《运营商边缘计算网络技术白皮书》读书笔记

2019年11月

边缘计算产业联盟与网络5.0产业和技术创新联盟联合发布

 

边缘计算：边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务，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关键需求。它从边缘计算的位置、能力与价值等维度给出定义，在边缘计算产业发展的初期有效牵引产业共识，推动边缘计算产业的发展。

 

边缘计算2.0：边缘计算的业务本质是云计算在数据中心之外汇聚节点的延伸和演进，主要包括云边缘、边缘云和云化网关三类落地形态；以“边云协同”和“边缘智能”为核心能力发展方向；软件平台需要考虑导入云理念、云架构、云技术，提供端到端实时、协同式智能、可信赖、可动态重置等能力；硬件平台需要考虑异构计算能力，如鲲鹏、ARM、X86、GPU、NPU、FPGA 等。

 

边缘计算网络的三个部分：

ECA（Edge Computing Access，边缘计算接入网络）：从用户系统到边缘计算系统所经过的网络基础设施；

ECN（Edge Computing Network，边缘计算内部网络）：边缘计算系统内部网络基础设施；

ECI（Edge Computing Interconnect，边缘计算互联网络）：从边缘计算系统到云计算系统（如公有云、私有云、通信云、用户自建云等）、其它边缘计算系统、各类数据中心所经过的网络基础设施；

 

典型应用场景：

1.城市监控固移融合场景

传统的监控绝大多数是固定监控方式。通过在交通指示灯、路灯等设施安装摄像头实现对固定目标或一个有限监控区域的视频监控。因其部署位置固定，目前多采用固网接入的方式，可以有效保障其带宽以及视频流传输的稳定性。不过固定点监控不可避免地存在盲点。这就需要配合执法人员进行动态的全方位监控。一般通过为执法人员配备便携式摄像头等方式，实现执法的全过程监控以及追踪等功能。

通过固网和移动网的多接入承载，固定点监控和移动监控相互配合，可以对采集到的人像信息进行实时的处理，有效提高执法的时效性，降低大量视频数据对网络的冲击，降低上行网络带宽占用率，解决目前事后处理和搜索的诸多缺陷。

2.园区智能门禁场景

门禁是进入园区的第一道入口。目前很多企业仍然使用传统的人工登记的方式，严重影响了园区通行的效率。同时，园区门禁、大楼门禁、会议室门禁等多道验证也影响了园区内用户以及到访园区的访客体验。为解决上述问题，可以在运营商接入机房部署边缘计算节点以及相应的业务，通过园区网络与运营商网络的融合来联动多道门禁，节省用户及访客到达某个具体会议室或办公室的时间，提高用户体验。

边缘计算对网络的需求可以总结为以下几个方面：

1) 支持业务通过固网或移动网的多接入需求。

2) 满足边缘计算的可靠连接性需求，无绕行网络。

3) 支持网络边云协同/ 跨域边云协同。

4) 支持算力按需调度，选取最优节点处理业务的需求。

5) 运营商网络和园区网融合的互联互通互操作、以及安全互信需求。

6) 满足边缘计算的确定性时延/ 低时延、高带宽、高并发网络需求。

7) 支持现场异构接入网络。

边缘计算网络技术未来发展方向

1. 从有损网络到无损网络 （信息的传输）
2.  从“尽力而为”到确定性
3. 从流量哑管道到算力智能网络

传统网络仅仅作为信息传送的一种通道，将数字世界中的信息以报文的形式进行端到端的转发，随着云网融合的发展，网络能够携带更多的资源能力信息，将“算力”作为一种资源进行传播。

1. 从IP 寻址到内容寻址
2. 从被动安全到主动安全
3. 从能力受限的接入到随时随地的接入

 

算力网络：

算力网络技术可用于解决在边缘计算中，由于单个站点算力资源有限而导致的可扩展和调度性能差的问题。当边缘业务无法及时处理时，可根据业务的优先级，通过算力网络将时延不敏感的业务调度到其它空闲节点进行计算，以确保本地的高优先级业务得到及时处理。

现有业务应用层和网络解耦，应用层无法精准、实时掌握网络性能，以应用层为主的寻址结果的综合性能可能不是最优、甚至比较差，导致业务体验差。此外，当前互联网的假设是静态的server 加上移动的client，传统基于DNS解析的IP 寻址，以及建立TCP/TLS 会话的网络模式，也难以发挥动态、微服务、泛在计算的优势，不能保证计算效率最大化。未来网络架构，需要能够支持不同的计算类应用，根据不同的业务需求，网络实时状况，计算资源实时状况，可以动态地路由到离client 不同距离的计算节点上执行计算任务。因此提出一个基于分布式网络的计算网络融合新架构—算力网络以试图解决以上问题。

算力网络面向计算与网络融合的新架构、新协议、新技术探索：位于网络层之上的算力网络薄层，将当前的计算能力状况和网络状况作为路由信息发布到网络，网络将计算任务报文路由到相应的计算节点，实现用户体验最优、计算资源利用率最优、网络效率最优。