计算机工程与科学

作者：李磊, 郑黎明, 王宏义, 柴永毅, 刘培国

单位：（1.国防科技大学电子科学学院,湖南 长沙 410073;2.中国电子科技集团公司第十五研究所,北京 100083;3.军委装备发展部体系评估中心,北京 100009）

关键词：边缘计算,雾计算,移动边缘计算,6H,体系架构,

基金：国家自然科学基金（61901486，U19A2058）

针对云集中式计算模式在延时、安全、环境信息利用等方面的不足，近年来产业界和学术界提出了雾计算、移动边缘计算、移动云计算等不同边缘计算概念，其主要思想是将计算、存储、I/O等资源迁移到网络边缘，以提升各类应用的服务质量。但是，现有的边缘计算架构通常直接采用云计算架构，存在互操作性差、资源利用率不高、资源管理粒度不够细、动态性不强等问题。深入分析边缘计算的特点，基于轻量级虚拟化、软件定义网络、并行计算等基本理念，提出适用于边缘计算环境的6H并行计算架构，即高性能、高可用、高可扩展、高模块化、高可伸缩、高易用。随后采用Python/C++混合编程模式实现了一个6H计算框架。在边缘计算典型硬件条件下，采用物联网典型用例对该计算框架进行了测试。其结果表明：随着计算进程和计算节点数据增加，计算耗时近似成线性下降，说明该计算框架的可扩展性和可伸缩性较好；在高并发条件下，计算框架表现优异，说明该框架具备高性能；在边缘服务器异常情况下，计算框架恢复时间快，说明该框架的可用性较好。另外，该计算框架采用CMD-Worker-Handler编程模型，高度模块化，二次开发简单方便，具有很好的易用性。

来源：2023年第9期

《计算机工程与科学》期刊编辑部

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