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麦斯科技 · 2022年06月09日

LF Edge: 引领边缘计算技术走向实用化

https://community.arm.com/arm-community-blogs/b/infrastructure-solutions-blog/posts/lf-edge

作者:Tina Tsou (LF Edge 董事会主席 ) 2022年6月8日

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边缘计算技术的最大受益者之一将是大型商业和工业企业集团。工业领域消耗了多达33%的能源(https://www.eia.gov/energyexplained/use-of-energy/industry.php),据估算,人工智能的应用将可以减少多达20%的能源消耗(https://www.canvass.io/news/understanding-net-zero-manufacturing)。此外,在某些领域,可预防的宕机每小时可能价值达到30000美元。

然而,在向现有流程中运用新技术时,工业客户往往担心导致意外的后果。LF Edge(https://www.lfedge.org/)是Linux基金会的一部分,致力于消除边缘计算技术推广的障碍。Arm的Tina Tsou,现任LF Edge董事会主席,谈到了边缘计算标准化的使命和机会。

LF Edge及其使命

LF Edge是一个伞型组织,旨在为边缘计算建立一个开放、互操作的框架,独立于硬件、芯片、云和操作系统。通过将行业领导者聚集在一起,LF Edge将为软硬件标准和最佳实践创建一个通用框架,这对于当前和未来物联网和边缘计算设备行业至关重要。

LF Edge目前正在进行的项目有哪些?

根据批准的项目生命周期文件(PLD)流程,LF Edge项目都具有相关的成熟度级别划分。成熟度级别代表了项目在其生命周期中的位置,取决于提交数量、在POC中的使用程度、社区参与程度、与其他LF边缘项目的互操作性/兼容性、公开的发布周期等。

第1阶段:规划阶段

规划中项目是LF Edge技术咨询委员会(TAC)认为对生态系统很重要或有潜力的项目。它们可能是刚刚开始的早期项目,也可能是具有最低资源需求的长期项目。

Alvarium项目的初始代码由戴尔(Dell)公司发起,其目的是为授信机构构建一个框架和软件开发工具包(SDK),以便以可测量的置信度将数据从设备传输到应用程序,授信机构采用系统级方法,通过分层信任插入技术,跨越芯片到云端,目的是创建新的商业模式和客户体验。最初出资的公司包括戴尔、物联网基金会、英特尔、Arm、VMware和ZEDEDA。

与此同时,Baetyl将云计算、数据和服务无缝扩展到边缘设备,使开发人员能够构建轻型、安全和可扩展的边缘应用程序。Baetyl(与“甲壳虫”(Beetle)同音)为边缘计算提供了一个通用平台,该平台将不同类型的硬件设施和设备功能置于标准化的容器运行时环境和API中,从而实现对应用程序、服务、数据流通过云上和prem上的远程控制台。Baetyl还为边缘操作系统配备了适当的工具链支持,降低了使用一组内置服务和API开发边缘计算应用的难度,并计划在未来提供图形化IDE环境。

eKuiper是Goland实现的轻量级边缘客户端,用于在资源受限的边缘设备上运行云物联网数据分析/流式软件,如Apache Spark、Apache Storm和Apache Flink。eKuiper参考了这些云流框架,考虑了边缘分析的特定需求,并引入了一个基于源(Source)、SQL(业务逻辑)和接收器(Sink)的规则引擎;该规则引擎用于在边缘计算领域开发流应用。

Secure Device Onboard(安全设备部署)提供了更简单、更快、更便宜和安全的设备部署。大多数“零接触”自动部署解决方案要求在制造阶段就确定目标平台。

阶段2:成长阶段

成长阶段适用于对达到影响阶段感兴趣的项目,并且已经确定了成长计划。成长阶段项目将接受TAC的指导,并积极发展其贡献者社区、项目管理、项目文档和成长计划中的其他方方面面。

EVE项目正在构建EVE-OS,这是一个基于Linux的通用开放操作系统,用于分布式边缘计算。EVE-OS旨在通过为分布式边缘计算创建一个开放的基础,简化部署边缘计算节点的开发、协调和安全,这有点类似于Android为移动终端领域所做的事情。EVE-OS支持Docker容器、Kubernetes群集和虚拟机,为分布式边缘部署提供了灵活的基础,可以选择任何硬件、应用程序和云。

Fledge的开发人员构建更智能、更好、更具成本效益的工业制造解决方案,以加速工业4.0。Fledge专注于关键运营、预测性维护、态势感知和安全。Fledge的设计旨在将工业物联网(IIoT)、传感器和较新的工业系统与云和现有的“棕色地带”系统集成,如Historian、DCS(分布式控制系统)、PLC(程序逻辑控制器)和SCADA(监控和数据采集)。所有的都共享一组公共的管理和应用程序API。

HomeEdge是一个健壮、可靠和智能的家庭边缘计算领域的计算开源框架和生态系统,运行在家中的各种设备上。HomeEdge项目为用户提供了一个可互操作、灵活且可扩展的边缘计算服务平台,该平台具有一组API,也可以与库和运行时一起运行。

Open Horizon是一个用于管理容器化工作负载和相关机器学习应用的服务软件生命周期的平台。

Edge State of the Edge是一个供应商中立的边缘计算开放研究平台,致力于通过众包边缘共享来加速创新。该项目为边缘计算和下一代互联网开发免费、可共享的研究成果。

第3阶段:影响阶段

影响阶段适用于已达到增长目标且目前处于可自我维持的开发、维护和长期支持周期的项目。影响阶段项目广泛应用于生产环境中,拥有大型、成熟的项目社区,其中至少有两个组织的诸多贡献者参与。

Akraino是一套适用于提供商业或企业边缘领域的开放式基础架构和应用程序蓝图。Akraino跨越了各种各样的用例,包括5G、AI、edge IaaS/PaaS和IoT。这些蓝图由Akraino社区创建,以各种不同的形式专注于边缘计算领域。将所有这些蓝图结合在一起的是,它们已经过社区测试,可以直接采用,也可以作为定制新边缘蓝图的起点。

EdgeXFoundry是一个开放的、供应商中立的平台,通过为设备数据获取、规范化、分析和共享提供模块化参考服务,以支持新的物联网数据服务、先进的边缘计算应用程序(包括AI和自动化),加快开发人员和技术提供商的上市时间。

为什么Arm会加入,您认为我们会贡献什么样的技术或专业知识?

Arm处理器将在边缘计算相关领域普及。我们已经看到应用在5G基站、边缘数据中心、物联网网关和其他边缘设备上。然而,软件和硬件开发人员的数量不断增加,以及不断增长的用例,意味着兼容性将是必须的。我们需要像LF Edge这样的组织提供标准和公认的惯例。

我们还通过Cassini项目、SystemReady和PSA认证等举措帮助这些努力。PSA认证有效地为原始设备制造商和开发人员提供了一条途径,向他们的客户和合作伙伴展示他们的产品满足一定级别的安全要求。SystemReady是构建基于Arm的设备的蓝图,这两种设备都被纳入了Cassini项目,该项目为基于云的软件开发人员提供了一个更可预测的硬件生态系统,以便他们能够开发自己的产品。我们预计边缘的增长将很快;就开发参数达成协议将消除可能减缓开发速度的障碍。

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您认为Arm可能会加入或尝试启动哪些项目?

我们主要希望建立一个硬件和软件开发人员可以用来构建自己产品的平台。关键是引入安全启动所需的所有技术,但为人们留下足够的空间来区分和增加价值。Cassini项目通过结合SystemReady的硬件参考平台来实现这一点,SystemReady是通过PSA认证的安全认证框架,以及通过云本地软件利用这些属性的技术指导。理想情况下,通过采用Cassini项目,硬件制造商可以使软件开发人员更容易地向其系统开发功能,客户也可以更容易地采用整个堆栈。目标包括:
. 维护平台层的完整性,并为LF edge项目和蓝图提供安全的执行环境。
. 基于平台HW信任根定义安全引导环境。
. 为关键平台资产提供保护。
. 为验证平台的安全状态提供基础。
. 提供安全更新平台固件的要求。

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最后,是什么让边缘计算作为计算平台不同于云或端点?边缘计算的哪些特点使其具有如此大的挑战性?克服这些挑战需要什么?

首先,边缘计算的物理规模将不同于之前的任何计算平台。数据中心历史上一直由雇员集中管理。台式机和笔记本电脑都是分布式计算系统的例子,但物理控制的程度仍然非常初级,应用在个人使用领域。边缘计算系统将进一步在野外使用——安装在风力涡轮机上,或安装在城市地下管道中。这将在稳健性和可靠性方面会有额外的优势。

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其次,边缘计算系统还将高度重视低延迟。医疗机构将使用边缘设备实时监控远程患者。我们将看到边缘计算系统对飞行中的飞机进行诊断。低延迟将提高这些系统的价值。但是,同样,除非我们正确地奠定基础,否则应用曲线将非常具有挑战性。

关于LF Edge更多的信息请参考:https://www.lfedge.org/

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