边缘计算参考架构白皮书

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边缘计算参考架构2.0之欧阳语创编

边缘计算参考架构2.0

边缘计算产业联盟

工业互联网产业联盟

联合发布

2017年11月

目录2

一、迎接行业智能时代3

（一）行业智能时代已来3

（二）行业智能2.0面临的挑战4

（三）边缘计算使能行业智能2.05

（四）边缘计算产业化当前进展6

二、边缘计算6

（一）边缘计算概念7

（二）基本特点和属性7

（三）边缘计算CROSS价值7

（四）边缘计算与云计算协同8

三、边缘计算参考架构8

（一）模型驱动的参考架构8

（二）多视图呈现9

（三）概念视图10

1、边缘计算节点、开发框架与产品实现10

2、边缘计算领域模型11

（四）功能设计视图12

1、ECN12

2、业务Fabric16

3、联接计算Fabric16

4、开发服务框架（智能服务）18

5、部署运营服务框架（智能服务）19

6、管理服务20

7、数据全生命周期服务20

8、安全服务21

（五）部署视图23

四、ECC产业发展与商业实践24

（一）ECC产业发展总体概况24

1、ECC产业组织合作24

2、ECC标准组织合作24

（二）边缘计算的商业实践25

1、从理论到实践25

2、从水平到垂直25

3、从需求到实践，从实践到需求29

一、迎接行业智能时代

（一）行业智能时代已来

全球已经掀起行业数字化转型的浪潮，数字化是基础，网络化是支撑，智能化是目标。通过对人、物、环境、过程等对象进行数字化产生数据，通过网络化实现数据的价值流动，以数据为生产要素，通过智能化为各行业创造经济和社会价值。智能化是以数据的智能分析为基础，从而实现智能决策和智能操作，并通过闭环实现业务流程的持续智能优化。

以大数据、机器学习、深度学习为代表的智能技术已经在语音识别、图像识别、用户画像等方面得到应用，在算法、模型、架构等方面取得了较大的进展。智能技术已经率先在制造、电力、交通、医疗、农业等行业开始应用，对智能技术提出了新的需求与挑战。行业智能时代已经来临。

边缘计算参考架构

纵向集成
边缘计算
物理世界
物理世界
实现行业智能化2.0面临的产业挑战
OT和ICT跨界协作挑战数据信息难以有效流动与集成
Wise Knowledge Information
Data
Physical System DIKW模型视角
知识模型化仍是巨大挑战
产业链变长，增加了端到端协作集成挑战
边缘计算是分布式开放平台
1
边缘计算参考架构
行业需求导入
2 水平开放平台
行业生态孵化
3 行业垂直参考架构
1 统一术语 2 统一架构
促进产业协作
3
联盟成员携手贡献，匹配行业应用场打造水平开放平台景和需求
基于行业推广实践，打造行业最佳实践，推荐特定行业的技术与标准
参考架构设计理念
模型驱动的参考架构
实现物理世界和数字世界的协作
未来已来，迎接行业智能化2.0
行业智能化1.0：商业过程智能
商业数据为中心
行业智能化2.0：万物智联+ 全流程协作
未来已来
物数据为中心
物数据与商业数据联接协同
无处不在，海量数据，按需服务
AI
大数据云计算泛在网络
电梯预测性维护、机器人协作等
产品全生命周期服务等
• 物理世界与数字世界从割裂转变为协作融合；

边缘计算参考架构3.0

边缘计算产生的背景与需求 /Background and requirements of edge computing 边缘计算的概念与价值 /The concept and value of edge computing

边缘计算参考架构 /Edge computing reference architecture

ECC产业发展与商业实践 /ECC industry development and business practice

边缘计算产生的背景与需求Background and Requirements of Edge

Computing 行业数字化转型以数据作为生产要素，以智能化创造经济与社会价值

Industry digital transformation uses data as a factor of production and uses intelligence to create

economic and social value

产生数据

Generating data

价值流动

Value flow

创造经济与社会价值

Creating values

行业数字化转型需要四个关键转变，连接+数据+模型是基础

The industry's digital transformation requires four key changes . The connection + data + model is the foundation.

边缘计算产生的背景与需求Background and Requirements of Edge

中国移动边缘计算技术白皮书

摘要：

边缘计算技术是一种新兴的计算模式，将数据处理和分析功能从云端

转移到离用户更近的边缘设备上，可以提供更高效的计算和响应能力，适

用于各种应用场景。本文对中国移动边缘计算技术进行了深入分析和探讨，包括边缘计算的定义、架构、关键技术、应用案例等方面。通过详细介绍

和分析，展现了中国移动在边缘计算领域的研究和创新成果。

第一部分：引言

1.1背景介绍

1.2边缘计算的定义

1.3白皮书的目标和意义

第二部分：边缘计算架构

2.1传统的云计算架构

2.2边缘计算的基本架构

2.3边缘计算与云计算的关系

第三部分：边缘计算关键技术

3.1边缘设备

3.1.1边缘设备概述

3.1.2边缘设备的性能要求

3.2网络通信

3.2.1边缘计算的网络需求

3.2.25G和边缘计算的结合

3.3数据处理与分析

3.3.1边缘计算的数据处理需求

3.3.2数据处理与分析的关键技术

3.4安全性与隐私保护

3.4.1边缘计算的安全性需求

3.4.2边缘计算的隐私保护技术

第四部分：边缘计算应用案例

4.1工业生产

4.2智能交通

4.3智能家居

4.4医疗健康

4.5金融服务

4.6其他领域的应用案例

第五部分：边缘计算的发展前景与挑战

5.1边缘计算的发展前景

5.2边缘计算面临的挑战

5.3中国移动在边缘计算领域的研究和创新成果

结论：本文对中国移动边缘计算技术进行了系统性的分析和介绍，展

现了边缘计算技术在各应用场景中的优势和潜力。中国移动在边缘计算领

域的研究和创新成果，为推动边缘计算技术的发展和应用提供了有力支持。

[1] 中国移动边缘计算白皮书，xxx年。

边缘计算参考架构2.0之欧阳家百创编

边缘计算参考架构2.0

欧阳家百（2021.03.07）

边缘计算产业联盟

工业互联网产业联盟

联合发布

2017年11月

目录2

一、迎接行业智能时代3

（一）行业智能时代已来3

（二）行业智能2.0面临的挑战4

（三）边缘计算使能行业智能2.05

（四）边缘计算产业化当前进展6

二、边缘计算6

（一）边缘计算概念7

（二）基本特点和属性7

（三）边缘计算CROSS价值7

（四）边缘计算与云计算协同8

三、边缘计算参考架构8

（一）模型驱动的参考架构8

（二）多视图呈现9

欧阳家百创编

（三）概念视图10

1、边缘计算节点、开发框架与产品实现10

2、边缘计算领域模型11

（四）功能设计视图12

1、ECN12

2、业务Fabric16

3、联接计算Fabric16

4、开发服务框架（智能服务）18

5、部署运营服务框架（智能服务）19

6、管理服务20

7、数据全生命周期服务20

8、安全服务21

（五）部署视图23

四、ECC产业发展与商业实践24

（一）ECC产业发展总体概况24

1、ECC产业组织合作24

2、ECC标准组织合作24

（二）边缘计算的商业实践25

1、从理论到实践25

2、从水平到垂直25

3、从需求到实践，从实践到需求29

一、迎接行业智能时代

欧阳家百创编

（一）行业智能时代已来

边缘计算参考架构

在中国，边缘计算联盟ECC正在努力推动三种技术的融合，也就是OICT的融合（运营Operational、信息Information、通讯CommunicationTechnology）。而其计算对象，则主要定义了四个领域：

第一个是设备域的问题，出现的纯粹的IoT设备，跟自动化的I/O采集相比较而言，有不同但也有重叠部分。那些可以直接用于在顶层优化，而并不参与控制本身的数据，是可以直接放在边缘侧完成处理；

第二个是网络域。在传输层面，直接的末端IoT数据、与来自自动化产线的数据，其传输方式、机制、协议都会有不同，因此，这里要解决传输的数据标准问题，当然，在OPCUA架构下可以直接的访问底层自动化数据，但是，对于Web数据的交互而言，这里会存在IT与OT之间的协调问题，尽管有一些领先的自动化企业已经提供了针对Web方式数据传输的机制，但是，大部分现场的数据仍然存在这些问题。

第三是数据域，数据传输后的数据存储、格式等这些数据域需要解决的问题，也包括数据的查询与数据交互的机制和策略问题都是在这个领域里

边缘计算参考架构20

边缘计算是一种分布式计算模型，旨在将计算和数据存储迁移到距离

数据源更近的边缘网络设备上，以减少数据传输的延迟和网络带宽的需求。边缘计算可以提供更快的响应时间，并减轻中心云服务器上的负载。

边缘计算参考架构2.0是一个综合性的边缘计算解决方案，旨在支持

各种应用场景，包括物联网、工业自动化、智能城市等。该架构将边缘设备、边缘网关、边缘服务器和云平台等组件结合在一起，以实现高效的计

算和数据处理。

在边缘计算参考架构2.0中，边缘设备是最基本的组件，它们扮演着

数据源和计算节点的角色。这些设备可以是传感器、摄像头、无线通信设

备等。边缘设备收集、处理和传输数据到边缘网关。

边缘网关是连接边缘设备和边缘服务器的中间层。它可以对数据进行

预处理、过滤和压缩，然后将处理后的数据传输到边缘服务器，减少带宽

需求和网络延迟。边缘网关还可以控制边缘设备的访问权限，确保系统的

安全性。

边缘服务器是边缘计算的核心组件，它承担着计算和数据处理的任务。边缘服务器可以运行各种应用程序和服务，例如机器学习、数据分析和实

时决策。边缘服务器可以与云平台进行通信，将处理后的数据发送到云平

台进行进一步的处理和存储。

云平台是边缘计算参考架构2.0的最高层，它负责管理和协调边缘服

务器和云服务器之间的通信和数据传输。云平台可以为用户提供数据分析、存储和可视化等服务，同时也可以更新边缘服务器上的应用程序和配置。

总结起来，边缘计算参考架构2.0是一个综合性的边缘计算解决方案，它结合了边缘设备、边缘网关、边缘服务器和云平台等组件，以实现高效

中国联通边缘计算技术白皮书

1概述 (1)

1.1 白皮书愿景及目标 (1)

1.2 白皮书状态 (2)

2MEC驱动力及挑战分析 (3)

2.1 行业及市场发展需求 (3)

2.1.1业务及技术驱动 (3)

2.1.2商业及产业驱动 (5)

2.2 电信运营商网络挑战分析 (6)

2.2.1竖井式网络架构难以满足业务发展需求 (6)

2.2.2ICT融合驱动运营商改变“哑管道运营”格局 (7)

3中国联通MEC平台能力和应用需求 (8)

3.1 MEC平台能力需求 (8)

3.1.1业务域 (8)

3.1.2管理域 (9)

3.2 MEC典型应用需求 (10)

4中国联通LTE网络MEC部署策略 (14)

4.1 LTE网络MEC组网架构 (14)

4.2 中国联通LTE网络MEC部署方案 (14)

4.2.1部署位置 (14)

4.2.2计费方案 (16)

4.3 MEC部署存在的问题分析 (16)

5MEC技术演进路线及规划 (17)

5.1 面向5G网络的MEC关键技术演进 (17)

5.1.1流量疏导方案 (17)

5.1.2业务连续性方案 (18)

5.1.3智能感知与优化方案 (18)

5.2 中国联通MEC组网架构演进 (19)

5.3 中国联通5G网络MEC部署规划 (21)

6总结和展望 (23)

中国联通边缘计算技术白皮书

1 概述

1.1 白皮书愿景及目标

当前，信息通信技术向各行各业融合渗透，数字化信息已成为关键生产要素，经济社会各领域向数字化转型升级的趋势愈发明显。5G网络与云计算、大数据、虚拟增强现实、人工智能等技术深度融合，将连接人和万物，成为各行业数字化转型的关键基础设施。5G包括三大应用场景：eMBB（增强移动宽带）、mMTC （海量机器类通信）和uRLLC（超可靠低时延通信）。其中，eMBB聚焦对带宽有极高需求的业务，例如高清视频、VR（虚拟现实）和AR（增强现实）等，满足人们对于数字化生活的需求；mMTC聚焦对连接密度要求较高的业务，例如智慧城市、智慧农业、智能家居等，满足人们对于数字化社会的需求；uRLLC 聚焦对时延极其敏感的业务，例如自动驾驶、工业控制、远程医疗等，满足人们对于数字化工业的需求。IDC最新统计报告显示，到2020年将有超过500亿的终端与设备联网，而到2018年，就将有50%的物联网网络将面临网络带宽的限制，40%的数据需要在网络边缘侧分析、处理与储存。

边缘计算参考架构3.0

一、导读

边缘计算产业联盟（ECC）与工业互联网产业联盟（AII）在2018年11月联合发布了边缘计算参考架构3.0。本文将以这个参考模型为基础，来介绍边缘计算的目标架构。

该参考架构基于模型驱动的工程方法（Model-Driven Engineering，MDE）进行设计，如图1-1所示，可将物理和数字世界的知识模型化，从而实现以下目标：

●物理世界和数字世界的协作；

●跨产业的生态协作；

●减少系统异构性，简化跨平台移植流程；

●有效支撑系统的全生命周期活动。

▲图1-1 边缘计算参考架构3.0参考架构3.0的主要内容包括：整个系统分为云、边缘和现场三层，边缘计算位于云和现场层之间，边缘层向下支持各种现场设备的接入，向上可以与云端对接。

边缘层包括边缘节点和边缘管理器两个主要部分。边缘节点是硬件实体，是承载边缘计算业务的核心。边缘节点根据业务侧重点和硬件特点的不同，包括以网络协议处理和转换为重点的边缘网关、以支持实时闭环控制业务为重点的边缘控制器、以大规模数据处理为重点的边缘云、以低功耗信息采集和处理为重点的边缘传感器等。

边缘管理器的呈现核心是软件，主要功能是对边缘节点进行统一管理。

边缘节点一般具有计算、网络和存储资源，边缘计算系统对资源的使用有两种方式：

●第一，直接将计算、网络和存储资源进行封装，提供调用接口，边缘管理器以代码下

载、网络策略配置和数据库操作等方式使用边缘节点资源；

●第二，进一步将边缘节点的资源按功能领域封装成功能模块，边缘管理器通过模型驱

动的业务编排的方式组合和调用功能模块，实现边缘计算业务的一体化开发和敏捷部署。

2019边缘计算it基础设施白皮书1.0 - ecii

边缘计算IT 基础设施白皮书1.0 （2019）

边缘计算产业联盟（ECC）与绿色计算产业联盟（GCC）联合发布2019 年11 月

P 前R 言

EFACE

智能世界带来了丰富的应用，产生了海量的连接和数据。据IDC 预测，2015 年全球物联网连接数约 60 亿个，预计 2025 年全球物联网连接数将增长至 270 亿个，物联网设备数量将达到 1000 亿台，连接数的急速增长意味着海量数据的产生，全球数据总量预计 2020 年达到 47 个 ZB ，2025 年达到 163 个 ZB 。

边缘计算兴起，未来超过 70% 的数据和应用将在边缘产生和处理。边缘和移动端设备受场景约束，处理能力和性能的提升受到限制，需要与云协同。随着 5G 的规模部署，网络传输时延、带宽、连接密度均得到数量级的提升，给端 - 边- 云协同提供了基础保障。目前三者的计算架构、开发模式存在较大差异，应用必须多次开发和部署，需要新的计算架构创新提升效率。

为应对边缘计算领域多样性计算这一挑战，边缘计算产业联盟

（Ed g e C om p utin g C o nso r t ium ，简称ECC ）和绿色计算产业联盟（G r ee n Computing Consortium ，简称 GCC ）联合成立边缘计算 IT 基础设施推进工作组 ECII （Edge Computing IT Infrastructure ）。

ECII 项目面向边缘计算分散、多样化的应用部署特点需求，从边缘计算设备架构、运维需求、环境要求、产业生态多个方面提出了标准化要求，涉及边缘服务器、智能边缘一体机、边缘网关的芯片支持、运维管理、安全可靠性、运行环境等标准化要求，以应对复杂多样的部署环境，助力边缘计算行业的标准化，加速产业推广应用。

边缘计算参考架构2.0(上)

１．２多视图呈现以ＩＳＯ／ＩＥＣ／ＩＥＥＥ４２０１０：２０１１架构定义国际标准为指导，将产业对边缘计算的关注点进行系统性的分析，并提出了解决措施和框架，通过如下三类视图来展
在２０１７边缘计算产业峰会上，边缘计算产业联盟和工业互联网产业联盟联合发布《边缘计算参考架构２．０》，重点阐释了边缘计算的概念、特点、价值，分别从概念视图、功能视图、部署视图三个维度全方位展现ＥＣＣ边缘计算参考架构２．０，提出构建模型驱动的智能分布式开放架构，实现架构极简，０ＩＣＴ设施自动化和可视化，以及资源服务与行业业务需求的智能协同，通过全层次开放架构推动跨产业的生态协作，产品的快速孵化，为边缘计算技术研发、应用创新和产业发展提供方向指引。本刊自本期起刊发其中的核心内容以飨读者。
边缘计算参考架构２·Ｏ（上）
★边缘计算产业联盟
１．１模型驱动的参考架构参考架构基于模型驱动的工程方法（Ｍｏｄｅ１一ＤｒｉｖｅｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭＤＥ）进行设计。基于模型可以将物理和数字世界的知ｉ只模型化，从而实现： · 物理世界和数字世界的协作对物理世界建立实时、系统的认知模型。在数字世界预测物理世界的状态、仿真物理世界的运行、简化物理世界的重构，然后驱动物理世界优化运行。能够将物理世界的全生命周期数据与商业过程数据建立协同，实现商业过程和生产过程的协作。 · 跨产业的生态协作基于模型化的方法，ＩＣＴ和各垂直行业可以建立和复用本领域的知识模型体系。ＩＣＴ行业通过水平化的边缘计算领域模型和参考架构屏蔽ＩＣＴ技术复杂性，各垂直行业将行业Ｋｎｏｗ—ｈｏｗ进行模型化封装，实现ＩＣＴ行业与垂直行业的有效协作。 · 减少系统异构性。简化跨平台移植

边缘云计算技术及标准化白皮书

一、边缘云计算简介 (1)

1.1边缘计算概念 (1)

1.2边缘云计算概念 (2)

1.3边缘计算与边缘云计算的关系 (5)

1.4 相关术语 (7)

1.5 缩略语 (7)

二、边缘云计算典型应用场景 (8)

2.1边缘云计算应用场景综述 (8)

2.2场景一：互动直播中的边缘云计算应用 (9)

2.3场景二：智慧城市中的边缘云计算应用 (10)

2.4场景三：新零售中的边缘云计算应用 (12)

三、边缘云计算技术特点 (14)

四、边缘云计算标准化需求 (16)

五、边缘云计算标准化建议 (19)

六、结束语 (21)

一、边缘云计算简介

1.1边缘计算概念

和云计算出现的时候一样，目前业界对边缘计算（Edge Computing）的定义和说法有很多种。ISO/IEC JTC1/SC38对边缘计算给出的定义：边缘计算是一种将主要处理和数据存储放在网络的边缘节点的分布式计算形式。边缘计算产业联盟对边缘计算的定义是指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连接、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。国际标准组织ETSI的定义为在移动网络边缘提供IT服务环境和计算能力，强调靠近移动用户，以减少网络操作和服务交付的时延，提高用户体验。随着5G技术的逐步成熟，MEC（ Multi-Access Edge Computing，也被称为Mobile Edge Computing ）作为5G的一项关键技术成为行业上下游生态合作伙伴们共同关注的热点。目前，ETSI对MEC的定义是指在网络边缘为应用开放者和内容服务商提供所需的云端计算功能和IT服务环境。

工业互联网边缘计算节点架构白皮书

主要部署在工业边缘网关和工业边缘云服务器。微服务满足各个场合的高数据量和高计算量的要求。
• 一个模块化的软件参考架构平台，主要提供视频图像以及时序数据的收集，存储和处理等微服务模块，同时还提供数据安全框架和数据总线微服务。
• 使得在边缘侧测试、优化和部署AI方案变得更容易；模块化和容器化的灵活架构可混合、匹配服务或应用，缩短上市周期；内建异构计算加速工具包，支持方案自动随着相应硬件配置的变化而变化。
角色差异
• 软硬件产品提供商：兼容成本 vs. 用户体验 • 系统集成商：标准化利用 vs. 定制化开发 • 工厂用户：已有产线利用率 vs. 柔性生产需求
目录
工业互联网介绍工业边缘节点概述工业边缘节点参考架构工业边缘节点应用实践
作用及价值
作用
• 提供互联互通机制 • 解决现场连接性问题 • 支持人工智能部署 • 支持实时控制部署
软件参考架构
软件定义工业边缘节点
• 软件定义的时代，万物皆可互联，一切均可编程 • 在软硬件解耦的过程中，功能分层使得定义系统的各个任务分解为相互独立的软
件和硬件模块 • 系统被配置成各种不同的虚拟设备和工作负载，来满足不断涌现的新的要求
微服务
• 微服务由于规模较小而相对容易构建、部署、扩展和维护 • 由于生产工艺的调整，工厂用户可能需要不同的微服务来实现不同的工艺流程 • 灵活快速地修改和创建微服务，可以大大提高工厂用户的效率和创新潜力