边缘计算与算力网络综述作者：雷波 赵倩颖 赵慧玲来源：《中兴通讯技术》2021年第03期 摘要：作为5G/B5G时代信息通信技术（ICT）融合的两项重要技术，边缘计算与算力网络是新型业务发展与落地的重要支撑。对边缘计算和算力网络的定义、发展、标准化现状进行综合性阐述，特别介绍了通信领域边缘计算及算力网络的全球标准情况及最新进展。认为边缘计算和算力网络将成为驱动各行各业变革的重要解决方案。
Abstract： As the two important technologies for the integration of information and communication technology （ICT） in the 5G/B5G era， the edge computing and computing power network are the important support for the development and application of the new business. The definition， development， and standardization of edge computing and computing power network are comprehensively elaborated， and the global standard situation and recent progress of edge computing and computing power network in the com
munication field are especially given. It is believed that edge computing and computing power network will be important solutions to driving changes in all walks of life.
Keywords： edge computing； computing power network； integration service
在云计算时代，业务通常把数据传输至集中的大型或超大型云计算中心来处理。在很长一段时间里，云计算强大的存储和计算能力满足了传统业务的各项需求。但随着5G与人工智能时代的发展，各类新型应用不断涌现，数据产生量呈爆发式增长。这些对网络时延提出了极高要求，同时对数据安全性、可控性也提出了差异化要求。为了应对这些需求，边缘计算应运而生。 边缘计算的诞生，一方面满足了新型业务低时延的需求，解决了骨干网络中大量数据所造成的拥堵问题；另一方面导致多级计算节点遍布网络，改变了网络的流量流向。如何实现多级资源节点的协同调度与应用的灵活部署，从而为用户提供一致性服务体验也变得至关重要。因此，算力网络应运而生。通过无处不在的网络，算力网络将大量闲散的资源连接起来并进行统一管理和调度，从而为用户提供统一的服务。
1 边缘计算的来源与定义
随着5G的发展，边缘计算的热度变得越来越高。边缘计算并非是5G时代的产物，其概念的提出已有数十年，并随着技术和业务的发展不断扩充。
边缘计算概念的由来可以追溯至1998年阿卡迈（Akamai）公司提出的内容分发网络（CDN），但“edge computing”（边缘计算）这一名词的首次出现，是在2013年美国太平洋西北国家实验室的一份由Ryan LAMOTHE撰写的内部报告中[1]。
经过数十年的发展，边缘计算已被Gartner评为2020年十大最热门技术趋势之一[2]，但因其仍处于发展的阶段，各个标准组织对其定义并不完全一致。以下为一些具有代表性的标准组织对边缘计算的定义：
2015年9月，欧洲电信标准化协会（ETSI）在发布的《Mobile Edge Computing： A Key Technology Towards 5G》中指出[3]：移动边缘计算在距离用户移动终端最近的无线接入网（RAN）内提供信息技术（IT）服务环境以及云计算能力，旨在进一步减少延迟/时延，提高网络运营效率，提高业务分发/传送能力，优化/改善终端用户体验。
2016年11月，边缘计算产业联盟发布了《边缘计算产业联盟白皮书》，将边缘计算定
义为[4]：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、应用核心能力的分布式开放平台，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。
2017年1月，第3代合作伙伴计划（3GPP ）在技术规范（TS 23.501）中提到[5]：为了降低端到端时延以及回传带宽，实现业务应用内容的高效分发，边缘计算需要为运营商以及第三方业务应用提供更靠近用户的部署及运营环境。
2020年2月，国际标准化组织（ISO）在ISO/国际电工委员会（IEC）技术报告（TR 23188）中提到[6]：邊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。
可以看出，目前边缘计算的概念虽未达成统一，但各方都认同边缘计算是在更靠近终端的网络边缘上提供服务的。
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2 边缘计算产业发展情况
随着产业的发展，边缘计算逐步从产业共识走向应用落地。目前，业界一般认为边缘
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计算可以分为3种主要的落地形态[7-8]：
云边缘。云边缘形态的边缘计算是云服务在边缘侧的延伸。云边缘在逻辑上仍属于云服务，且主要的能力依赖于云服务或与云服务紧密协同。华为云智能边缘平台（IEF）解决方案、阿里云的Link Edge解决方案、AWS（亚马逊公司的云计算服务）的Greengrass解决方案等均属于云边缘的形态。
边缘云。边缘云形态的边缘计算是在边缘侧构建中小规模云服务能力。边缘服务能力主要由边缘云提供；边缘云管理调度能力主要由集中式数据中心（DC）侧的云服务提供。移动边缘计算（MEC）、CDN、车联网等均属于边缘云形态。
边缘网关。边缘网关形态的边缘计算是以云化技术与能力重构原有嵌入式网关系统的。边缘网关在边缘侧提供通信联接、协议/接口转换、边缘计算等能力，在云侧的控制器提供边缘节点的资源调度、应用管理与业务编排等能力。软件定义广域网（SD-WAN）、新一代家庭网关、新一代工业网关等均属于边缘网关形态。
不同类型的边缘计算形态，代表着产业界不同方的观点和利益。但总体上，各方都非www.99ctct
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常看好边缘计算产业发展态势。国际数据公司（IDC）发布的《中国半年度边缘计算服务器市场（2020上半年）跟踪报告》显示：2020年上半年，中国边缘计算服务器的整体市场规模为11.13亿美元（约合人民币72.78亿元），预计全年将达到27.82亿美元（约合人民币181.93亿元），同比增长20.6%；而2019—2024年，中国边缘计算服务器市场年复合增长率将达到18.8%，远高于核心数据中心的平均增速。美国通信产业研究机构（CIR）预测：到2025年，边缘计算基础设施收入将达到179亿美元，用于支持边缘数据传输的光模块和网络投资将增加10亿美元。
目前，中国主流企业已在边缘计算领域开展了全方位的工作，并取得了不错的成绩。其中，具有代表性成果为：
2020年，中国电信研究院联合中国电信多家省级公司，先后完成了自研MEC系统与5G核心网（5GC）商用版本的对接与实验，成功验证了5G网络面向MEC多种商用场景的能力，对后续5G MEC系统规模商用具有重要意义。
2020年8月，中国信息通信研究院、中国移动、中国联通、华为、腾讯、紫金山实验室、九州云和安恒信息联合发布业界首个5G边缘计算开源平台——EdgeGallery。该平台
打造了一个以“联接+计算”为特点的5G MEC公共平台，力图实现网络能力（尤其是5G网络）开放的标准化和MEC应用开发、测试、迁移和运行等生命周期流程的通用化。
药草香 2020年10月，腾讯云首个5G边缘计算中心对外开放。该边缘计算中心融合腾讯云在5G、边缘计算、物联网、安全等领域的多项前沿科技，成为独具创新性的一站式边缘计算产品[9]。
3 边缘计算标准发展情況
目前，全球有多个标准组织正在进行边缘计算的标准化工作：
2014年12月，ETSI与24家公司成立了MEC行业规范组（ISG），率先开展了边缘计算的标准化研究工作。ETSI关于边缘计算的标准化工作主要分为两个阶段：移动边缘计算阶段和多接入边缘计算阶段。在第1阶段，ETSI以移动边缘计算为名开展研究工作；在第2阶段，ETSI则以多接入边缘计算为名开展研究工作。2017年3月，ETSI将移动边缘计算行业规范工作组更名为多接入边缘计算工作组，将边缘计算从电信蜂窝网络进一步延伸至其他无线接入网络（如WiFi）[10]。目前，ETSI已经发布了关于边缘计算平台架构、边缘计
硬质合金丝锥算技术需求、边缘计算应用程序编程接口（API）准则、边缘计算应用程序（APP）使能、边缘云平台管理、基于网络功能虚拟化（NFV）的边缘云部署等标准27项，维护、更新标准共41版次。
2016年4月，3GPP SA2也正式接受MEC，并将之列为5G架构的关键技术。从R14版本开始，3GPP就开始定义边缘计算的网络基础能力。3GPP关于边缘计算的研究主要针对如何将MEC融入5G架构。3GPP在TS 23.501中将MEC纳入5G网络标准化中，并基于3GPP TS 23.501（clause 5.13）定义的功能使能器，在《MEC in 5G Networks》白皮书中明确了如何部署MEC并将其无缝集成至5G[11]。
作为中国重要的标准化组织，中国通信标准化协会（CCSA）也将边缘计算作为重要的工作内容，分别在互联网与应用技术工作委员会（TC1）、网络与业务能力技术工作委员会（TC3）、无线通信技术委员会（TC5）、工业互联网特设任务组（ST8）设立了边缘计算相关项目，从不同角度对边缘计算技术进行标准化。其中，CCSA TC1重点研究面向互联网的边缘云、边缘数据中心的标准化；CCSA TC3重点研究面向边缘计算的IP承载网络、边缘计算网络、算力网络等；CCSA TC5中的三大运营商分别在边缘计算领域立项，
涉及边缘计算平台架构、场景需求、关键技术研究和总体技术要求；CCSA ST8重点讨论面向工业互联网的边缘计算和边缘云的标准化内容[12]。
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