2.1.1 边缘计算和云计算

边缘计算的出现不是替代云计算，而是互补协同，也可以说边缘计算是云计算的一部分，两者单独谈都不完整。边缘计算和云计算的关系可以比喻为集团公司的地方办事处与集团总公司的关系。边缘计算与云计算各有所长，云计算擅长把握整体，聚焦非实时、长周期数据的大数据分析，能够在长周期维护、业务决策支撑等领域发挥优势；边缘计算则专注于局部，聚焦实时、短周期数据的分析，能更好地支撑本地业务的实时智能化处理与执行。云边协同将放大边缘计算与云计算的应用价值；边缘计算既靠近执行单元，更是云端所需的高价值数据的采集单元，可以更好地支撑云端应用的大数据分析；反之，云计算通过大数据分析，优化输出的业务规则或模型，可以下发到边缘侧，边缘计算基于新的业务规则进行业务执行的优化处理。

边缘计算不是单一的部件，也不是单一的层次，而是涉及边缘IaaS、边缘PaaS和边缘SaaS的端到端开放平台。如图2-2所示为云边协同框架，清晰地阐明了云计算和边缘计算的互补协同关系。边缘IaaS与云端IaaS实现资源协同；边缘PaaS和云端PaaS实现数据协同、智能协同、应用管理协同、业务编排协同；边缘SaaS与云端SaaS实现服务协同。

2018年年底，阿里云和中国电子技术标准化研究院等单位发表了边缘云计算技术及标准化白皮书（2018），提出了边缘云的概念。现阶段被广为接受的云计算定义是ISO/IEC 17788：2014《信息技术 云计算 概览与词汇》中给出的定义：云计算是一种将可伸缩、弹性的共享物理和虚拟资源池以按需自服务的方式供应和管理的模式。云计算模式由关键特征、云计算角色和活动、云能力类型和云服务类别、云部署模型、云计算共同关注点组成。

但是，目前对云计算的概念都是基于集中式的资源管控提出的，即使采用多个数据中心互联互通的形式，依然将所有的软硬件资源视为统一的资源进行管理、调度和售卖。随着5G、物联网时代的到来以及云计算应用的逐渐增加，集中式的云已经无法满足终端侧“大连接、低时延、大带宽”的资源需求。结合边缘计算的概念，云计算将必然发展到下一个技术阶段：将云计算的能力拓展至距离终端更近的边缘侧，并通过“云-边-端”的统一管控实现云计算服务的下沉，提供端到端的云服务。边缘云计算的概念也随之产生。

边缘云计算技术及标准化白皮书（2018）把边缘云计算定义为：基于云计算技术的核心和边缘计算的能力，构筑在边缘基础设施之上的云计算平台。同时，边缘云计算也是形成边缘位置的计算、网络、存储、安全等能力的全面的弹性云平台，并与中心云和物联网终端形成“云边端三体协同”的端到端的技术架构。通过将网络转发、存储、计算、智能化数据分析等工作放在边缘处理，可以降低响应时延、减轻云端压力、降低带宽成本，并提供全网调度、算力分发等云服务。

边缘云计算的基础设施包括但不限于：分布式IDC、运营商通信网络边缘基础设施、边缘侧客户节点（如边缘网关、家庭网关等）等边缘设备及其对应的网络环境。图2-3描述了中心云和边缘云协同的基本概念。边缘云作为中心云的延伸，将云的部分服务或者能力（包括但不限于存储、计算、网络、AI、大数据、安全等）扩展到边缘基础设施之上。中心云和边缘云相互配合，实现中心-边缘协同、全网算力调度、全网统一管控等能力，真正实现“无处不在”的云。

边缘云计算在本质上是基于云计算技术的，为“万物互联”的终端提供低时延、自组织、可定义、可调度、高安全、标准开放的分布式云服务。边缘云可以最大限度地与中心云采用统一架构、统一接口、统一管理，这样能够降低用户开发成本和运维成本，真正实现将云计算的范畴拓展至距离产生数据源更近的地方，弥补传统架构的云计算在某些应用场景中的不足。根据所选择的边缘云计算基础设施的不同以及网络环境的差异，边缘云计算技术适用于以下场景：将云的计算能力延展到距离“万物”10km的位置，例如将服务覆盖到乡镇，街道级“十千米范围圈”的计算场景。“物联网云计算平台”能够将云的计算能力延展到“万物”的身边，可称为“一千米范围圈”，工厂、楼宇等都是这类覆盖的计算场景。除了网络能够覆盖到的“十千米计算场景”和“一千米计算场景”，边缘云计算还可以在网络无法覆盖的地域，通常被称为“网络黑洞”的区域提供“边缘云计算服务”，例如“山海洞天”（深山、远海航船、矿井、飞机）等需要计算的场景。在需要的时候将处理的数据进行实时处理，联网之后再与中心云协同处理。边缘云计算具备网络低时延、支持海量数据访问、弹性基础设施等特点。同时，空间距离的缩短带来的好处不只是缩短了传输时延，还减少了复杂网络中各种路由转发和网络设备处理的时延。此外，由于网络链路被争抢的概率大大减小，能够明显降低整体时延。边缘云计算给传统云中心增加了分布式能力，在边缘侧部署部分业务逻辑并完成相关的数据处理，可以大大缓解将数据传回中心云的压力。边缘云计算还能够提供基于边缘位置的计算、网络、存储等弹性虚拟化的能力，并能够真正实现“云边协同”。