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未来网络白皮书：无服务器边缘计算网络（2021版）

核心内容

无服务器边缘计算网络是一种融合边缘计算与无服务器计算的新型网络架构，旨在高效、低成本地利用边缘侧的有限异构资源，实现计算节点间的协同与转算存融合，以满足海量智能终端和用户对边缘侧差异化计算和低时延的诉求。

主要观点

• 无服务器边缘计算网络结合了边缘计算的低时延与无服务器计算的按需付费、弹性伸缩等特性，具有显著优势。
• 该网络适用于低频、高时延敏感、资源受限的业务场景，如智能制造、物联网、车联网、AR/VR、智慧交通等。
• 无服务器边缘计算网络的发展依赖于开源生态、产业应用及标准化的推进。

关键信息

1. 无服务器边缘计算网络的发展背景

• 边缘计算的蓬勃发展：随着智能终端和移动设备的增加，数据量激增，对低时延、实时处理等提出了更高要求。边缘计算通过在靠近用户侧部署计算资源，降低了传输时延和带宽压力。
• 无服务器计算的逐渐兴起：Serverless计算通过事件驱动模型和按需计费机制，提升了开发效率和资源利用率，但其在边缘侧仍面临冷启动延时、资源管理、安全性等问题。
• 无服务器边缘计算网络的提出：结合边缘计算和无服务器计算，解决资源受限、突发工作负载、高时延敏感等问题，实现按需使用、弹性伸缩、低时延和高可靠性。

2. 无服务器边缘计算网络架构及关键技术

参考架构

• 分布式边缘计算网络基础设施资源
• 边缘网络控制器及边缘编排管理器
• 基于Serverless的服务管理系统
• 智能业务与应用

关键技术

• 基于Serverless的服务管理技术：支持服务部署、发现和调度，提升系统灵活性和资源利用率。
• 资源管理编排技术：通过容器、Unikernel等技术，实现资源的统一管理和弹性调度。
• 网络控制管理技术：采用SDN和TSN技术，实现网络的可管可控，满足低时延、高可靠等需求。

3. 应用场景

• 智能制造：支持实时数据处理、AI分析和业务协同，提升生产效率和数据安全性。
• 物联网：通过边缘计算节点处理周期性或突发性数据，减少中心云负载，提高响应速度。
• 车联网：实现低时延、高可靠的数据传输与处理，支持自动驾驶和智能交通管理。
• AR/VR：满足高刷新率和低时延需求，提升用户体验，支持实时渲染与数据处理。
• 智慧交通：实现动态感知、智能调度和实时响应，优化交通管理效率。

4. 生态建设与产业发展

开源生态发展

• EdgeGallery：由华为、紫金山实验室等发起，基于Kubernetes构建，支持Serverless特性。
• KubeEdge：支持边云协同，具备边缘自治、资源编排、设备管理等能力。
• K3S：轻量级Kubernetes实现，适用于边缘计算环境。
• OpenYurt：阿里云开源的边缘计算解决方案，支持Serverless、容器化和边缘自治。

无服务器计算的产业发展

• 阿里云函数计算：全托管、事件驱动，支持多种语言，适用于实时数据处理、AI推理等场景。
• Google Cloud Functions：支持事件驱动应用，具备自动扩缩容、监控和调试功能。
• 华为云容器实例：兼容Kubernetes和Docker，提供安全、高效的Serverless容器服务。
• 腾讯云函数：支持触发型执行，适用于物联网和CDN边缘节点。
• 微软Azure Functions：支持实时数据处理、IoT后端等，集成开发工具提升效率。
• 亚马逊AWS Lambda：提供按需计算，支持高并发和快速响应，广泛应用于数据处理、Web应用等。

无服务器边缘计算网络的产业发展

• AWS Lambda@Edge：在边缘节点执行代码，优化图片处理等场景，降低时延。
• Akamai EdgeWorkers：在边缘部署微服务，提升全球Web应用的性能。
• Fastly Compute@Edge：支持快速启动和高扩展性，提供高性能的无服务器边缘计算方案。
• Cloudflare Workers：部署在边缘节点，提升动态内容的响应速度。
• 国内进展：包括中国联通、中国移动等企业在边缘计算和Serverless领域的探索与实践。

5. 标准化进展

• ETSI MEC：定义了边缘计算的商业框架、参考架构、接口体系等，支持多接入边缘计算。
• 中国通信标准化协会：推动工业互联网边缘计算标准体系，涵盖边缘设备、平台、测试规范等。
• ITU-T：立项分布式云和边缘云管理相关标准，关注Serverless在边缘侧的应用。
• 边缘计算标准件计划：由工业互联网产业联盟发起，旨在解决边缘计算的产业碎片化问题，推动标准设备和平台建设。

总结与展望

无服务器边缘计算网络已成为未来网络的重要发展趋势，具备按需使用、弹性扩展、低时延等优势，适用于多种时延敏感和资源受限的场景。未来，随着开源生态的完善、产业应用的深化和标准体系的建立，无服务器边缘计算网络将在自动驾驶、AR/VR、智能制造等领域发挥更大作用，推动网络服务的创新与智能化发展。