工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算 課件 任務(wù)1.4 邊緣計(jì)算項(xiàng)目總體系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算——模塊1邊緣計(jì)算項(xiàng)目背景及需求分析目錄CONTENTS項(xiàng)目背景分析任務(wù)1.1項(xiàng)目需求分析任務(wù)1.2企業(yè)項(xiàng)目技術(shù)選擇任務(wù)1.3邊緣計(jì)算項(xiàng)目總體系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)1.4邊緣計(jì)算項(xiàng)目實(shí)施步驟任務(wù)1.5任務(wù)1.4邊緣計(jì)算項(xiàng)目總體系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)1.4.1邊緣計(jì)算項(xiàng)目系統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求1.項(xiàng)目系統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（1）面向終端用戶：服務(wù)質(zhì)量和體驗(yàn)質(zhì)量

服務(wù)質(zhì)量（QualityofService，QoS)與體驗(yàn)質(zhì)量（QualityofExperience，QoE）是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)領(lǐng)域的經(jīng)典評(píng)價(jià)方法，其要求直接影響了邊緣計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果。

各類終端設(shè)備與系統(tǒng)對(duì)邊緣計(jì)算在服務(wù)質(zhì)量與體驗(yàn)質(zhì)量方面的要求，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：高可用、低延遲、高可靠。1.4.1邊緣計(jì)算項(xiàng)目系統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求（2）面向服務(wù)提供者：服務(wù)管理（3）面向應(yīng)用開發(fā)者：邊緣底層透明1.4.1邊緣計(jì)算項(xiàng)目系統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求2.邊緣計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)面臨的獨(dú)特挑戰(zhàn)（1）多樣化、定制化的場(chǎng)景（2）終端用戶的移動(dòng)性（3）基礎(chǔ)設(shè)施的資源受限和不確定性（4）邊緣服務(wù)多樣、海量、異構(gòu)1.4.2邊緣計(jì)算項(xiàng)目總體系統(tǒng)架構(gòu)邊緣計(jì)算主要涉及三個(gè)實(shí)體：終端設(shè)備、邊緣設(shè)備和云中心。所謂邊緣計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)，就是指這三個(gè)實(shí)體是通過怎樣的軟硬件方式有效組織起來協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)的，包括硬件系統(tǒng)架構(gòu)和軟件系統(tǒng)架構(gòu)。硬件系統(tǒng)架構(gòu)是指上述三個(gè)實(shí)體的層次架構(gòu)以及邊緣網(wǎng)絡(luò)的組織形式，而軟件系統(tǒng)架構(gòu)則是指在整個(gè)邊緣計(jì)算生態(tài)中其信息流的運(yùn)行和管理方式。1.4.2邊緣計(jì)算項(xiàng)目總體系統(tǒng)架構(gòu)1.兩類邊緣：主干網(wǎng)邊緣和泛在邊緣

主干網(wǎng)邊緣設(shè)備通?？晒芸煽?，資源相對(duì)充沛，如移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的基站等。而泛在邊緣設(shè)備如筆記本電腦、智能手機(jī)等，不論是資源的可用性還是使用的穩(wěn)定性，都有較強(qiáng)的不確定性。

邊緣計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)中云-邊-端架構(gòu)、邊-端架構(gòu)、多接入邊緣計(jì)算（Multi-AcessEdgeComputing，MEC）架構(gòu)中的邊緣服務(wù)器屬于主干網(wǎng)邊緣，分布式D2D架構(gòu)是典型的泛在邊緣。1.4.2邊緣計(jì)算項(xiàng)目總體系統(tǒng)架構(gòu)2.云-邊-端系統(tǒng)架構(gòu)

云-邊-端架構(gòu)包含云中心層、邊緣層以及終端層，即云、邊、端協(xié)同，其包括兩層含義：云、邊協(xié)同和云、邊、端協(xié)同，如圖1-15所示。云、邊協(xié)同：云作為控制平面，邊作為計(jì)算平臺(tái)。云、邊、端協(xié)同：在云、邊協(xié)同的基礎(chǔ)上，管理終端設(shè)備的服務(wù)作為邊上的負(fù)載。云可以通過控制邊來影響端，從而實(shí)現(xiàn)云、邊、端協(xié)同。在云-邊-端架構(gòu)中，邊緣作為云中心的有益補(bǔ)充，主要用于處理以下幾類計(jì)算任務(wù)：1.延遲要求極低，云中心無法滿足要求的計(jì)算任務(wù)。2.數(shù)據(jù)量巨大，任務(wù)數(shù)據(jù)向云中心傳輸會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來巨大帶寬壓力的計(jì)算任務(wù)。3.計(jì)算請(qǐng)求頻繁、計(jì)算量巨大，匯聚到云中心有可能造成癱瘓的計(jì)算任務(wù)。4.隱私要求高，數(shù)據(jù)無法向云中心傳輸?shù)挠?jì)算任務(wù)。3.邊-端系統(tǒng)架構(gòu)

在邊-端系統(tǒng)架構(gòu)中，僅有邊緣服務(wù)器組成的網(wǎng)絡(luò)（簡(jiǎn)稱邊緣網(wǎng)絡(luò)）和終端設(shè)備。邊緣網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)服務(wù)器即是接入節(jié)點(diǎn)又是運(yùn)算節(jié)點(diǎn)，接收來自終端設(shè)備的計(jì)算請(qǐng)求和任務(wù)卸載并處理。4.多接入邊緣計(jì)算多接入：多種網(wǎng)絡(luò)接入模式，如LTE、無線Wi-Fi、有線、ZigBee、LoRa、NB-IoT等各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。邊緣：網(wǎng)絡(luò)功能和應(yīng)用部署在網(wǎng)絡(luò)的邊緣側(cè)，盡可能靠近最終用戶，降低傳輸延遲。計(jì)算：聯(lián)合云計(jì)算，充分利用計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等有限資源。5.分布式D2D架構(gòu)（泛在邊緣架構(gòu)）D2D（Device-for-Device）邊緣計(jì)算，是指邊緣設(shè)備通過D2D的方式，相互