2019边缘计算IT基础设施白皮书1.0_28页_3mb

边缘计算IT基础设施白皮书1.0 (2019) 总结

核心内容概述

本白皮书由边缘计算产业联盟（ECC）与绿色计算产业联盟（GCC）联合发布，旨在推动边缘计算IT基础设施的标准化和产业生态建设。文档重点分析了边缘计算的最新发展趋势、价值场景、硬件整体规划、边缘服务器需求与技术方案等内容，为边缘计算的部署与应用提供了全面指导。

主要观点

• 边缘计算的重要性：未来超过 $70%$ 的数据和应用将在边缘侧产生和处理，边缘计算成为实现智能世界的关键技术。
• 多样性计算需求：由于边缘计算场景的复杂性，需要支持异构计算架构，如ARM、X86、GPU、NPU等，以满足高并发、多样化数据处理和AI计算需求。
• 边云协同：边缘计算与云计算的协同是提升整体计算效率和用户体验的关键，包括IaaS、PaaS和SaaS层面的协同。
• 5G与边缘计算结合：5G网络为边缘计算提供了良好的基础，支持低时延、高带宽和海量连接，推动了云游戏、Cloud VR等新兴业务的发展。
• 安全与可信：边缘基础设施的安全性至关重要，包括完整性校验、身份鉴别、接入认证、虚拟化安全和操作系统安全等。
• 运维管理：边缘服务器的运维管理需要支持自动化、多活架构、统一接口和高效部署，以适应边缘计算部署广泛和分散的特点。
• 生态开放性：边缘计算硬件和软件需具备开放性，支持多种操作系统、数据库、虚拟化和云平台，形成完整的产业生态。

关键信息

边缘计算价值场景

1. 智慧园区：涉及海量网络连接与管理、实时数据采集与处理、本地业务自治，提升园区智能化水平。
2. 安卓云与云游戏：通过边缘服务器实现游戏视频流的渲染与压缩，支持终端免安装、免升级，降低终端成本。
3. 内容分发网络（CDN）：支持异构计算和高性能存储，降低访问延时，提升用户体验。
4. 视频监控：实现边缘图像识别与视频分析，支持本地智能存储与边云协同，提升安防效率。
5. 工业物联网：支持统一工业网络、虚拟化平台和安全机制，解决工业场景中数据互联互通和安全性问题。
6. Cloud VR：通过5G+MEC协同实现低时延、大带宽交互，支持VR内容的高效分发和渲染。

边缘计算硬件整体规划

• 边缘服务器：主要计算载体，承担 $70%$ 以上的计算任务，需支持异构计算、满足部署环境要求（如600mm深机柜、环境温度适应性等）。
• 智能边缘一体机：集成了计算、存储、网络、虚拟化等能力，支持快速部署和远程管理。
• 边缘网关：实现网络接入、协议转换、数据采集与处理，支持轻量级容器/虚拟化技术，适应行业场景需求。

边缘服务器需求

1. 异构计算需求：支持ARM、X86、GPU、NPU等多类型芯片，适应不同业务场景。
2. 部署运维需求：需支持统一运维管理接口，实现自动化部署、远程管理与故障自愈。
3. 环境匹配需求：需适应复杂边缘环境，如机柜深度、温度、承重等。
4. 产业生态需求：支持主流操作系统、数据库、虚拟化平台和云服务，构建开放生态。

边缘服务器技术方案

1. 多芯片支持：支持多种计算架构，包括ARM、X86、GPU、NPU等。
2. 运维管理架构：包括自动化运维、多活微服务架构、统一管理接口等。
3. 安全可信机制：包括完整性校验、身份鉴别、接入认证、虚拟化安全、操作系统安全等。
4. 运行环境要求：支持宽温范围、前维护设计、低功耗等。
5. 生态开放支持：提供丰富的软件工具链、编译器、JDK、加速库等，支持开发者进行高效开发。

附录信息

• 典型配置推荐：

  • 华为：支持多种芯片架构，具备高扩展性和冗余设计。
  • 飞腾：提供64核ARM处理器，支持多种接口和存储配置。
  • Ampere：支持ARM架构，具备灵活的扩展性和性能优化能力。

• 支持的组件清单：

  • 操作系统：CentOS、Ubuntu、麒麟、深度、红旗、凝思等。
  • 应用开发工具包及库：支持多种开源和商业工具，如OpenJDK、QT、Eclipse、GCC等。
  • 虚拟化：支持QEMU-KVM、Docker、华为FusionSphere等。
  • 云平台：支持OpenStack、Kubernetes、华为HCS、FusionAccess等。
  • 数据库：支持GaussDB、达梦、Kingbase、神通、南大通用等。

总结

ECII项目组致力于推动边缘计算IT基础设施的标准化与产业化，通过制定统一规范、推动产业样机开发和测试认证，助力边缘计算在智慧园区、云游戏、CDN、视频监控、工业物联网和Cloud VR等场景中的应用。边缘计算的未来将依赖于异构计算、边云协同、5G技术、安全可信机制和开放生态的协同推进。