邊緣雲端計算標準化需求與建議

邊緣計算社群發表於2019-02-15

去年底,中國電子技術標準化研究院、阿里雲等單位共同編制併發布了一份《邊緣雲端計算技術與標準化白皮書》,定義了邊緣雲端計算的概念和標準等,白皮書篇幅略長,邊緣計算社群將通過幾篇文章拆解白皮書。本文來源:邊緣雲端計算技術及標準化白皮書(2018)。

邊緣雲端計算標準化需求

邊緣雲端計算作為未來雲端計算的重要組成部分,將雲端計算的能力下沉到大量不同型別的邊緣節點,能夠充分利用邊緣節點的計算能力,同時實現中心雲和邊緣雲的統一管理和協同計算。由於邊緣裝置眾多、差異化大,雲服務商所採用的架構、技術存在一定的差異,邊緣雲端計算的應用場景也各具特色,目前業界對邊緣雲端計算的定義、使用場景、參考架構等方面尚未形成共識,個性化和私有化的解決方案較多,基於邊緣雲端計算技術打造的相關應用也無法跨平臺使用,造成邊緣雲端計算的應用和推廣受到了一定的限制。

通過邊緣雲端計算的標準化工作,制定完善的邊緣雲端計算標準和規範,對於促進技術創新、支撐雲端計算技術和產業的進一步發展將起到重要作用。

1. 有利於加快邊緣雲端計算技術創新和成果轉化。現階段國內外已經出現了一些邊緣雲端計算產品和應用,以標準化的手段固化技術成果,實現快速創新推廣。

2. 有利於促進邊緣雲端計算產品和服務的進一步發展。由於目前沒有統一的邊緣雲端計算定義,邊緣雲端計算的產品和服務範疇不明確,需要標準來統 一定義和規範,進一步提升和促進邊緣雲端計算產品和服務的發展。

3. 有利於營造開放的邊緣雲端計算產業生態。由於邊緣裝置眾多,應用差異化大,涉及的廠商眾多,同時業界雲端計算所採用的架構、技術也存在一定的差異,邊緣雲端計算的架構、介面均不統一,造成邊緣資料流動困難、邊緣應用複製難度高。需要統一的標準來實現邊緣雲之間、邊緣雲與中心雲、不同雲服務提供商之間的互操作性,實現協同工作,形成完整開放的產業生態。

4. 有利於提升邊緣雲端計算的安全。由於邊緣雲端計算需要實現邊緣裝置與中心雲的互聯互通,部分應用(如工業控制、醫療監控等)對安全性和可靠性提出了更高的要求,需要制定相關安全標準規範,確保邊緣雲端計算系統的安全可靠。

通過分析目前邊緣雲端計算的發展現狀和需求,可以初步梳理出以下標準化需求:

1. 確定邊緣雲端計算系統的基礎概念、架構。邊緣雲端計算需要通過統一的術語進行界定,明確邊緣雲端計算的定義、範疇、需求等核心概念,引導產業界正確認識和理解邊緣雲端計算技術,進一步促進邊緣雲端計算技術的快速成熟和廣泛應用。使用者和開發者在面對大量差異化的邊緣應用、需求和基礎設施時,開發和運維管理難度大,有必要通過技術架構規範來降 低上層應用的開發難度和管理難度,進一步遮蔽底層的差異性,對中心雲與邊緣雲統一管理、排程等能力提出要求。

2. 對邊緣雲端計算的關鍵技術進行標準化。對已經形成模式,並廣泛應用的關鍵技術,應及時進行標準化,防止碎片化,確保互操作性和連續性。

3. 邊緣雲端計算的互操作性進行標準化。邊緣雲端計算系統和中心雲之間、邊緣雲端計算系統之間、元件之間的資訊互動與共享,需要通過互操作性來保證。由於邊緣基礎設施的差異性較大,網路環境多變,大量差異化的應用場景涉及到的基礎設施和業務需求不同,邊緣雲端計算的互操作性挑戰會越來越大。相應的標準化工作能夠進一步促使邊緣雲端計算系統的應用程式介面、服務方式及資料格式等儘量採用統一的標準和相容介面, 從而定義出可互換的元件、資料和模型等。

4. 邊緣雲端計算的安全和管理類標準。邊緣雲端計算系統一般都部署在離資料來源產生較近的位置,同時又需要與中心雲互聯互通、統一管理,如何保障邊緣雲端計算系統的安全和可靠性就顯得尤為重要。由於邊緣雲端計算的基礎設施並未與中心雲集中部署在一起,其所處環境的複雜性和多樣性遠遠高於傳統雲端計算場景,同時又需要能夠與中心雲互聯互通,一旦出現安全問題,很有可能會造成更大的影響,所以對安全和可靠性提出了更高的要求。需要通過標準化等手段對邊緣雲端計算系統進行規範,保障其安全性。

5. 制定針對特定行業以及應用的邊緣雲端計算標準,指導邊緣雲端計算在行業領域的推廣和創新應用。

6. 在上述標準的基礎上,對邊緣雲端計算產品進行標準化評估,對邊緣雲端計算系統在功能、效能、安全性、相容性、互操作性等多方面進行評估,確保產品和服務的質量和可用性,併為產業的可持續發展提供保障。

邊緣雲端計算標準化建議

依據目前邊緣雲生態中技術、產品、服務、應用等關鍵環節,結合國內外邊緣雲技術發展現狀以及標準化需求,我們提出的邊緣雲端計算標準化體系框架如圖6所示,包括:基礎標準、技術標準、管理及服務標準、安全標準、行業及應用標準。這些標準主要在現有云計算標準體系之上延續和擴充套件,以滿足邊緣雲端計算的新需求和新特性。

邊緣雲端計算標準化需求與建議                                            圖 6 邊緣雲端計算標準體系框架

1. 邊緣雲端計算基礎標準邊緣雲端計算的基礎標準用於統一邊緣雲端計算術語以及相關概念,為其他各部 分標準制定提供支撐。主要包括邊緣雲端計算術語、參考架構、指南等方面的標準。 需要明確邊緣雲端計算的定義和相關術語、適用場景、平臺架構、與中心雲的關係、 以及互聯互通要求等。其中,術語標準主要基於現有的雲端計算相關標準,並進行相應擴充套件。

2. 邊緣雲端計算技術標準邊緣雲端計算技術標準用於規範和引導邊緣雲端計算系統關鍵產品和元件的研發,以及邊緣雲端計算資源的管理和使用,實現邊緣雲端計算的彈性伸縮能力,主要包括功能要求、介面規範、邊緣資源管理排程等技術規範和測試規範。

3. 邊緣雲端計算管理及服務標準邊緣雲端計算管理及服務標準用於規範邊緣雲端計算系統的統一管理和服務能力要求,主要包括中心雲-邊緣雲統一管理、部署管理、服務質量保障、統一運維、運營等管理和服務要求。

4. 邊緣雲端計算安全標準 根據邊緣雲端計算系統的特徵制定邊緣雲端計算的安全規範,包括邊緣雲安全指南、安全模型與框架、邊緣雲系統安全等標準以及對應的測試規範。

5. 邊緣雲端計算行業及應用標準 邊緣雲端計算涉及的行業及應用差別較大,需要針對各個行業應用在技術、管理和安全等方面的特定要求制定相應的標準。

結束語

邊緣雲端計算技術是將傳統的雲端計算技術應用在邊緣基礎設施之上的創新,其本質上是邊緣基礎設施的雲端計算系統,通過邊緣雲端計算技術,能夠實現邊緣位置的計算、網路、儲存、安全等能力全面的彈性平臺基礎設施能力,真正實現“無處不在”的雲,通過將網路轉發、儲存、計算等工作在邊緣處理,幫助使用者將計算、轉發、智慧資料分析等業務下沉至邊緣,降低響應時延、減輕雲端壓力、降低頻寬成本,提升應用運算效率,並完成全網排程和算力分發等雲端計算的能力, 適用於分散式架構下的各類業務。

在可以預見的將來,隨著技術的成熟以及新的應用出現,邊緣雲端計算技術必將得到更大的發展,覆蓋的潛在客戶和場景將不斷出現。隨著邊緣雲端計算的應用場景越來越多,使用者需求的變化將是未來需要關注的重點。


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