端和边云协作：从云到边缘

SDX是Software Defined X 的缩写，即软件定义范式，强调的是软件的意义及系统的融合。我们可能需要特别关注物理系统和网络空间之间的关键边界、运营技术（OT）和信息技术（IT）之间的关键边界技术，在这些边界上，需要充分展开具有挑战性的文化和技术融合。数字转型的是否成功在很大程度上可以取决于数字化这个极为复杂的生态系统融合自然生态的过程。

 

数字转型的主要目标之一是将人类和“智能”应用到管理、优化和控制接触物理世界的系统。这种智能既来自于人类的知识和经验，也来自于物理模型（如数字孪生）或人工智能模型（如神经网络）。这种智能可以托管在所谓的“网络空间”资源中，可以通过物理系统感知不断丰富，并通过某种形式的驱动应用于控制这些物理系统。网络空间是由巨大的计算、网络、存储和数据组织和管理资源支持的，这些资源通过企业和互联网的发展逐步部署，云和边缘通信，以及所有部署的运营资源。

 

操作边缘的计算、网络和存储需要满足IT世界中不典型的需求，如时间敏感性和功能安全，以避免故障、不可预测的响应、错误报警和生产过程的安全漏洞，这些可能会造成昂贵成本，甚至危及生命的安全。

 

在嵌入式端点、边缘和云中的智能需要创建一个层次结构，具有不同时间尺度特征的信息分布和过程循环，并与物理系统交互。同样，学习和训练发生在基础设施的更深处，而用于快速决策的推理模型在端点附近。这种架构创造了一个强大的、适应性的和协作性的网络空间。这种良性循环的数据收集、分析和反馈可以发生在物理系统的嵌入式计算或者它可以利用计算能力分布在发展中“连续”涉及称为雾或边缘计算资源，所有计算资源是可用的。

 

尤其在工业领域，正在经历一个向新电子架构的过渡，继承了在云计算、软件定义网络、云存储和对象数据库、大数据、软件部署和编排以及安全等方面所经历的一些技术进展。新的基础设施需要在虚拟化、通信和网络、存储安全和管理方面的其他创新，以专门解决独特的边缘操作需求。

 

软件定义的边缘

对于软件定义的分布式边缘，其基础组成部分如下：a.计算：任务关键型计算在边缘，支持混合临界性应用程序，具有很强的安全性。b.数据网络：时间敏感，可靠的网络技术，如TSN等。c.数据分发：对时间敏感、可靠的数据分发中间件，包括TSN上的OPC UA和TSN上的DDS。d.数据管理和存储：数据是关键动机和驱动因素，它需要分布式管理、分布式结构化并存储在文件系统、对象和关系数据库以及流媒体数据库中。e.端到端管理和编排：一种通用的软件部署模型，从云到端点，实现了一个现代的CI/CD软件生命周期管理。

 

“任务关键性”特性必须满足服务质量（QoS）、可用性、确定性、安全性以及功能安全的要求，以避免生产过程中故障、不可预测的响应、遗漏报警和安全漏洞造成的昂贵代价。虚拟化和管理是软件定义的边缘基础设施推动者，这些技术提供了对多核计算节点上的所有系统资源的分区和监控，并可选地将所有系统资源分配给更关键的对象。它们提供了高效和可控的分区间通信，具有实时支持和强大的安全分离，还可以支持安全关键应用程序，同时提供动态分配非关键资源的选项。现在来看最合适的架构或许可以是基于数据分离以及其他内核的概念。

 

数据通信

边缘网络的发展中至关重要是数据分发技术。数字孪生和其他形式的模型部署需要从端点到承载模型层次中不同层次的灵活数据分布。时间要求现在可能需要适用于靠近端点的现场总线区域，机器控制领域（工业自动化金字塔中的1级），并扩展到更高的级别，如2级（主管监控和控制），甚至3级。