公元9012年11月，“地球計算大會”在宇宙中心五道口隆重召開！雲計算、霧計算、分布式計算、量子計算等地球上所有的計算齊聚一堂，共商計算大事，共謀計算發展。當然，所有計算中，有一顆冉冉升起的新星，吸引了大家的關注。它也想低調一點，但是實力不允許啊！它就是邊緣計算。

随着主持人介紹完開場白，衆人紛紛起立，用熱烈的掌聲，歡迎邊緣計算到場。 于是，在衆人激動的眼神中，邊緣計算開始它的演講。

大家好！我就是傳說中的邊緣計算本人，非常高興受邀來參加“地球計算大會”，和各位計算大哥探讨交流。 首先澄清一點啊，我和雲計算大哥不是競争對手，我們是好夥伴哈，雲計算大哥經常幫我，我也會幫雲計算大哥。我和雲計算大哥會搭建一個組合然後在計算圈出道！一小部分人知道，我們組合的名字叫邊雲協同！

好了，說回正事。

能被大家關注喜歡，是邊緣計算的幸運。感謝大家支持邊緣計算發展，但是邊緣計算有今天的成就絕非邊緣一計算之功，乃邊緣計算家族合力之功。沒有大哥們的嘗試、摸索、試錯，就沒有邊緣計算的今天！

C/S模式

傳送C/S模式（客戶端/服務器模式 ）中，數據分發采用的是專門的服務器，一個服務器為多個客戶端服務，數據上傳和下載都要經過它。優點在于系統易于管理，數據的一緻性容易控制，安全性強；缺點是服務器負載較大，一旦服務器失效整個系統就會崩潰，另外由于服務器性能有限，網絡擴展性很差。

P2P模式

随着計算機處理能力的不斷增強，現在市場上的很多計算機都可以作為服務器，在這種背景下，二哥應運而生。P2P工作組對P2P的定義：通過系統間直接交換來共享計算機資源和服務。

二哥的技術特點主要體現在以下幾個方面：

（1）非中心化：P2P對等網絡中每個節點既是服務器也是客戶端，信息的傳輸和服務通過網絡中節點之間的協作直接在節點之間進行，所以能夠有效避免C/S模式中的網絡瓶頸問題。

（2）健壯性：P2P對等網絡擁有良好的健壯性，主要表現在耐攻擊和高容錯兩個方面。信息的傳輸和服務是通過各個節點協作完成的，P2P網絡中部分節點遭到破壞失效時對整個網絡的影響不會很大，能夠自動調整系統拓撲，保持整個對等網絡中節點的連通性。針對節點數量、網絡負載、網絡帶寬等變化，P2P系統能夠不斷的做出及時适應的調整。

（3）可擴展性：P2P網絡具有非常高的可擴展性。當網絡節點數量不斷增長時，随之增長的網絡通信開銷被更多的節點分擔，所以每個節點所承擔的負載不會增加很多。

（4）高性價比：計算機硬件技術的飛速發展，計算機的計算能力、存儲能力、網絡帶寬能力越來越強，P2P技術将互聯網中空置的計算機資源有效地進行利用，存儲資料和計算任務被分布在網絡中節點上，因此P2P網絡具有較高的性價比。

（5）負載均衡：由于P2P網絡是将資源和服務分散在整個網絡中，從而減少了傳統C/S模式對中心服務器的依賴，資源和服務的提供通過節點之間的協助來完成，能夠有效地避免單點失效和網絡擁塞問題，很好的實現整個網絡的負載均衡。

邊緣計算模式與P2P網絡技術具有很大的相似性，但邊緣計算對P2P在新技術和新手段上進行拓展，把P2P的概念擴展到網絡邊緣設備，涵蓋P2P計算和雲計算的融合。

三哥CDN的全稱是（Content Delivery Network），即内容分發網絡。CDN是構建在網絡之上的内容分發網絡，依靠部署在各地的邊緣服務器，通過中心平台的負載均衡、内容分發、調度等功能模塊，使用戶就近獲取所需内容，降低網絡擁塞，提高用戶訪問響應速度和命中率。CDN的關鍵技術主要有内容存儲和分發技術。說到CDN不得不提傳統CDN，那要從Akamai開始講起。

Akamai

1995年，萬維網之父 TimBerners-Lee預測到互聯網用戶即将遭遇網絡擁塞現象，因此他提出一個學術難題，希望有人能發明一種全新的、從根本上解決問題的方法，來實現互聯網内容的無擁塞分發。請大家發明一種更好的新方法來傳送互聯網内容。

這一挑戰激起了 MIT 應用數學教授 TomLeighton 的興趣。Leighton 博士是并行算法和建築學方面的著名專家，他曾擔任 MIT 計算機科學實驗室算法團隊的領導。Leighton 博士意識到，或許可以從應用數學和算法中找到網絡擁塞的解決方案，因此他組建了一支研究人員團隊來解決此問題。

從 Technion 獲得計算機科學和數學學士學位後，Danny Lewin 于 1996 年秋來到 MIT 并與 Leighton 博士一起共事。此後不久，Lewin 先生很快在改善互聯網性能的各種技術上取得重要進展。通過與團隊合作，Leighton 博士和 Lewin 先生制定了能夠在大型分布式服務器網絡上智能傳送和複制内容的數學算法，該項技術最終解決了互聯網用戶即将面臨的惱人問題。

1997 年，Leighton 博士和 Lewin 先生開始探索這種技術的商業用途。1998 年 8 月 20日，Leighton 博士和 Lewin 先生成立了 Akamai 公司，Jonathan Seelig（Sloan 學院的學生）和 Randall Kaplan 也加入了創辦團隊。Akamai 從 MIT 獲得了某些知識産權的獨家許可，而後于1998 年秋開始了開發工作。大多數公司早期員工都是在 MIT 參加過這個項目的學生。

公司發展迅速，并且于 1999 年 2 月推出其首款用于發布實時路況信息的産品，即深埋在迪士尼地下的像素。3 月，Akamai 實現了娛樂體育節目電視網 (ESPN)“瘋狂三月 (March Madness)”賽事和“今晚娛樂 (Entertainment Tonight)”的“星球大戰”預告片的傳輸，這兩項活動出現了曆史最高水平的用戶需求，Akamai 因此獲得了極高的市場關注度。

Akamai 于 1999 年 4月開始提供商業服務，并宣布全球訪問量最大的網站之一 Yahoo! 為其特許客戶。截止到2019年，Akamai公司在全球部署超過24萬台服務器，這些服務器部署在全球130多個國家，900多個城市，1600多個運營商的2800多個節點上。當之無愧的CDN鼻祖。

邊緣計算的概念最早可以追溯到2000年左右内容分發網絡技術（CDN）的大規模部署，當時一些大型公司，如AKamai，宣布通過CDN邊緣服務器分發基于Web的内容，這種方法的主要目标是從CDN邊緣服務器的短距離和可用資源中獲益，以實現大規模的可擴展性。

2009年，四哥微雲（Cloudlet）誕生了。微雲是由移動計算和雲計算融合而來的新型網絡架構元素，它代表移動終端、微雲和雲3層架構的中間層，可以被視作“盒子裡的數據中心”。

微雲是 OEC（Open Edge Computing）的研究成果，該項目最初由美國卡耐基梅隆大學發起，而後受到了包括 Intel（英特爾）、華為、Vodafone（沃達豐）在内的多家公司的廣泛支持，主要緻力于對邊緣計算應用場景、關鍵技術和統一API的研究。OEC基于OpenStack開源項目進行擴展，從而得到了微雲，目前其源碼以及搭建方法也可以在OEC 的官網上免費獲得。

微雲為擁有完整計算和存儲能力的計算機或計算機集群，且本地化的部署在與移動設備同一個局域網絡中，用戶不需要經過核心網就可直接連接到朵雲端。Cloudlet的架構圖如下圖所示，Cloudlet通過穩定的回傳鍊路與核心網雲端連接，将雲端計算服務前置，最大限度地發揮雲端的處理能力的同時，又能使用戶與計算資源的距離控制在一跳範圍内。

這裡所說的＂一跳＂範圍是指的Cloudlet—般會通過WIFI和用戶連接，WIFI覆蓋範圍内的移動設備都可以使用Cloudlet提供的計算和存儲服務。微雲的主要技術支撐是虛拟機合成和OpenStack，虛拟機合成實現将計算任務卸載到微雲，OpenStack提供虛拟計算和存儲服務的資源。

Cloudlet 架構圖

微雲的設計靈感來自于觸覺互聯網（tactilenetwork），緻力于實現信息的超低時延傳輸。微雲可以直接運行在終端上，比如車輛、飛機等。此時的“邊緣計算”強調下行，即将雲服務器上的功能下行至邊緣服務器，以減少帶寬和時延。美國卡耐基梅隆大學OEC項目組給出了微雲4個關鍵屬性：

（1）隻有軟狀态：軟狀态指的是服務器在一定時間内會主動維護服務狀态，超過時間限制以後，才進行删除更新。沒有任何硬狀态，但可能包含來自雲的緩存狀态。微雲還可以緩存來自移動設備(如視頻或照片)的數據，從而将數據發送到雲中。避免硬狀态意味着每個“微雲”在安裝後都不會有管理負擔：微雲完全是自我管理的。（2）功能強大、連接良好且安全：它具有足夠的計算能力(即CPU、RAM等)将資源密集型的計算從一個或多個移動設備上卸載。它具有良好的雲端連接(通常是有線連接)，并且不受有限的電池壽命(即插入電源插座)的限制。（3）臨近性：它接近相關的移動設備，位于雲端和服務器中間。将雲下沉到離用戶更近的地方。甚至可以直接運行在車輛、飛機等終端上。

（4）擴展性：微雲将移動設備的卸載代碼封裝在虛拟機(VM)中，因此類似于傳統的雲基礎設施，如亞馬遜EC2虛拟機和OpenStack。此外，微雲具有很好的擴展性。

微雲是邊緣計算一種典型模式，拿移動邊緣計算和微雲做比較，移動邊緣計算注重“邊緣”，微雲注重“移動”。微雲和CDN類似都在強調下行，也就是雲服務器上的功能(比如内容存儲、業務處理)下行到邊緣服務器。

2012年，思科提出了霧計算，定義為遷移雲計算中心任務到網絡邊緣設備執行的一種高度虛拟化的計算平台。雲計算架構将計算從用戶側集中到數據中心，讓計算遠離了數據源，也會帶來計算延遲、擁塞、低可靠性和安全攻擊等問題，于是在雲計算發展了大約10年的2015年，修補雲計算架構的“大補丁”，霧計算開始興起了。

霧計算就是本地化的雲計算，是雲計算的補充。雲計算更強調計算的方式，霧計算更強調計算的位置。如果說雲計算是WAN計算，那麼霧計算就是LAN計算。如果說CDN是彌補TCP/IP本地化緩存問題，那麼霧計算就是彌補雲計算本地化計算問題。

霧計算的原始定義

上圖是思科對霧計算的原始定義所作的圖示。在思科的定義中，霧主要是由邊緣網絡中的設備構成，這些設備可以是傳統網絡設備（早已部署在網絡中的路由器、交換機、網關等等），也可以是專門部署的本地服務器。

一般來說，專門部署的設備會有更多資源，而使用有寬裕資源的傳統網絡設備則可以大幅度降低成本。這兩種設備的資源能力都遠小于一個數據中心，但是它們龐大的數量可以彌補單一設備資源的不足。霧平台由數量龐大的霧節點構成。這些霧節點可以各自散布在不同地理位置，與資源集中的數據中心形成鮮明對比。

2015年11月，思科、ARM、戴爾、英特爾、微軟及普林斯頓大學邊緣(Edge)實驗室共同宣布成立OpenFog聯盟等公司聯合成立了開放霧聯盟（OpenFog）。

霧計算，處理能力放在包括IoT設備的LAN裡面。這個網絡内的IoT網關，或者說是霧節點用于數據收集，處理，存儲。多種來源的信息收集到網關裡，處理後的數據發送回需要該數據的設備。霧計算的特點是處理能力強的單個設備接收多個端點來的信息，處理後的信息發回需要的地方。和雲計算相比延遲更短。

邊緣計算，進一步推進了霧計算的「LAN内的處理能力」的理念，處理能力更靠近數據源。不是在中央服務器裡整理後實施處理，而是在網絡内的各設備實施處理。這樣，通過把傳感器連接到可編程自動控制器（PAC）上，使處理和通信的把握成為可能。和霧計算相比的優點，根據它的性質單一的故障點比較少。各自的設備獨立動作，可以判斷什麼數據保存在本地，什麼數據發到雲端。

六哥MEC并不是一個新概念，它最初于2013年出現，源于IBM與Nokia Siemens網絡當時共同推出了一款計算平台，可在無線基站内部運行應用程序，向移動用戶提供業務。

2014年，歐洲電信标準協會(ETSI)成立了移動邊緣計算規範工作組，正式宣布推動移動邊緣計算标準化。其中ETSI給出的定義是：MEC通過在無線接入側部署通用服務器，從而為無線接入網提供IT和雲計算的能力。由于移動邊緣計算位于無線接入網内，接近移動用戶，因此可以實現超低時延、高帶寬來提高服務質量和用戶體驗。

随着深入研究，ETSI将MEC中”M”的定義也做了進一步擴展，使其不僅局限于移動接入，也涵蓋WI-FI接入、固定接入等其他非3GPP接入方式，将移動邊緣計算從電信蜂窩網絡延伸至其他無線接入網絡。2017年3月，ETSI把MEC中的“M”重新定義為“ Multi-Access”，“移動邊緣計算”的概念也變為“多接入邊緣計算”。

MEC系統架構

如上圖所示，MEC系統通常位于無線接入點及有線網絡之間。在電信蜂窩網絡中，MEC系統可部署于無線接入網與移動核心網之間。MEC系統的核心設備是基于IT通用硬件平台構建的MEC服務器。MEC系統通過部署于無線基站内部或無線接入網邊緣的邊緣雲，可提供本地化的雲服務，并可連接其它網絡如企業網内部的私有雲實現混合雲服務。

MEC系統提供基于雲平台的虛拟化環境，支持第三方應用在邊緣雲内的虛拟機(VM)上運行。相關的無線網絡能力可通過MEC服務器上的平台中間件向第三方應用開放。

移動邊緣計算模型強調在雲計算中心與邊緣設備之間建立邊緣服務器，在邊緣服務器上完成終端數據的計算任務，因此移動邊緣計算也算作邊緣計算模型的一部分。

以上就是我本人——邊緣計算為大家介紹的家族大揭秘，我的家族以後或許還會增添新的成員，但我們身上都流淌着共同的血液——分布式。最大的目的是想讓大家知道，并不是每件事情都是我做的，我能做的事情是有限的，但是我希望我們整個家族，和所有計算兄弟一起創造美好的未來。

預祝“地球計算大會”取得圓滿成功！

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