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边缘计算：平台、应用与挑战

更新时间：2019-12-25 15:40:44 大小：2M 上传用户：守着阳光1985查看TA发布的资源 标签：边缘计算移动计算物联网云计算 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(1) 举报

资料介绍

随着万物联网的趋势不断加深,智能手机、智能眼镜等端设备的数量不断增加,使数据的增长速度远远超过了网络带宽的增速;同时,增强现实、无人驾驶等众多新应用的出现对延迟提出了更高的要求.边缘计算将网络边缘上的计算、网络与存储资源组成统一的平台为用户提供服务,使数据在源头附近就能得到及时有效的处理.这种模式不同于云计算要将所有数据传输到数据中心,绕过了网络带宽与延迟的瓶颈,引起了广泛的关注.首先介绍边缘计算的概念,并给出边缘计算的定义;随后,比较了当前比较有代表性的3个边缘计算平台,并通过一些应用实例来分析边缘计算在移动应用和物联网应用上的优势;最后阐述了当前边缘计算面临的挑战.


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：
ＤＯＩ１０．７５４４ｉｓｓｎ１０００１２３９ ．２０１８ ．２０１７０２２８  
－
计 算 机 研 究 与 发 展  
?
（）： ，  
５５２ ３２７３３７ ２０１８  
－
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍ ｕｔｅｒＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏ ｍｅｎｔ  
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边缘计算 平台 应用与挑战  
赵梓铭  
刘
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国防科技大学计算机学院 长沙  
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４１００７３  
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ｚｈａｏｚｉｍｉｎ９３ ａｌｉｕｎ．ｃｏｍ  
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ＥｄｅＣｏｍ ｕｔｉｎ Ｐｌａｔｆｏｒｍｓ Ａ ｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＣｈａｌｌｅｎｅｓ  
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ＺｈａｏＺｉｍｉｎ ＬｉｕＦａｎ ＣａｉＺｈｉｎ ｉｎ ａｎｄＸｉａｏＮｏｎ  
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（
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Ｃｈａｎｓｈａ４１００７３  
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Ｃｏｌｌｅｅｏ Ｃｏｍ ｕｔｅｒ ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔ ｏ ＤｅｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏ  
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Ａｂｓｔｒａｃｔ ＷｉｔｈｔｈｅｔｒｅｎｄｏｆＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＥｖｅｒｔｈｉｎ ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｅｎｄｄｅｖｉｃｅｓ ｅ．．ｓｍａｒｔｈｏｎｅｓ  
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ｓｍａｒｔ ｌａｓｓｅｓ ｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｒａｉｄｌ ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓｔｈｅｄａｔａ ｒｏｄｕｃｅｄｂ ｔｈｅｓｅｄｅｖｉｃｅｓｈａｖｅ ｒｏｗｎａｔ  
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ｒａｔｅｓｆａｒｍｏｒｅｔｈａｎｔｈｅ ｒｏｗｔｈｒａｔｅｏｆｎｅｔｗｏｒｋｂａｎｄｗｉｄｔｈ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ ｔｈｅｅｍｅｒｅｎｃｅｏｆｎｏｖｅｌ  
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ａ ｌｉｃａｔｉｏｎｓｄｅｍａｎｄｓｌｏｗｅｒｌａｔｅｎｃ ｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ ｓｕｃｈａｓａｕ ｍｅｎｔｅｄｒｅａｌｉｔ ａｎｄ ｍａｎｌｅｓｓｄｒｉｖｉｎ ．  
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，
Ｅｄｅｃｏｍ ｕｔｉｎ ｉｎｔｅｒａｔｅｓａｎ ｃｏｍ ｕｔｉｎ ｓｔｏｒａｅａｎｄｎｅｔｗｏｒｋｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｔｔｈｅｅｄｅｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ  
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ｉｎｔｏａｕｎｉｆｉｅｄ ｌａｔｆｏｒｍｔｈａｔ ｒｏｖｉｄｅｓｓｅｒｖｉｃｅｓｆｏｒｕｓｅｒｓ．Ｔｈｉｓｎｅｗｃｏｍ ｕｔｉｎ ｍｏｄｅｌ ｅｔｓａｒｏｕｎｄｔｈｅ  
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ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋｔｈａｔｉｓｃａｕｓｅｄｂ ｎｅｔｗｏｒｋｂａｎｄｗｉｄｔｈａｎｄｌａｔｅｎｃ ｈａｓｒｅｃｅｉｖｅｄｗｉｄｅｓｒｅａｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｂｏｔｈ  
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，
ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｎｄａｃａｄｅｍｉｃ．Ｉｎｔｈｉｓｓｕｒｖｅ ｗｅｆｉｒｓｔｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｃｏｎｃｅｔｓｏｆｅｄｅｃｏｍ ｕｔｉｎ ａｎｄ ｒｏｖｉｄｅ  
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，
ｔｈｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆｉｔ．Ｔｏｈｅｌ ｔｈｅｒｅａｄｅｒｓｔｏｂｅｔｔｅｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｄｅｃｏｍ ｕｔｉｎ ｗｅ  
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ｃｏｍ ａｒｅｉｔ ｗｉｔｈ ｃｌｏｕｄ ｃｏｍ ｕｔｉｎ ．Ｗｅｔｈｅｎ ａｎａｌｚｅｔｈｅｔｈｒｅｅｒｅｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｉｎｓｔａｎｃｅｓ ｏｆｅｄｅ  
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，
ｃｏｍ ｕｔｉｎ ｌａｔｆｏｒｍ ａｎｄ ｍａｋｅａｓｓｔｅｍａｔｉｃｃｏｍ ａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｍ．Ａｆｔｅｒｔｈａｔ ｗｅｅｎｕｍｅｒａｔｅｓｏｍｅ  
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ｔ ｉｃａｌａ ｌｉｃａｔｉｏｎｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｄｅｃｏｍ ｕｔｉｎ ｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅａｄｖａｎｔａｅｓｏｆｅｄｅｃｏｍ ｕｔｉｎ ｉｎ  
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，
ｍｏｂｉｌｅｏｒＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｓａ ｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｆｉｎａｌｌ ｔｈｅ ａｅｒｌａｓｏｕｔｓｅｖｅｒａｌ ｒａｎｄｃｈａｌｌｅｎｅｓｏｆｅｄｅ  
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ｃｏｍ ｕｔｉｎ ．  
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Ｋｅ ｗｏｒｄｓ ｅｄｅｃｏｍ ｕｔｉｎ ｆｏ ｃｏｍ ｕｔｉｎ ｍｏｂｉｌｅｃｏｍ ｕｔｉｎ Ｉｎｔｅｒｎｅｔｏｆｔｈｉｎｓ ｃｌｏｕｄｃｏｍ ｕｔｉｎ  
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， 、 ，  
随着万物联网的趋势不断加深 智能手机 智能眼镜等端设备的数量不断增加 使数据的增长速  
摘
要
ꢀ
ꢀ
； ， 、  
度远远超过了网络带宽的增速 同时 增强现实 无人驾驶等众多新应用的出现对延迟提出了更高的要  
、 ，  
求 边缘计算将网络边缘上的计算 网络与存储资源组成统一的平台为用户提供服务 使数据在源头附  
．
，
近就能得到及时有效的处理 这种模式不同于云计算要将所有数据传输到数据中心 绕过了网络带宽与  
．
， ， ； ，  
延迟的瓶颈 引起了广泛的关注 首先介绍边缘计算的概念 并给出边缘计算的定义 随后 比较了当前  
．
，
比较有代表性的 个边缘计算平台 并通过一些应用实例来分析边缘计算在移动应用和物联网应用上  
３
；
的优势 最后阐述了当前边缘计算面临的挑战  
．
； ； ； ；  
边缘计算 雾计算 移动计算 物联网 云计算  
关键词  
ꢀ
；
ＴＰ３９１ ＴＰ３９３  
ꢀ
中图法分类号  
：
；
：
修回日期  
２０１７ ０９ ２５  
收稿日期  
－ －  
２０１７ ０３ ３１  
－
－
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ꢀ
：
基金项目 国家自然科学基金项目  
（ ， ，  
６１４３３０１９ ６１３３２００３ ６１３７９１４５  
）；  
国家重点研发计划项目  
（
）
２０１６ Ｙ ＦＢ１０００３０２  
（
，
，
Ｔｈｉｓｗｏｒｋｗａｓｓｕ ｏｒｔｅｄｂ ｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ ６１４３３０１９ ６１３３２００３ ６１３７９１４５ ａｎｄｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌ  
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（
）
Ｋｅ ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏ ｍｅｎｔＰｒｏｒａｍｏｆＣｈｉｎａ ２０１６ Ｙ ＦＢ１０００３０２ ．  
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：
通信作者 刘芳  
（ ）  
ｌｉｕｆａｎ ｎｕｄｔ．ｅｄｕ．ｃｎ  
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ꢀ
，
（）  
２０１８ ５５２  
ꢀ
计算机研究与发展  
３２８  
［］  
５
， 、 、  
近年来 大数据 云计算 智能技术的快速发展  
，
重影响了云服务的响应能力  
而边缘计算在用户  
．
ꢀꢀ  
，
给互联网产业带来了深刻的变革 也对计算模式提  
，
附近提供服务 近距离服务保证了较低的网络延迟  
，
出了新的要求  
，
简单的路由也减少了网络的抖动 千兆无线技术的  
．
，
大数据时代下每天产生的数据量急增 而物联  
，
普及为网络传输速度提供了保证 这些都使边缘服  
［］  
６
，
网等应用背景下的数据在地理上分散 并且对响应  
务比云服务有更强的响应能力  
．
时间和安全性提出了更高的要求 云计算虽然为大  
．
）
，
保护隐私数据 提升数据安全性 物联网 应  
．
３
，
数据处理提供了高效的计算平台 但是目前网络带  
，
用中数据的安全性一直是关键问题 调查显示约有  
，
宽的增长速度远远赶不上数据的增长速度 网络带  
的用户担心他们的物联网数据在未授权的情况  
７８％  
［］  
７
、
内存这些硬件资源成  
ＣＰＵ  
宽成本的下降速度要比  
下被第三方使用  
云计算模式下所有的数据与应  
．
［］  
１
，
本的下降速度慢很多  
同时复杂的网络环境让网  
，
用都在数据中心 用户很难对数据的访问与使用进  
行细粒度的控制 而边缘计算则为关键性隐私数据  
．
络延迟很难有突破性提升 因此传统云计算模式需  
．
［］  
２
要解决带宽和延迟这两大瓶颈  
．
，
的存储与使用提供了基础设施 将隐私数据的操作  
，
在这种应用背景下 边缘计算  
（
）
ｅｄｅｃｏｍ ｕｔｉｎ  
ｇꢀ ｇ  
ｐ
，
限制在防火墙内 提升数据的安全性  
．
，
应运而生 并在近两年得到了研究者的广泛关注 边  
．
，
边缘计算因为其突出的优点 满足未来万物联  
（ ）  
指的是网络边缘上的计算和  
ｅｄｅ  
ｇ
缘计算中的边缘  
，
网的需求 从  
，
年开始迅速升温 引起国内外的  
２０１６  
， ，  
存储资源 这里的网络边缘与数据中心相对 无论是  
密切关注  
和 从  
．ＡＣＭ ＩＥＥＥ ２０１６  
年开始联合举办  
从地理距离还是网络距离上来看都更贴近用户 边  
．
（
ＳＥＣＩＥＥＥＡＣＭ Ｓ ｍ ｏｓｉｕｍ  
ꢀｙ ｐ  
边缘计算的顶级会议  
?
缘计算则是利用这些资源在网络边缘为用户提供服  
），  
一些重要国际会议也都开始  
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ｏｎＥｄｅＣｏｍ ｕｔｉｎ  
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ｐ
，
务的技术 使应用可以在数据源附近处理数据 如果  
．
，
例如  
ｐ
举办边缘计算的  
年的  
ＩＣＤＣＳ  
Ｗｏｒｋｓｈｏ  
２０１７  
，
从仿生的角度来理解边缘计算 我们可以做这样的  
（
ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  
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： ，  
类比 云计算相当于人的大脑 边缘计算相当于人的  
），  
Ｃｏｍ ｕｔｉｎ Ｓｓｔｅｍｓ ＭｉｄｄｌｅＷａｒｅ  
ｇ ｙ  
ꢀ
等
．
ｐ
，
神经末端 当针刺到手时总是下意识的收手 然后大  
．
，
本文总结了边缘计算的相关概念 对比分析了  
，
脑才会意识到针刺到了手 因为将手收回的过程是  
， ，  
边缘计算的相关平台 介绍了相关应用 并综述了边  
由神经末端直接处理的非条件反射 这种非条件反  
．
缘计算的发展趋势和面临挑战  
．
， ，  
射加快人的反应速度 避免受到更大的伤害 同时让  
，
大脑专注于处理高级智慧 未来是万物联网的时代  
．
边缘计算概念  
１
ꢀ
［］  
３
，
思科预计  
年将有  
亿的设备接入互联网  
５００  
２０２０  
“ ”，  
我们不可能让云计算成为每个设备的 大脑 而边  
边缘计算定义  
１．１  
ꢀ
“
缘计算就是让设备拥有自己的 大脑  
”
．
，
边缘计算目前还没有一个严格的统一的定义  
，
相比于云计算 边缘计算可以更好地支持移动  
不同研究者从各自的视角来描述和理解边缘计算  
．
，
计算与物联网应用 具有以下明显的优点  
：
［］  
８
美国卡内基 梅陇 大学的  
教 授  
把
Ｓａｔａｎａｒａａｎａｎ  
ｙ ｙ  
）
极大缓解网络带宽与数据中心压力 思科在  
１
．
：“  
边缘计算描述为 边缘计算是一种新的计算模式  
，
［］  
４
，
年全球云指数 中指出 随着物联网的  
—
２０１５ ２０２０  
（
这种模式将计算与存 储资源 例如  
：
、
微 型  
Ｃｌｏｕｄｌｅｔ  
，
，
的数据  
发展  
年全球的设备将会产生  
２０２０  
６００ＺＢ  
都是临时数  
９０％  
）
数据中心或雾节点等 部署在更贴近移动设备或传  
，
是关键数据 其余  
但其中只有  
１０％  
”
感器的网络 边 缘 美 国 韦 恩 州 立 大 学 的 施 巍 松 等  
．
，
据无需长期存储 边缘计算可以充分利用这个特点  
．
［
］
９１０  
－
：“  
把边缘计算定义为 边缘计算是指在网络边  
人
，
在网络边缘处理大量临时数据 从而减轻网络带宽  
，
缘执行计算的一种新型计算模式 边缘计算中边缘  
与数据中心的压力  
．
，
的下行数据表示云服务 上行数据表示万物互联服  
）
、
增强服务的响应能力 移动设备在计算 存  
．
２
，
务 而边缘计算的边缘是指从数据源到云计算中心  
，
储和电量等资源上的匮乏是其固有的缺陷 云计算  
”
．
路径之间的任意计算和网络资源  
，
可以为移动设备提供服务来弥补这些缺陷 但是网  
这些定义都强调边缘计算是一种新型计算模  
，
络传输速度受限于通信技术的发展 复杂网络环境  
， “  
式 它的核心理念是 计算应该更靠近数据的源头  
，
，
中更存在链接和路由不稳定等问题 这些因素造成  
、 、  
的延迟过高 抖动过强 数据传输速度过慢等问题严  
” “ ”  
可以更贴近用户 这里 贴近 一词包含多种含义  
． ．  

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全部评论(1)

  • 2023-03-12 09:40:43wangchuanqing

    关于边缘计算非常好的资料！

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