不論是大航海時代還是互聯網時代，都是因聯接而改變了世界。當下，一個更大的聯接浪潮正席卷而來——物聯網，其將全球范圍內的物體、IT系統和人有機地聯接了起來，通過數據采集、分析、預測和優化等技術，實現了物理世界和數字世界的融合，從更廣的范圍感知、管理、控制和優化物理世界，包括人類本身。
人類的生活方式和工作模式將被徹底改變，出租車不再需要司機，新聞寫作不再需要記者，健康監測也不再需要醫生……各行各業也將發生翻天覆地的變化，預防性維護服務已經得到應用，大規模的定制也即將變成現實，電梯不再會“吃人”，路燈變得更加節能和人性化，幾乎所有行業都將因為物聯網而獲得數字化轉型的機遇，新的商業模式和商業機會也將隨之而來。為此，各國政府都制定了相應的戰略，美國提出了“工業互聯網”，德國提出了“工業4.0”，中國提出了“中國制造2025”，其他主要國家也紛紛布局物聯網，以期在新一輪的國與國競爭中搶占先機。
邊緣計算使能物聯網行業落地
物聯網其實不是傳統意義的網絡，而是一個技術體系，其通常分為4層：傳感控制層、網絡層、平臺層和應用層。傳感控制層是感知和控制的觸角，網絡層主要回傳數據，平臺層通常進行聯接、數據和運維的管理，而應用層則進行數據的分析和相關應用的控制。其中平臺層和應用層都位于數據中心，通常認為管理、分析、控制和數據處理都應在數據中心集中進行，而網絡層就是一個數據回傳管道。但很多行業應用對實時性、可靠性和安全性等有嚴格的要求，有些行業應用受制于接入帶寬和成本的限制，需要對上傳數據中心的流量進行聚合和預處理，因此，在靠近物或數據源頭的網絡邊緣就需要一個融合聯接、計算、存儲和應用安裝等能力的開放平臺，也就是邊緣計算平臺，考慮到其位置，一般在物聯網網關上實現，比如，華為的AR系列敏捷物聯網關目前就已經具備了邊緣計算的能力。那么，邊緣計算將為物聯網帶來哪些價值？
業務實時性
在對實時性要求較高的領域，比如生產控制領域，業務控制時延必須小于10毫秒甚至更低；在自動駕駛領域，控制時延也必須在幾個毫秒之內。如果將控制放在云端將根本無法滿足上述時延要求，所以需要把部分分析和控制功能放在網絡邊緣，以滿足業務實時性的需要。
數據適配和聚合性
當前，傳感側存在大量的專有通信技術和協議，這種多樣性和異構性不但存在于特定行業內，更存在于不同行業間。“七國八制”的現狀和異構性極大地增加了現場的數據集成難度和成本，所以需要在網絡邊緣對傳感側協議和標準進行適配、統一。
據IDC統計，未來79%的物聯網流量將通過網關接入，如果這些流量都送到數據中心處理，將導致數據中心計算、存儲和廣域帶寬成本急劇增加。另外，并非所有的數據都有價值，比如溫度異常監測，其實并不需要把所有采集的溫度信息上傳，只需將異常數據上傳就可達到目的；又如人臉視頻識別場景，并不需要將所有人臉圖像數據上傳到數據中心，而只需提供人臉圖像特征值。因此，網絡邊緣的協議適配和數據預分析聚合就顯得尤為重要。
可靠性
可靠性是系統提供服務的基石，單點故障在很多行業場景普遍是不可接受的。因此大量關鍵操作不能依靠云端，現場的生產系統需要保持一定的自主和自治。對于一些特定的應用場景，比如制造業的控制系統，通過邊緣的分布式智能和自治系統相互協同，而不是依靠中心化的智能，可以保障整個系統的本地存活能力；又如路燈物聯網系統，即使廣域網絡發生故障，路燈也要具備本地的基本控制能力，以保證行人的交通安全。
安全性
對于更多行業系統，尤其是生產系統，接入網絡的安全性顯得更為重要，安全已成為物聯網領域最牽動人心的問題。連接傳感層和數據平臺層之間的網絡部分往往是安全的薄弱環節，而傳感層通常受到計算資源、供電和成本的限制，很難進行復雜的加密防護，所以在網絡的邊緣需要對安全進行加固，比如在物聯網網關和數據中心之間建立加密隧道，或者由應用廠商在物聯網上安裝私有的代理，以實現數據加/解密，從而進一步提高系統的安全性。
隨著物聯網在行業領域的逐步深入，邊緣計算已經成為很多行業應用實施落地的前提，并在業界形成共識、得到了越來越多的重視。比如，華為在Cebit 2016大會上發布的多級控制照明物聯網，以及在HC 2016大會上發布的電梯物聯網，就都使用了邊緣計算。但目前，邊緣計算在具體實現上還沒有形成統一的架構和標準，因此，華為與中國信息通信研究院和沈陽自動化研究所，以及Intel、ARM和軟通動力等多家公司一起，聯合推動成立了“邊緣計算產業聯盟”（Edge Computing Consortium，ECC），旨在定義邊緣計算的架構和標準，培育和發展物聯網生態。
SDN使物聯網的管理控制成為可能
物聯網不同于傳統的互聯網，其聯接規模將比互聯網增加至少一個數量級。據華為預測，到2025年全球將產生1000億聯接，如何管理、維護和控制物聯網將是一個巨大的挑戰。比如，華為在尼日利亞部署的電力物聯網項目，總計使用了30萬塊電表和通信模塊，以及數萬臺物聯網網關，傳統網管根本無法高效、經濟地管理如此多的終端設備和物聯網網關。此外，邊緣計算的引入也對管理系統提出了新的要求，過去它只需管理網絡部分，而現在還要管理物聯網網關上的計算和存儲資源，以及網關上的第三方應用，而豐富的不同行業的應用也需要有標準的開放接口實現快速的業務集成。
SDN技術的出現打破了傳統網絡架構的限制，并已成功應用于數據中心網絡領域，在廣域網領域也逐漸成為熱點，其主要目標是讓網絡能匹配業務的快速變化，核心思路是通過控制器對網絡進行統一、集中的自動化管理和全局視野的業務模型抽象，為上層提供標準的北向接口，實現應用層面的快速集成和對接，以及業務的按需部署和調整。在物聯網領域引入SDN技術，可秉承其核心思想并根據物聯網的特點進行功能擴展，實現IT和CT的統一管理，以滿足物聯網在海量設備管理、邊緣計算資源管理和快速應用集成方面的要求。其主要功能包括：
設備管理功能
通過控制器的南向接口集中管理傳感器、終端、通信模塊和物聯網網關等設備，利用PnP技術實現設備的自動部署；支持設備的安全認證、運行狀態監控以及遠程升級等功能，從而應對海量終端設備的管理難題；未來，還可以利用人工智能技術實現故障的深度分析和全自動化處理。
邊緣計算資源管理功能
邊緣計算資源環境通常會以VM虛擬機或者容器的形式在物聯網網關上落地，控制器需要能夠支持各類虛擬機/容器的統一管理功能，包括鏡像文件管理、資源管理和全生命周期管理。
應用管理功能
邊緣計算是一個開放的平臺，支持第三方應用的運行和邊緣業務處理，也可以實現網絡聯接和數據聯接解耦，一個物聯網網關可以運行不同應用，靈活實現跟多個數據平臺快速對接，所以控制器需要對第三方應用的下發、安裝、運行和刪除進行統一的管理。
數據訂閱和分發功能
對數據的管理是物聯網管理區別于傳統網絡管理的一個重要不同點。傳統的網絡管理主要保證網絡的聯接性，不會對其中的流量數據進行深入處理，但物聯網最終的目的是采集分析數據、控制終端設備，因而數據是物聯網的生命，必須最終上送給行業應用系統。數據的上送可以有多種實現方式，既可以在物聯網網關上安裝應用Agent與數據中心的行業應用平臺對接，也可以通過Agent與物聯網平臺對接，例如華為的OceanConnect、GE的Predix等，還可以首先上送控制器進行簡單的協議處理，然后再統一與行業應用平臺或者物聯網平臺對接。但為了網絡聯接和數據聯接的解耦，物聯網本身的管理數據必須要通過控制器統一上送，因此數據分發和訂閱是控制器的基本能力。
南北向集成功能
物聯網是一個生態系統，橫向跨越不同的行業，縱向包括不同的領域，一家廠商不可能形成一個端到端的系統，所以統一標準的南北向接口是控制器與其它系統快速集成的前提。
SDN技術，尤其是控制能力的引入，將徹底解決物聯網的管理、控制、維護和開放問題。作為物聯網領域的領先者，華為于2015年就發布了敏捷物聯解決方案，在業界第一次把SDN引入到物聯網中，并在電力物聯網、照明物聯網、智能樓宇和車聯網等領域得到了規模應用。目前，業界其他主流廠商也相繼把SDN引入到物聯網。
雖然物聯網的應用涉及商業模式、技術方案成熟度以及產業生態等很多方面，但邊緣計算和SDN兩大核心技術猶如物聯網的一對翅膀，必將加速其在行業的騰飛。物聯網時代已經大踏步地向我們走來，讓我們面對它、擁抱它，攜手進入物理和數字融合的新紀元。
來源：華為《ICT 新視界》
作者：周永東，華為企業網關領域營銷總監
原文鏈接：http://e.huawei.com/cn/publications/cn/ict_insights/201612301112/special/201612301629
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