邊緣計(jì)算的發(fā)展歷史詳細(xì)說(shuō)明

1946年出現(xiàn)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)后，信息技術(shù)快速迭代升級(jí)，最近10年發(fā)展到了4G網(wǎng)絡(luò)和云計(jì)算階段。即將到來(lái)的5G將提供eMBB高帶寬、URLLC極低時(shí)延、mMTC大連接等高品質(zhì)業(yè)務(wù)，同時(shí)也面臨新的挑戰(zhàn)。

－eMBB場(chǎng)景，4K/8K大視頻內(nèi)容給傳輸/承載網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)較大壓力；

－mMTC場(chǎng)景，海量連接產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)催生對(duì)分布式算力的需求；

－URLLC場(chǎng)景，云端的算力實(shí)時(shí)性不夠，無(wú)法滿足毫秒級(jí)超低時(shí)延業(yè)務(wù)需求；

－數(shù)字化和智能化（圖像識(shí)別、機(jī)器決策、AR/VR等）的算力需求推高終端成本；

－從數(shù)據(jù)安全和隱私考慮，有些行業(yè)應(yīng)用希望在本地存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)。面對(duì)上述挑戰(zhàn)，MEC（Multi-Access Edge Computing）成為業(yè)界焦點(diǎn)。MEC把算力附著在網(wǎng)絡(luò)邊緣，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的本地化，可以有效降低業(yè)務(wù)時(shí)延、帶寬開銷和終端成本，提升業(yè)務(wù)體驗(yàn)和數(shù)據(jù)安全，為以人為中心的新型業(yè)務(wù)和以物為中心的萬(wàn)物互聯(lián)應(yīng)用提供有效支撐。

前世：4G時(shí)代孕育MEC的發(fā)展MEC并非5G的產(chǎn)物，4G時(shí)代不少主流運(yùn)營(yíng)商都啟動(dòng)了MEC試點(diǎn)，對(duì)其技術(shù)和商業(yè)模式進(jìn)行探索。MEC試點(diǎn)項(xiàng)目通過(guò)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)邊緣增加計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理等能力，來(lái)承載不同的行業(yè)應(yīng)用，比如CDN、視頻監(jiān)控、人臉識(shí)別等。這些嘗試為5G時(shí)代MEC的蓬勃發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。然而4G時(shí)代MEC方案存在一些技術(shù)上的短板：

－MEC業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)不完善，4G時(shí)代ETSI定義的MEC整體參考架構(gòu)、應(yīng)用生命周期管理和運(yùn)維框架等，缺少多接入邊緣計(jì)算系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)切片支撐、接口規(guī)范和編排管理等部分。

－4G核心網(wǎng)CU未分離，導(dǎo)致邊緣側(cè)分流和對(duì)接方案復(fù)雜，無(wú)線側(cè)TOF（Traffic Offload）分流方案中監(jiān)管、安全與計(jì)費(fèi)方面有缺失，導(dǎo)致商用困難。

加上MEC應(yīng)用生態(tài)不完善，企業(yè)用戶的參與熱情不高，使得MEC在4G時(shí)代未得到廣泛應(yīng)用。MEC今生：5G的最佳拍檔5G網(wǎng)絡(luò)的連接密度和流量密度較4G提升數(shù)十倍乃至百倍，時(shí)延降低到幾毫秒，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量得到大幅提升，不僅使已有的4G業(yè)務(wù)得以升級(jí)，提升個(gè)人數(shù)字化體驗(yàn)，同時(shí)將催生新的業(yè)務(wù)。ETSI定義MEC的七大應(yīng)用場(chǎng)景，包括智能移動(dòng)視頻加速、監(jiān)控視頻流分析、AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）、密集計(jì)算輔助、在企業(yè)專網(wǎng)之中的應(yīng)用、車聯(lián)網(wǎng)、IoT（物聯(lián)網(wǎng)）網(wǎng)關(guān)服務(wù)，并詳細(xì)定義了MEC參考架構(gòu)（見圖1）、端到端邊緣應(yīng)用移動(dòng)性、網(wǎng)絡(luò)切片支撐、合法監(jiān)聽、基于容器的應(yīng)用部署、V2X支撐、Wi-Fi與固網(wǎng)能力開放等，在規(guī)范層面更好地支撐MEC的落地。

從MEC的主要應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，連接&分流、網(wǎng)絡(luò)QoS保障、算力供應(yīng)、能力開放&共享、應(yīng)用的快速部署是MEC要解決的核心問題。所以MEC的關(guān)鍵是打造靈活的網(wǎng)、多態(tài)的云和豐富的能力，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建應(yīng)用生態(tài)來(lái)為客戶提供業(yè)務(wù)。

－靈活的網(wǎng)：全連接，邊緣分流，質(zhì)量保障支持多種網(wǎng)絡(luò)連接，包括4G、5G、Wi-Fi、固網(wǎng)、NB-IoT，滿足各種終端接入MEC。允許邊緣分流，實(shí)現(xiàn)流量本地化，降低承載/傳輸網(wǎng)的壓力，解決企業(yè)的組網(wǎng)問題并消除其對(duì)數(shù)據(jù)安全的顧慮；5G網(wǎng)絡(luò)支持UPF在不同的位置按需進(jìn)行靈活的部署，并可提供多種分流策略。按需提供網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保障，通過(guò)切片/QoS機(jī)制保障業(yè)務(wù)對(duì)帶寬、時(shí)延等質(zhì)量訴求。

－多態(tài)的云：支持多樣化硬件，按需供應(yīng)各種算力，快速部署應(yīng)用支持各種形態(tài)的計(jì)算資源和加速硬件（智能網(wǎng)卡、GPU、FPGA等）；按需供應(yīng)算力：提供裸機(jī)、虛機(jī)、容器資源，以及各種加速資源對(duì)網(wǎng)絡(luò)、圖像/視頻分析、加解密等進(jìn)行加速；邊緣輕量化、無(wú)人值守運(yùn)維：結(jié)合邊緣機(jī)房特點(diǎn)，采取輕量化部署方案，并支持一鍵開通和無(wú)人值守運(yùn)維方式。

－豐富的能力：開放網(wǎng)絡(luò)能力，簡(jiǎn)化應(yīng)用開發(fā)通過(guò)開放網(wǎng)絡(luò)信息和能力，比如TCPO、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信息能力、QoS能力、帶寬能力、位置能力等，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)的感知，增強(qiáng)業(yè)務(wù)體驗(yàn)。對(duì)通用的IT服務(wù)進(jìn)行抽象，提供給應(yīng)用開發(fā)者，簡(jiǎn)化和加快應(yīng)用的開發(fā)，如視頻識(shí)別、低時(shí)延視頻、IOT設(shè)備管理、視頻優(yōu)化、APP注冊(cè)管理等服務(wù)。

－構(gòu)建應(yīng)用生態(tài)，滿足個(gè)人用戶和行業(yè)用戶的需求5G使能千行百業(yè)，不同的行業(yè)在信息化和智能化過(guò)程種面臨不同的問題，運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商需要聯(lián)合行業(yè)合作伙伴，結(jié)合行業(yè)的差異化需求共同提供解決方案，運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備上聚焦網(wǎng)和云，行業(yè)伙伴則聚焦應(yīng)用。

MEC未來(lái)：泛在網(wǎng)絡(luò)和泛在算力隨著邊緣網(wǎng)絡(luò)生態(tài)范圍的擴(kuò)大，更多的技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新將圍繞邊緣網(wǎng)絡(luò)發(fā)生，也更具廣闊的想象空間。

－云邊協(xié)同：平衡性能和成本，滿足經(jīng)濟(jì)性需要MEC提供的本地算力成本明顯高于云計(jì)算，對(duì)于時(shí)延不敏感的業(yè)務(wù)，可以交由集中云處理，比如海量數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析、AI模式訓(xùn)練等；AI推理和策略執(zhí)行則交給MEC。通過(guò)邊緣和云端算力協(xié)同，使得業(yè)務(wù)取得性能和成本的平衡。

－邊邊協(xié)同：實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)性，觸發(fā)邊緣網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)以V2X為例，車在移動(dòng)時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)/MEC覆蓋的邊界會(huì)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)/MEC的切換，為保障服務(wù)的連續(xù)性，需要通過(guò)邊邊協(xié)同來(lái)解決。MEC之間需要通過(guò)邊緣網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，這將觸發(fā)邊緣網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)。邊邊協(xié)同包含4個(gè)層面：網(wǎng)-網(wǎng)協(xié)同、網(wǎng)-云協(xié)同、云-云協(xié)同和應(yīng)用協(xié)同。

－算力網(wǎng)絡(luò)：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)感知算力，按需路由轉(zhuǎn)換成多邊互聯(lián)結(jié)構(gòu)。

－區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、共識(shí)機(jī)制、對(duì)等互聯(lián)等特點(diǎn)和邊邊互聯(lián)模型完美匹配，通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)可對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行可信認(rèn)證和鑒權(quán)，提升業(yè)務(wù)和系統(tǒng)安全性。

－網(wǎng)格計(jì)算：實(shí)現(xiàn)超大型計(jì)算任務(wù)的分布式計(jì)算

當(dāng)分散的算力節(jié)點(diǎn)連成龐大的算力網(wǎng)絡(luò)，便可演化為計(jì)算網(wǎng)格以承接大型/巨型運(yùn)算任務(wù)，通過(guò)把應(yīng)用切分成若干相互獨(dú)立的運(yùn)算單元，通過(guò)算力網(wǎng)絡(luò)將其調(diào)度到不同的邊緣節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)起分布式運(yùn)算。

－函數(shù)計(jì)算：實(shí)現(xiàn)通用算力需求抽象，算力與連接同在函數(shù)計(jì)算是事件驅(qū)動(dòng)的全托管Serverless計(jì)算服務(wù)，通過(guò)對(duì)常用的算力需求進(jìn)行抽象，封裝成豐富的函數(shù)集，供業(yè)務(wù)調(diào)用，業(yè)務(wù)則僅專注于本身邏輯。函數(shù)計(jì)算為業(yè)務(wù)提供彈性、高可用、擴(kuò)展性好、極速響應(yīng)的計(jì)算能力，便于快速構(gòu)建任應(yīng)用和服務(wù)?？v觀IT發(fā)展歷史，從大型機(jī)到PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)了算力從集中到分散的分配；從PC機(jī)到云計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了從分散到集中的算力按需分配；從云計(jì)算到邊緣計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了算力從遠(yuǎn)到近提升服務(wù)質(zhì)量。未來(lái)將進(jìn)一步發(fā)展上述新技術(shù)，通過(guò)更加智能的網(wǎng)絡(luò)連接，更加豐富的算力，最終實(shí)現(xiàn)泛在網(wǎng)絡(luò)和泛在算力。