT技術(shù)與OT技術(shù)的深度融合迫切需要在工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)邊緣處加強網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、安全體系建設(shè)。

二、邊緣計算產(chǎn)業(yè)熱情高漲，三大陣營發(fā)揮各自優(yōu)勢

互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)希望以消費物聯(lián)網(wǎng)為主要陣地，試圖將公有云服務(wù)能力擴展到邊緣側(cè)。微軟公司發(fā)布“Azure IoT Edge”等邊緣側(cè)產(chǎn)品，并為Azure云服務(wù)增強流數(shù)據(jù)分析能力；亞馬遜公司發(fā)布“AWS Greengrass”邊緣側(cè)軟件，將AWS云服務(wù)無縫擴展至設(shè)備。

工業(yè)企業(yè)希望以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為主要陣地，試圖發(fā)揮自身工業(yè)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務(wù)的領(lǐng)域優(yōu)勢。國際上，德國西門子公司發(fā)布“MindConnect Nano”、“MindConnect IoT2040”等兩款工業(yè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，可以支持諸如 OPC UA 或 S7 等不同工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議；美國GE公司通過Predix平臺的邊緣側(cè)設(shè)備“Predix Machine”為邊緣計算提供數(shù)據(jù)總線服務(wù)，并與Predix平臺 協(xié)同工作。國內(nèi)，航天云網(wǎng)推出一款連接INDICS工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)“Smart IoT”產(chǎn)品，提供采集、轉(zhuǎn)換、處理和傳輸不同廠商品牌工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)、工廠OT組網(wǎng)和通信協(xié)議轉(zhuǎn)化等功能；樹根互聯(lián)推出“根-云盒”，包括實現(xiàn)設(shè)備認(rèn)證鑒權(quán)和確保合法設(shè)備接入平臺的物聯(lián)盒、實現(xiàn)設(shè)備和根云M2M平臺對接的物聯(lián)模塊、實現(xiàn)本地設(shè)備數(shù)據(jù)匯聚的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)等。

通信企業(yè)以邊緣計算為契機，希望盤活網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接設(shè)備的剩余價值，開放接入側(cè)網(wǎng)絡(luò)能力，挺進消費物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)陣地。思科作為開放霧計算聯(lián)盟（OFC）的牽頭發(fā)起單位，從戰(zhàn)略高度規(guī)劃了邊緣計算/霧計算的整體框架，包括發(fā)布Cisco 829工業(yè)路由器等面向 智能制造或物聯(lián)網(wǎng)場景的邊緣側(cè)專用網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備，利用軟件定義等技術(shù)打造IOx應(yīng)用框架重組邊緣側(cè)能力，推出“Fog director”產(chǎn)品系統(tǒng)性管理邊緣計算應(yīng)用服務(wù)，依托DevNet開發(fā)者社區(qū)提供API、SDK等培育產(chǎn)業(yè)生態(tài)。華為作為邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）的牽頭發(fā)起單位，發(fā)布輕量計算系統(tǒng)和融合網(wǎng)關(guān)設(shè)備，推動面向 制造業(yè)應(yīng)用場景的實時以太網(wǎng)TSN技術(shù)，逐步形成邊緣計算整體解決方案。

三、邊緣計算發(fā)展仍有挑戰(zhàn)，兩種推進方式趨向統(tǒng)一

盡管業(yè)界普遍對邊緣計算在消費物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域發(fā)揮重大作用寄予了厚望，但打造邊緣計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)不可能一蹴而就，主要存在以下六個方面的挑戰(zhàn)：

體系架構(gòu)亟需統(tǒng)一。盡管目前來看，針對固定互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、消費物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等不同網(wǎng)絡(luò)接入和承載技術(shù)中，邊緣計算的技術(shù)實現(xiàn)上存在一定差異；但整體來看，邊緣計算的技術(shù)理念都是強調(diào)系統(tǒng)的通用性、網(wǎng)絡(luò)的實時性、應(yīng)用的智能性、服務(wù)的安全性，需要構(gòu)建統(tǒng)一的體系架構(gòu)進行頂層設(shè)計指導(dǎo)。

技術(shù)理論尚未成熟。研究邊緣計算技術(shù)的最新進展，關(guān)鍵是要回答三個問題：一是究竟邊緣節(jié)點在哪里，二是究竟會出現(xiàn)什么新事物，三是需什么樣的新技術(shù)來支撐。目前來看，能否基于軟件定義、虛擬化、服務(wù)化等關(guān)鍵技術(shù)打造一個支撐邊緣計算理念的通用型操作系統(tǒng)，部署在設(shè)備、網(wǎng)關(guān)或者邊緣數(shù)據(jù)平臺等不同位置，還需要加強基礎(chǔ)研發(fā)和試驗驗證。

產(chǎn)業(yè)推進難度很大。從實施角度看，行業(yè)設(shè)備專用化，各行業(yè)差異大，過渡方案能否平滑升級、新技術(shù)方案能否為企業(yè)接受還需考驗；從產(chǎn)業(yè)角度看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方案碎片化，跨廠商的互聯(lián)互通和互操作一直是很大的挑戰(zhàn)，邊緣計算需要跨越計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲等多方面進行長鏈條的技術(shù)方案整合，難度更大。

商業(yè)模式有待研究。邊緣計算平臺由于在部署時將服務(wù)下移，計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲、應(yīng)用、智能在邊緣側(cè)進行本地化提供，對于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)運營商服務(wù)體系，需要重新設(shè)計計費規(guī)則。同時，由于相關(guān)技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)化工作涉及到較多的利益相關(guān)方，還需要互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、通信設(shè)備企業(yè)、通信運營商、工業(yè)企業(yè)等多方共同努力和積極探索。

安全隱私存在挑戰(zhàn)。邊緣計算希望培育的邊緣側(cè)應(yīng)用生態(tài)可能存在一些不受信任的 終端及移動邊緣應(yīng)用開發(fā)者的非法接入問題。因此需要在用戶、邊緣節(jié)點、邊緣計算服務(wù)之間建立新的訪問控制機制和安全通信機制，以保證數(shù)據(jù)的機密性和完整性、用戶的隱私性。

價值創(chuàng)新存在風(fēng)險。邊緣側(cè)實現(xiàn)增值服務(wù)、價值創(chuàng)新的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用、能力的開放和協(xié)同，但不同產(chǎn)業(yè)的知識背景差異將帶來協(xié)作上的挑戰(zhàn)，人工智能等新技術(shù)在行業(yè)應(yīng)用還是早期探索階段，有不確定風(fēng)險。

本文標(biāo)題：邊緣計算的愿景和挑戰(zhàn)有哪些呢？
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