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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

本白皮书围绕无服务器边缘计算网络展开，介绍了其发展背景、架构、关键技术、应用场景以及生态建设与产业发展。无服务器边缘计算网络融合了边缘计算和无服务器计算技术，以实现高效、低成本地利用边缘侧的有限异构资源，满足多样化、高吞吐、低时延的网络需求。

主要观点

• 无服务器边缘计算网络是未来网络的重要发展趋势，具有按需使用、按需付费、资源弹性、高效调度、低时延和高可靠性等优势。
• 无服务器计算通过函数即服务（FaaS）和后端即服务（BaaS）等技术，使得开发者无需关注底层基础设施，专注于业务逻辑开发。
• 边缘计算与无服务器计算的融合能够有效解决传统云计算在资源管理、成本、性能等方面的问题，特别是在时间敏感型业务场景中具有显著优势。

关键信息

一、无服务器边缘计算网络的发展背景

• 边缘计算：随着智能终端数量激增和5G、物联网等技术的发展，边缘计算成为解决数据处理延迟和带宽压力的重要手段。
• 无服务器计算：无服务器计算是一种新型的云计算模式，开发者无需管理服务器，而是专注于业务逻辑。其核心是按需使用和计费、细粒度扩缩容、事件驱动、无状态生命周期、应对突发工作负载等。
• 融合趋势：随着边缘计算和无服务器计算的快速发展，两者的融合成为解决低频、时间敏感业务需求的重要方向。

二、无服务器边缘计算网络架构及关键技术

2.1 参考架构

• 智能业务与应用：部署在边缘计算网络中的智能应用，通过函数API接入平台。
• 基于Serverless的服务管理系统：实现服务的部署、发现和调度，具有负载均衡和自动扩缩容能力。
• 边缘网络控制器及编排管理器：统一管理边缘节点资源，优化传输路径，提升网络性能。
• 分布式边缘计算网络基础设施资源：包括边缘计算节点和网络设备，为无服务器边缘计算提供资源支持。

2.2 关键技术

• 基于Serverless的服务管理技术：实现服务的自动部署、发现和调度，提升系统灵活性和可扩展性。
• 资源管理编排技术：利用容器、Unikernel等技术，实现资源的统一管理和弹性调度，提高资源利用率。
• 网络控制管理技术：基于SDN和TSN技术，实现低时延、高可靠性的网络传输，支持时间敏感业务。

三、无服务器边缘计算网络的应用场景

• 智能制造：支持实时数据处理和AI分析，提升生产效率和安全性。
• 物联网：处理设备数据，降低传输成本，提高响应速度。
• 车联网：实现低延迟通信和实时交通管理，支持自动驾驶和智能交通。
• AR/VR：提供实时渲染和数据处理，满足高刷新率和低延迟需求。
• 智慧交通：通过边缘计算实现动态感知和智能调度，提高交通效率。

四、无服务器边缘计算网络生态建设与产业发展

4.1 开源生态发展

• EdgeGallery：由华为、紫金山实验室等发起，支持5G边缘计算，基于Kubernetes进行开发。
• KubeEdge：实现边云协同，支持边缘自治、资源调度和流量管理。
• K3S：轻量级Kubernetes部署方案，适合边缘环境。
• OpenYurt：阿里云开源的边缘计算解决方案，支持多种运行时和事件触发。
• OpenFaaS：支持多种语言，提供易用的UI界面和灵活的扩缩容机制。
• OpenWhisk：分布式Serverless平台，支持事件驱动和多种服务组件。
• Kubeless：运行在Kubernetes上的FaaS平台，支持多种语言和事件触发。

4.2 产业发展

• 微软：推出Azure IoT Edge和Azure Functions，支持边缘计算和Serverless应用。
• 中国联通：推出基于云网边一体化的边缘云产品，探索Serverless算力网络。
• 中国移动：研发OpenSigma平台，支持边缘计算和5G网络的协同。
• 阿里巴巴：部署边缘计算节点，推出函数计算和边缘计算平台，支持多种应用场景。
• 腾讯：推出云函数，支持物联网和CDN边缘节点的计算任务。
• 亚马逊：推出Lambda@Edge，实现边缘计算的低延迟和高效处理。
• Akamai：推出EdgeWorkers，支持全球部署的边缘服务。
• Fastly：推出Compute@Edge，提供高性能、低延迟的无服务器边缘计算。
• Cloudflare：推出Cloudflare Workers，支持边缘部署的无服务器应用。

4.3 标准化进展

• ETSI：定义MEC框架，推动多接入边缘计算标准，支持多种接入方式。
• 中国通信标准化协会：成立工业互联网特设任务组，推进工业互联网和边缘计算的标准化。
• ITU-T：立项边缘云管理需求等标准，推动分布式云和边缘计算的融合。
• 边缘计算标准件计划：由多个企业和科研机构联合发起，旨在解决边缘计算标准缺失问题，推动产业标准化。

五、总结与展望

无服务器边缘计算网络是未来网络的重要发展方向，能够有效支持低延迟、高吞吐和高可靠性的业务场景。随着技术的不断成熟，无服务器边缘计算网络将在智能制造、物联网、车联网、AR/VR等场景中发挥越来越重要的作用，同时推动网络生态的建设与标准化进程，实现更高效、更灵活的网络服务。