《 边缘计算光网络 》Epub-Pdf-Mobi-Txt-Azw3 下载在线阅读

 

内容简介:

本书是一本关于边缘计算光网络方面的学术专著，内容涉及边缘计算的概念原理、标准化进展以及边缘计算在光网络中的部署应用等，目的在于帮助读者更好地学习和掌握边缘计算在光网络中的应用。全书共分为5章。第1章为边缘计算概述，给出了边缘计算的参考架构、使能技术和标准化进展。第2章引出基于边缘计算的5G光传送网，设计了支持边缘计算的5G网络切片模型和资源分配策略。第3章研究基于边缘计算的数据中心光网络，提出了虚拟机按需部署和负载分配方案，并设计了自适应DNN模型分割和部署算法。第4章分析基于边缘计算的无源光网络，重点研究了低时延业务提供和网络攻击缓解策略。第5章讨论基于边缘计算的自优化光网络，分析了自优化光网络的控制架构和工作流程，并对所提架构进行实验验证。本书可供从事光网络研究的工程技术人员以及高校相关专业的研究生和教师阅读参考。

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1.5 边缘计算标准化进展

边缘计算作为第五代移动通信技术（5G）的重要使能技术，越来越多的运营商、设备商、芯片厂商加入建设边缘计算生态的行列。标准化是构建开放边缘计算生态系统的重要方式，ETSI最先提出边缘计算架构，继而第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，3GPP）将边缘计算纳入5G发展的关键技术。本节首先对边缘计算相关白皮书进行分类介绍，然后介绍3GPP和ETSI两大标准组织在边缘计算标准化方面的进展。

1.5.1 边缘计算相关白皮书

在OpenStack基金会正式对外发布的《Cloud Edge Computing: Beyond the Data Center》中文版白皮书中对“边缘计算”这一概念进行了清晰的阐述^[31]：边缘计算为应用开发者和服务提供商在网络的边缘侧提供云服务和IT环境服务。本小节对当前边缘计算相关白皮书进行了分类，主要介绍边缘计算与云计算协同、边缘计算与IT基础设施、边缘计算应用场景以及边缘计算面临的安全问题。

（1）边缘计算与云计算协同

边缘计算与云计算之间不是替代关系，而是互补协同关系。边缘计算与云计算需要通过紧密协同才能更好地满足各种需求场景，从而放大边缘计算和云计算的应用价值。边缘计算既靠近执行单元，又是云端所需高价值数据的采集和初步处理单元，可以更好地支撑云端应用；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或模型运行。《边缘计算与云计算协同白皮书》通过对边缘计算与云计算协同主要场景、价值内涵、关键技术等维度的研究，推动边缘计算与云计算协同的产业共识，并为相关产业生态链构建和使用相关能力提供参考借鉴^[32-33]。

（2）边缘计算与IT基础设施

随着5G的规模部署，网络带宽、连接密度均得到指数级的提升，给端—边—云协同提供了基础保障。目前三者的计算架构、开发模式存在较大差异，应用必须多次开发和部署，需要新的计算架构创新提升效率^[32]。为应对边缘计算领域多样性计算这一挑战，边缘计算产业联盟和绿色计算产业联盟联合成立边缘计算IT基础设施推进工作组。该工作组面向边缘计算分散、多样化的应用部署特点需求，从边缘计算设备架构、运维需求、环境要求、产业生态多个方面提出了标准化要求。其中《边缘计算IT基础设施白皮书1.0》由边缘计算产业联盟和绿色计算产业联盟联合发布，阐述了当前边缘计算浪潮下，边缘计算IT基础设施的三大主要硬件形态（边缘服务器、智能边缘一体机、边缘网关），重点定义了边缘服务器的需求、技术方案和产业生态，旨在构建边缘计算IT基础设施规范^[34-35]。

（3）边缘计算应用场景

2017年发布的《边缘数据中心技术白皮书》提出了边缘数据中心的定义、特征，同时基于部分应用场景对技术方案进行研究。但随着企业纷纷开始布局边缘数据中心，亟需规划并出台一幅整体可落地的产业蓝图，推动边缘数据中心的有序推广应用^[36]。因此，开放数据中心标准推进委员会基于行业发展需求在2018年10月正式发布《边缘数据中心应用场景白皮书》。该白皮书归纳边缘数据中心技术特点，列举边缘数据中心七大技术应用场景、十五大业务应用场景，旨在服务于数据中心监管部门、数据中心上下游产业链各厂商以及从事边缘数据中心研究的团队及个人，明确边缘数据中心应用边界。其中边缘数据中心应用场景主要聚焦物联网、无人驾驶与辅助驾驶、工业制造、虚拟现实四大领域，结合具体案例，重点关注云数据中心处理时延敏感型业务带来的一系列问题^[37-38]。

（4）边缘计算面临的安全问题

随着5G、物联网产业的快速发展，越来越多的孤立封闭系统实现联网，这种变化将导致针对云边缘、边缘云、云化网关等边缘计算节点的潜在安全攻击逐渐增多，带来安全和隐私隐患。为应对这种挑战，解决边缘安全问题已成燃眉之急。

为加速并保障边缘计算产业的发展，提升典型价值场景下的边缘安全保障能力，ECC与工业互联网产业联盟共同研究编写并在2019边缘计算产业峰会上发布了《边缘计算安全白皮书》。这也是全球首个系统性研究边缘计算安全领域的研究报告。白皮书聚焦边缘计算相关的安全能力构建，围绕工业、运营商三大典型边缘计算价值场景，分析边缘安全面临的挑战以及需求特征，并分别在边缘基础设施、边缘网络、边缘数据、边缘应用、边缘全生命周期、边云协同等维度提出了相应的安全防护措施，为保障边缘计算产业健康持续发展提供重要支撑^[39]。

为了更好地解决上述边缘安全面临的挑战，同时满足相应的安全需求和特征，根据边缘计算产业的发展情况，白皮书梳理并提出边缘安全的参考框架，统筹考虑了信息安全、功能安全、隐私、可信四大安全类别以及需求特征，并结合边缘安全防护对象提出了“5+1”层次的安全能力构建（边缘基础设施安全、边缘网络安全、边缘数据安全、边缘应用安全、边缘安全生命周期管理以及边缘计算与云计算协同安全）。

1.5.23GPP相关标准化进展

3GPP是一个成立于1998年12月的标准化组织，目前有中国、欧洲、美国、日本、韩国、印度等7个组织伙伴，独立成员超过550个。3GPP致力于为3G制定一整套全球性的技术规范，该项目涵盖蜂窝通信技术，包括无线电接入、核心网络和服务能力等，为移动通信提供完整的系统描述。3GPP平均1~2年就会完成一个版本的制定，从建立之初的R99，之后到R4，目前已经发展到R17^[40]，如图1-10所示。

从R14开始，3GPP就开始定义边缘计算的网络基础能力。R14主要定义了4G核心网网关基本的控制面和用户面分离架构^[41]。

R15作为第一阶段5G的标准版本，在控制面和用户面分离架构基础上定义了5G的基本架构，已经全部完成并冻结。R15为eMBB场景的MEC业务提供了基础网络连接能力。MEC定义了能力开放的接口需求，根据3GPP R15定义的能力开放框架，3GPP实现了部分MEC调用接口的定义^[42-43]。