隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G移動(dòng)通信技術(shù)的持續(xù)快速發(fā)展,種類(lèi)豐富的移動(dòng)端服務(wù)和應(yīng)用已成為人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?比如在線游戲、網(wǎng)絡(luò)直播、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等。這些新興的移動(dòng)端服務(wù)和應(yīng)用,雖然極大豐富了人們的生活,但是也占用了智能移動(dòng)設(shè)備巨大的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)與電池等資源。移動(dòng)邊緣計(jì)算作為一種高效的解決方案應(yīng)運(yùn)而生,其將計(jì)算任務(wù)卸載到邊緣服務(wù)器,利用邊緣服務(wù)器強(qiáng)大的計(jì)算能力擴(kuò)展智能移動(dòng)設(shè)備的資源,緩解智能移動(dòng)設(shè)備因資源不足帶來(lái)的問(wèn)題。作為繼云計(jì)算之后提出的一種新型計(jì)算模式,移動(dòng)邊緣計(jì)算通過(guò)將云中心的計(jì)算能力下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣,智能移動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了在近距離下與邊緣服務(wù)器進(jìn)行交互,滿足移動(dòng)端服務(wù)和應(yīng)用對(duì)低延遲、低功耗的需求。隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域技術(shù)的快速發(fā)展,移動(dòng)邊緣計(jì)算將凸顯出越來(lái)越重要的價(jià)值,成為無(wú)線通信領(lǐng)域必不可少的支撐技術(shù)�？紤]到移動(dòng)邊緣計(jì)算中智能移動(dòng)設(shè)備在能效方面的不足,以降低能耗為目的的聯(lián)合優(yōu)化計(jì)算和通信資源分配問(wèn)題的研究工作已有很多。然而,隨著以在線游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)等為代表的移動(dòng)應(yīng)用和人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的結(jié)合,智能移動(dòng)設(shè)備的電池已不能滿足這類(lèi)具有復(fù)雜數(shù)據(jù)處理功能的移動(dòng)應(yīng)用... 

【文章來(lái)源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

邊緣計(jì)算參考架構(gòu)3.01）基礎(chǔ)資源：包括網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算和存儲(chǔ)資源模塊以及虛擬化服務(wù)

第二章相關(guān)概念介紹17部分，用于完成對(duì)來(lái)自南側(cè)數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、聚合和分析。EdgeXFoundry位于南側(cè)和北側(cè)之間，是由設(shè)備服務(wù)、核心服務(wù)、支持服務(wù)、導(dǎo)出服務(wù)、系統(tǒng)管理和安全服務(wù)等一系列的微服務(wù)組成的，微服務(wù)之間通過(guò)API接口進(jìn)行通信。圖2.2EdgeXFoundry架構(gòu)圖AkrainoEdgeStack致力于提供高性能邊緣云服務(wù)，并提供邊緣基礎(chǔ)設(shè)施的整體解決方案。其開(kāi)發(fā)出一整套對(duì)邊緣基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及管理方式進(jìn)行優(yōu)化的開(kāi)源軟件棧，滿足用戶對(duì)邊緣計(jì)算云服務(wù)的高性能、低延遲和彈性可擴(kuò)展等需求。該開(kāi)源項(xiàng)目從基礎(chǔ)設(shè)施到邊緣計(jì)算云服務(wù)，可劃分為三個(gè)層面，應(yīng)用層、中間件和框架層、基礎(chǔ)設(shè)施層。該項(xiàng)目為基礎(chǔ)設(shè)施層提供一系列的開(kāi)源軟件棧，以優(yōu)化設(shè)備資源；中間件和框架的開(kāi)發(fā)使得相關(guān)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)便，加速項(xiàng)目的推廣；應(yīng)用層以打造邊緣計(jì)算服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)為目的，最終實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目的大規(guī)模部署。AzureIoTEdge是由微軟推出的，并在2018年宣布其開(kāi)源。該平臺(tái)是一種云邊協(xié)同的邊緣計(jì)算框架。AzureIoTEdge運(yùn)行在邊緣設(shè)備上，因此可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算任務(wù)在邊緣設(shè)備、邊緣服務(wù)器或云上的無(wú)縫遷移。圖2.3給出了AzureIoTEdge的架構(gòu)圖。其主要包含三個(gè)組件：IoTEdge模塊、IoTEdge運(yùn)行時(shí)和IoTEdge云界面。IoTEdge模塊采用Docker兼容容器的方式實(shí)現(xiàn)代碼的執(zhí)行；IoTEdge運(yùn)行時(shí)由IoTEdge中心（通信）和IoTEdge代理（部署和管理IoTEdge模塊及監(jiān)測(cè)模塊運(yùn)行）兩個(gè)組件組成；IoTEdge云界面提供界面化的設(shè)備管理部署功能�；谝苿�(dòng)邊緣計(jì)算的，從最初的單任務(wù)單邊緣服務(wù)器、多任務(wù)單邊緣服務(wù)器、多任務(wù)多邊緣服務(wù)器，到結(jié)合無(wú)線電能傳輸技術(shù)，再到邊緣緩存（EdgeCaching）、

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文18D2D通信、設(shè)備協(xié)同等技術(shù)的引入，邊緣計(jì)算在節(jié)能方面的研究不斷深入。而EdgeXFoundry等開(kāi)源邊緣計(jì)算平臺(tái)的出現(xiàn)，為邊緣計(jì)算的商業(yè)化提供了基礎(chǔ)保障。圖2.3AzureIoTEdge架構(gòu)圖2.2計(jì)算卸載移動(dòng)設(shè)備的相關(guān)資源均是有限的，如電池電量、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬、存儲(chǔ)能力和處理器能力。這些限制因素是限制移動(dòng)設(shè)備性能的重要因素。而計(jì)算卸載，即將繁重的計(jì)算任務(wù)轉(zhuǎn)移到具有豐富資源的服務(wù)器并從服務(wù)器接收計(jì)算結(jié)果，有望解決這些限制因素。鑒于需要將計(jì)算任務(wù)卸載到資源更豐富的設(shè)備上，因此，需要對(duì)是否進(jìn)行卸載和卸載什么計(jì)算到其他設(shè)備上做出決策。本小節(jié)擬從計(jì)算卸載的目的和計(jì)算卸載的方式對(duì)計(jì)算卸載[54]進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。2.2.1計(jì)算卸載分類(lèi)就計(jì)算卸載目的而言，可分為以提高性能的卸載和以節(jié)能為目的的卸載。對(duì)于提升性能的計(jì)算卸載。隨著移動(dòng)設(shè)備中的應(yīng)用變得越來(lái)越復(fù)雜，僅僅在移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行計(jì)算很難保證任務(wù)能在規(guī)定的時(shí)間約束內(nèi)完成。為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性這一目標(biāo)，對(duì)于如導(dǎo)航機(jī)器人而言，其需要在碰到障礙物之前作出并成功進(jìn)行規(guī)避。如無(wú)人駕駛、智慧交通等，這些應(yīng)用都需要以強(qiáng)大的計(jì)算處理能力為支撐，而計(jì)算卸載

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造邊緣計(jì)算:現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 宋純賀,曾鵬,于海斌.  中興通訊技術(shù). 2019(03)
[2]邊緣計(jì)算:現(xiàn)狀與展望[J]. 施巍松,張星洲,王一帆,張慶陽(yáng).  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2019(01)
[3]邊緣計(jì)算:萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代新型計(jì)算模型[J]. 施巍松,孫輝,曹杰,張權(quán),劉偉.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2017(05)



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