邊緣計算的愿景和挑戰有哪些呢？隨著物聯網的興起以及云服務的普及，一種新的計算范式–邊緣計算開始出現在我們視野中。邊緣計算主張在網絡的邊緣處理數據，從而減少系統反應時間，保護數據隱私及安全，延長電池使用壽命，節省網絡帶寬。本文我們將介紹邊緣計算的愿景和挑戰，梳理邊緣計算帶來了哪些機遇和挑戰。

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一、邊緣計算概念由來已久，內外合力帶來新的機遇

2014年，歐洲電信標準化協會成立移動邊緣計算標準化工作組（MEC）；2015年，思科、ARM、戴爾、英特爾、微軟、普林斯頓大學等機構聯合發起成立開放霧計算聯盟（OpenFog Consortium，OFC）；2016年華為、沈自所、中國信通院、英特爾、ARM、軟通動力等機構聯合發起成立邊緣計算產業聯盟（Edge Computing Consortium，ECC）。一時間風起云涌，從通信行業、互聯網行業到工業行業，無不津津樂道于談論邊緣計算。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模式，通過在網絡邊緣側匯聚網絡、計算、 存儲、應用、智能等五類資源，提高網絡服務性能、開放網絡控制能力，從而激發類似于移動互聯網的新模式新業態。邊緣計算的技術理念與特定網絡接入方式無關，可以適用于固定互聯網、移動通信網、消費物聯網、工業互聯網等不同場景，形成各自的網絡架構增強。這一概念最早可以追溯到2003年，AKAMAI與IBM開始合作在WebSphere 服務器上提供基于邊緣的服務。但實際上邊緣計算引發這一輪新的浪潮是內因外力聯合推動的結果。

內因是云計算的中心化能力在網絡邊緣存在諸多不足。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據；二是傳輸能力不足，傳輸帶寬負載急劇增加造成較長網絡延遲，難以滿足控制類數據、實時數據傳輸需求；三是安全能力不足，云計算的安全與應用軟件、平臺、操作系統、多段網絡、權限管理等多方面因素有關，邊緣數據安全隱私受到極大關注；四是能源消耗較大，邊緣設備傳輸數據到云平臺消耗較大電能，從云平臺獲取數據到設備現場也需要二次消耗電能。

外因是數字經濟與實體經濟結合的需求進一步旺盛。一是消費物聯網發展迅速，隨著網絡覆蓋的擴大、帶寬的增強、資費的下降，萬物互聯觸發了新的數據生產模式和消費模式；二是工業互聯網蓬勃興起，實現IT技術與OT技術的深度融合迫切需要在工廠內網絡邊緣處加強網絡、數據、安全體系建設。

二、邊緣計算產業熱情高漲，三大陣營發揮各自優勢

互聯網企業希望以消費物聯網為主要陣地，試圖將公有云服務能力擴展到邊緣側。微軟公司發布“Azure IoT Edge”等邊緣側產品，并為Azure云服務增強流數據分析能力；亞馬遜公司發布“AWS Greengrass”邊緣側軟件，將AWS云服務無縫擴展至設備。

工業企業希望以工業互聯網為主要陣地，試圖發揮自身工業網絡聯接和工業互聯網平臺服務的領域優勢。國際上，德國西門子公司發布“MindConnect Nano”、“MindConnect IoT2040”等兩款工業網關設備，可以支持諸如 OPC UA 或 S7 等不同工業網絡通信協議；美國GE公司通過Predix平臺的邊緣側設備“Predix Machine”為邊緣計算提供數據總線服務，并與Predix平臺 協同工作。國內，航天云網推出一款連接INDICS工業互聯網平臺的工業物聯網網關“Smart IoT”產品，提供采集、轉換、處理和傳輸不同廠商品牌工業設備數據、工廠OT組網和通信協議轉化等功能；樹根互聯推出“根-云盒”，包括實現設備認證鑒權和確保合法設備接入平臺的物聯盒、實現設備和根云M2M平臺對接的物聯模塊、實現本地設備數據匯聚的物聯網關等。

通信企業以邊緣計算為契機，希望盤活網絡聯接設備的剩余價值，開放接入側網絡能力，挺進消費物聯網和工業互聯網陣地。思科作為開放霧計算聯盟（OFC）的牽頭發起單位，從戰略高度規劃了邊緣計算/霧計算的整體框架，包括發布Cisco 829工業路由器等面向 智能制造或物聯網場景的邊緣側專用網絡硬件設備，利用軟件定義等技術打造IOx應用框架重組邊緣側能力，推出“Fog director”產品系統性管理邊緣計算應用服務，依托DevNet開發者社區提供API、SDK等培育產業生態。華為作為邊緣計算產業聯盟（ECC）的牽頭發起單位，發布輕量計算系統和融合網關設備，推動面向 制造業應用場景的實時以太網TSN技術，逐步形成邊緣計算整體解決方案。

三、邊緣計算發展仍有挑戰，兩種推進方式趨向統一

盡管業界普遍對邊緣計算在消費物聯網、工業互聯網等領域發揮重大作用寄予了厚望，但打造邊緣計算產業生態不可能一蹴而就，主要存在以下六個方面的挑戰：

體系架構亟需統一。盡管目前來看，針對固定互聯網、移動通信網、消費物聯網、工業互聯網等不同網絡接入和承載技術中，邊緣計算的技術實現上存在一定差異；但整體來看，邊緣計算的技術理念都是強調系統的通用性、網絡的實時性、應用的智能性、服務的安全性，需要構建統一的體系架構進行頂層設計指導。

技術理論尚未成熟。研究邊緣計算技術的最新進展，關鍵是要回答三個問題：一是究竟邊緣節點在哪里，二是究竟會出現什么新事物，三是需什么樣的新技術來支撐。目前來看，能否基于軟件定義、虛擬化、服務化等關鍵技術打造一個支撐邊緣計算理念的通用型操作系統，部署在設備、網關或者邊緣數據平臺等不同位置，還需要加強基礎研發和試驗驗證。

產業推進難度很大。從實施角度看，行業設備專用化，各行業差異大，過渡方案能否平滑升級、新技術方案能否為企業接受還需考驗；從產業角度看，工業互聯網、物聯網技術方案碎片化，跨廠商的互聯互通和互操作一直是很大的挑戰，邊緣計算需要跨越計算、網絡、存儲等多方面進行長鏈條的技術方案整合，難度更大。

商業模式有待研究。邊緣計算平臺由于在部署時將服務下移，計算、網絡、存儲、應用、智能在邊緣側進行本地化提供，對于現有的網絡運營商服務體系，需要重新設計計費規則。同時，由于相關技術研發、標準化工作涉及到較多的利益相關方，還需要互聯網企業、通信設備企業、通信運營商、工業企業等多方共同努力和積極探索。

安全隱私存在挑戰。邊緣計算希望培育的邊緣側應用生態可能存在一些不受信任的 終端及移動邊緣應用開發者的非法接入問題。因此需要在用戶、邊緣節點、邊緣計算服務之間建立新的訪問控制機制和安全通信機制，以保證數據的機密性和完整性、用戶的隱私性。

價值創新存在風險。邊緣側實現增值服務、價值創新的關鍵在于數據的分析和應用、能力的開放和協同，但不同產業的知識背景差異將帶來協作上的挑戰，人工智能等新技術在行業應用還是早期探索階段，有不確定風險。

本文標題：邊緣計算的愿景和挑戰有哪些呢？
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