（文章來源：云原生）

數(shù)字孿生城市理念自提出以來，在國(guó)內(nèi)政產(chǎn)學(xué)研用各界引起廣泛關(guān)注，掀起研究和建設(shè)熱潮。已成為新型智慧城市建設(shè)的熱點(diǎn)，受到政府和產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注和認(rèn)同。當(dāng)前，各地對(duì)數(shù)字孿生城市規(guī)劃和建設(shè)的需求非常強(qiáng)烈,數(shù)字孿生城市已成為各地政府推進(jìn)智慧城市建設(shè)的主流模式選擇，產(chǎn)業(yè)界也將其視為技術(shù)創(chuàng)新的風(fēng)向標(biāo)、發(fā)展的新機(jī)遇，數(shù)字孿生應(yīng)用已在部分領(lǐng)域率先展開。

與傳統(tǒng)智慧城市相比，數(shù)字孿生城市技術(shù)要素更復(fù)雜，不僅覆蓋新型測(cè)繪、地理信息、語義建模、模擬仿真、智能控制、深度學(xué)習(xí)、協(xié)同計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等多技術(shù)門類，而且對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、邊緣計(jì)算等技術(shù)賦予新的要求，多技術(shù)集成創(chuàng)新需求更加旺盛。

借助云原生技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)云-邊-端一體化的應(yīng)用分發(fā)，解決在海量邊、端設(shè)備上統(tǒng)一完成大規(guī)模應(yīng)用交付、運(yùn)維、管控的訴求。

隨著互聯(lián)網(wǎng)智能終端設(shè)備數(shù)量的急劇增加，以及 5G 和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，傳統(tǒng)云計(jì)算中心集中存儲(chǔ)、計(jì)算的模式已經(jīng)無法滿足終端設(shè)備對(duì)于時(shí)效、容量、算力的需求。將云計(jì)算的能力下沉到邊緣側(cè)、設(shè)備側(cè)，并通過中心進(jìn)行統(tǒng)一交付、運(yùn)維、管控，將是云計(jì)算的重要發(fā)展趨勢(shì)。

邊緣計(jì)算按功能角色主要分為三個(gè)部分：云--傳統(tǒng)云計(jì)算的中心節(jié)點(diǎn)，有豐富的云計(jì)算產(chǎn)品形態(tài)和資源，是邊緣計(jì)算的管控端，負(fù)責(zé)全網(wǎng)算力和數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、調(diào)度、存儲(chǔ)。

邊--又稱基礎(chǔ)設(shè)施邊緣(Infrastructure Edge)，屬于云計(jì)算的邊緣節(jié)點(diǎn)，靠近設(shè)備和數(shù)據(jù)源，擁有充足的算力和存儲(chǔ)容量。例如傳統(tǒng)云計(jì)算的 CDN 節(jié)點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中的設(shè)備控制中心。端--又稱設(shè)備邊緣(Device Edge)，主要指終端設(shè)備，如手機(jī)、汽車、智能家電、工廠設(shè)備、傳感器等，是邊緣計(jì)算的『最后一公里』。

邊緣計(jì)算目前面臨的主要挑戰(zhàn)有：云邊端協(xié)同：統(tǒng)一的交付、運(yùn)維、管控標(biāo)準(zhǔn)。安全：邊緣服務(wù)和邊緣數(shù)據(jù)的安全風(fēng)險(xiǎn)控制難度較高。網(wǎng)絡(luò)：邊緣網(wǎng)絡(luò)的可靠性和帶寬限制。異構(gòu)資源：對(duì)不同硬件架構(gòu)、硬件規(guī)格、通信協(xié)議的支持。

云原生技術(shù)的核心價(jià)值之一是通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)在任何基礎(chǔ)設(shè)施上提供和云上一致的功能和體驗(yàn)。借助云原生技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)云-邊-端一體化的應(yīng)用分發(fā)，解決在海量邊、端設(shè)備上統(tǒng)一完成大規(guī)模應(yīng)用交付、運(yùn)維、管控的訴求。安全方面，云原生技術(shù)可以提供容器等更加安全的工作負(fù)載運(yùn)行環(huán)境，以及流量控制、網(wǎng)絡(luò)策略等能力，能夠有效提升邊緣服務(wù)和邊緣數(shù)據(jù)的安全性；邊緣網(wǎng)絡(luò)環(huán)境方面，基于云原生技術(shù)的邊緣容器能力，能保證弱網(wǎng)、斷網(wǎng)的自治性，提供有效的自恢復(fù)能力，同時(shí)對(duì)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)接入環(huán)境有良好的兼容性；異構(gòu)資源兼容性方面，云原生技術(shù)的適用性逐步提升，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，云原生技術(shù)已經(jīng)能夠很好的支持多種 CPU 架構(gòu)(x86-64/arm/arm64)和通信協(xié)議，并實(shí)現(xiàn)較低的資源占用。

云邊協(xié)同打造分布式云，是物聯(lián)應(yīng)用落地的催化劑物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和云服務(wù)的推動(dòng)使得邊緣計(jì)算備受產(chǎn)業(yè)關(guān)注，在各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中，雖然邊緣計(jì)算發(fā)展如火如荼，但只有云計(jì)算與邊緣計(jì)算通過緊密協(xié)同才能更好地滿足各種需求場(chǎng)景的匹配，從而最大化體現(xiàn)云計(jì)算與邊緣計(jì)算的應(yīng)用價(jià)值，云邊協(xié)同已成為主流模式。在智能終端、5G 網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、邊緣計(jì)算等新技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛的時(shí)代，云+邊+協(xié)同的分布式云方便了最終物聯(lián)應(yīng)用的管理和部署，作為物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中各種技術(shù)的紐帶，將成為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的最后拼圖。

亞馬遜、微軟、阿里、華為等 ICT 服務(wù)商利用云計(jì)算市場(chǎng)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，將云計(jì)算能力向邊緣側(cè)拓展。如亞馬遜推出 AWS IoTGreengrass，可將 AWS 無縫擴(kuò)展至邊緣設(shè)備；微軟推出 Azure IoTEdge，將 AI 和分析工作負(fù)荷遷移到網(wǎng)絡(luò)邊緣；阿里推出物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算平臺(tái)，用戶可以將阿里云的邊緣計(jì)算能力部署在各類計(jì)算節(jié)點(diǎn)或智能設(shè)備中，打造云邊端一體化的協(xié)同計(jì)算體系；華為推出智能邊緣平臺(tái)，支持用戶海量邊緣節(jié)點(diǎn)接入和邊緣應(yīng)用全生命周期管理，提供完整的云邊協(xié)同一體化的計(jì)算解決方案。

根據(jù)中國(guó)信通院發(fā)布數(shù)字孿生城市白皮書中，我們可以看到阿里、百度智慧城市大腦則以阿里云和百度云為基礎(chǔ)，綜合集成了城市大數(shù)據(jù)資源體系、大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、上層大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)環(huán)境和交通、安防等特定領(lǐng)域信息模型，構(gòu)建了有別于傳統(tǒng)智慧城市不同的基于云原生技術(shù)落地方案。
（責(zé)任編輯：fqj）