边缘计算参考架构2.0_50页_2mb
报告摘要
边缘计算参考架构2.0总结
核心内容
边缘计算参考架构2.0是为应对行业智能2.0带来的挑战而设计的,旨在通过模型驱动、分布式架构和开放平台,实现物理世界与数字世界的融合与协同,支撑行业数字化转型的广泛应用。
主要观点
- 行业智能时代已来:行业数字化转型已进入智能化阶段,智能化是目标,基于数据的智能分析和决策成为关键。
- 行业智能2.0的挑战:包括OT与ICT的跨界协作、信息流动与集成、知识模型化、产业链协作等。
- 边缘计算的关键能力:包括建立物理与数字世界的联接、模型驱动的智能架构、开发与部署框架、与云计算的协同。
- 边缘计算的产业化进展:自2015年进入Gartner技术成熟曲线,2017年ECC联盟成立,推动边缘计算标准与实践发展。
关键信息
边缘计算概念
边缘计算是一种在靠近物或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台,提供边缘智能服务,满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的需求。
边缘计算的基本特点
- 联接性:支持多种网络接口、协议、拓扑,兼容工业总线。
- 数据第一入口:数据实时性、多样性、完整性是其主要特点。
- 约束性:需适配工业现场恶劣环境,对功耗、成本、空间有较高要求。
- 分布性:支持分布式计算、存储、资源调度和管理。
- 融合性:支持OT与ICT在联接、数据、管理、控制、应用、安全等方面的协同。
边缘计算的CROSS价值
- 联接的海量与异构:兼容多种联接,提升网络运维与扩展能力。
- 业务的实时性:满足10ms级实时业务需求,支持本地决策。
- 数据的优化:实现数据聚合、统一呈现与开放。
- 应用的智能性:提升业务流程优化与运维自动化,实现预测性维护等创新应用。
- 安全与隐私保护:提供端到端安全防护,支持设备、网络、数据、应用的安全,以及态势感知与主动防护。
边缘计算与云计算协同
- 网络:SDN支持数据聚合,云端进行数据分析。
- 业务:Agent支持边缘业务,云端进行业务编排。
- 应用:微应用支持边缘,云端进行应用生命周期管理。
- 智能:边缘进行分布式推理,云端进行集中式训练。
边缘计算参考架构设计
- 模型驱动的参考架构:通过模型化实现物理与数字世界的协作、跨行业生态协作、系统异构性减少、全生命周期支持。
- 多视图呈现:包括概念视图、功能设计视图和部署视图,满足跨行业非功能性需求。
- ECN节点:具备异构联接能力、实时处理、软硬一体化安全等特性。
- 开发服务框架:支持模型化开发、仿真与集成发布,涵盖多种开发语言与工具链。
- 部署运营服务框架:包括业务编排、应用部署与应用市场,实现业务敏捷与资源优化。
- 管理服务:涵盖终端、网络、服务器、数据、业务与应用的统一管理。
- 数据全生命周期服务:包括数据预处理、数据分析、数据分发与策略执行、数据可视化与存储。
- 安全服务:涵盖设备、网络、数据、应用四个层面的安全,支持态势感知、策略执行、身份与认证管理等。
ECC产业发展与商业实践
- 产业联盟:ECC联盟成员超过150家,涵盖华为、英特尔、ARM等企业。
- 标准组织合作:与IEEE、IEC、IIC、CAA、Avnu Alliance等组织合作,推动标准制定与产业应用。
- 商业实践:
- 梯联网:通过边缘计算实现电梯状态监控与预测性维护。
- 智慧水务:实现设备感知与智能分析,提升用水安全。
- 智能楼宇:实现楼宇设备的监控与控制,打造绿色高效环境。
- 智慧照明:实现路灯自适应控制与能耗优化。
- 智能制造:通过虚拟化和业务编排实现生产资源的模型化与协同。
附录
术语表
| 序号 | 中文名称 | 英文名称 | 定义 |
|---|---|---|---|
| 1 | 云计算 | Cloud Computing | 基于互联网的计算资源服务 |
| 2 | 边缘计算 | Edge Computing | 靠近数据源头的智能服务 |
| 3 | 智能资产 | Smart Asset | 具备ICT能力的自主化资产 |
| 4 | 智能网关 | Smart Gateway | 实现物理与数字世界联接 |
| 5 | 智能系统 | Smart System | 基于分布式网关与服务器的协同系统 |
| 6 | 智能服务 | Smart Service | 基于模型驱动的统一服务框架 |
| 7 | 软件定义网络 | Software-Defined Networking | 网络控制与转发分离 |
| 8 | 实时以太网络 | Time-Sensitive Networking | 支持实时优先级和时钟同步 |
| 9 | 异构计算 | Heterogeneous Computing | 多种计算单元协同处理 |
| 10 | 时序数据库 | Time Series Database | 支持时序数据的存储与查询 |
| 11 | 互操作 | Interoperability | 系统间信息交换与协同 |
| 12 | 信息模型 | Information Model | 数据的语义化表示 |
缩略语表
| 序号 | 缩略语 | 英文名称 | 中文名称 |
|---|---|---|---|
| 1 | AI | Artificial Intelligence | 人工智能 |
| 2 | AR | Augmented Reality | 增强现实 |
| 3 | ASIC | Application Specific Integrated Circuit | 应用集成电路 |
| 4 | CCF | Connectivity and Computing Fabric | 联结计算Fabric |
| 5 | CSMA/CD | Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection | 基带冲突检测的载波监听多路访问技术 |
| 6 | CNC | Computer Numerical Control | 数控机床 |
| 7 | CPS | Cyber-Physical System | 信息物理系统 |
| 8 | CRUD | Create/Retrieve/Update/Delete | 增加/读取查询/更新/删除 |
| 9 | CT | Communication Technology | 通信技术 |
| 10 | DCS | Distributed Control System | 分布式控制系统 |
| 11 | DDoS | Distributed Denial of Service | 分布式拒绝服务 |
| 12 | DDS | Data Distribution Service | 数据分发服务 |
| 13 | DIKW | Data Information Knowledge Wise | DIKW知识模型 |
| 14 | ECC | Edge Computing Consortium | 边缘计算产业联盟 |
| 15 | ECN | Edge Computing Node | 边缘计算节点 |
| 16 | ERP | Enterprise Resource Planning | 企业资源计划 |
| 17 | EVF | Edge Virtualization Function | 边缘虚拟化功能 |
| 18 | FPGA | Field-Programmable Gate Array | 现场可编程门阵列 |
| 19 | HC | Heterogeneous Computing | 异构计算 |
| 20 | HDD | Hard Disk Drive | 硬盘驱动器 |
| 21 | HMI | Human Machine Interface | 人机界面接口 |
| 22 | ICT | Information and Communication Technology | 信息通信技术 |
| 23 | II | Industry Intelligence | 行业智能 |
| 24 | IIC | The Industrial Internet Consortium | 工业互联网联盟 |
| 25 | IPS/IDS | Intrusion Prevention System / Intrusion Detection Systems | 入侵检测和防护系统 |
| 26 | IT | Information Technology | 信息技术 |
| 27 | MAC | Media Access Control | 媒体访问控制 |
| 28 | MDE | Model-Driven Engineering | 模型驱动 |
| 29 | MES | Manufacturing Execution System | 制造执行系统 |
| 30 | OICT | OT & ICT | 运营技术与信息通信技术 |
| 31 | OPC UA | OPC Unified Architecture | OPC统一架构 |
| 32 | OS | Operating System | 操作系统 |
| 33 | OT | Operation Technology | 运营技术 |
| 34 | PC | Policy Controller | 策略控制器 |
| 35 | PE | Policy Executor | 策略执行器 |
| 36 | PLC | Programmable Logic Controller | 可编程逻辑控制器 |
| 37 | QoS | Quality of Service | 服务质量 |
| 38 | REST | Representational State Transfer | 表述性状态传递 |
| 39 | SDN | Software-Defined Networking | 软件定义网络 |
| 40 | SF | Service Fabric | 业务Fabric |
| 41 | SLA | Service-Level Agreement | 服务等级协议 |
| 42 | SO | Service Orchestrator | 业务编排 |
| 43 | SSD | Solid State Drives | 固态硬盘 |
| 44 | TLS | Transport Layer Security Protocol | 安全传输协议 |
| 45 | TSDB | Time Series Database | 时序数据库 |
| 46 | TSN | Time-Sensitive Networking | 实时网络 |
| 47 | vPLC | Virtual Programmable Logic Controller | 虚拟可编程逻辑控制器 |
| 48 | VPN | Virtual Private Network | 虚拟专用网络 |
| 49 | VR | Virtual Reality | 虚拟现实 |
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