在新发展阶段，按照高质量发展要求，国家局做出了建设“全国烟草生产经营管理一体化平台”的重要战略部署，明确“1242”总体架构，“1”即一个云平台，由行业主中心节点、行业副中心节点和省级工商企业节点形成两级多点的“1+1+N”总体布局，为行业提供基础设施资源服务和技术能力服务；“2”即两个中台，包括业务中台和数据中台，在行业两级部署，形成适应两级架构可迭代成长的行业数字中台体系，为行业业务运行和数据智能提供共享共用的应用服务和数据服务；“4”即四大企业应用，以业务中台的共享服务中心为依托，综合利用桌面应用和移动应用等方式，支撑各企业在烟叶生产、卷烟制造、商业流通和政务管理等方面的应用；“2”即行业管控、行业决策两大应用，提供行业生产经营管理全链路、全方位决策支撑。行业“1242”总体架构及云平台“1+1+N”总体布局分别如下图所示。

图1：行业“1242”总体架构

图2：行业云平台“1+1+N” 总体布局

从上图可看出，四大企业应用、两大行业应用数据产生大多在边缘节点，经省级、行业节点传输汇聚于行业级云平台。对数据处理的时效性而言，若缺少云边数据协同、应用管理协同仅依靠行业中心云平台处理，传输、反馈时间会使得数据处理效率大打折扣；其次，省级云平台既属于行业级中心云平台的边缘节点，又是承载本省全量业务的核心节点在资源调度、业务处理时具有双重属性，若缺乏云边资源协同、业务协同等，则会极大增加两级云平台的资源能耗。再次，各省级云平台建设模式（自建、未建、传统IDC等）、选用技术（阿里云、华为云等）、终端设备连接类型（有线、无线）不同，若欠缺多业务接入场景及多接入边缘计算场景的云边协同，则难以垂直管理边端设备，提供按应用需求分配的网络带宽及细粒度的业务感知和QoS保障。

有鉴于此，烟叶平台项目组结合业务系统2级部署及电子地图、电子合同应用等实时性、低延迟特征，遵循“业务应用在边缘，管理在云端”模式，按照数据采集、传输、储存、加工和展示的信息处理技术理论，在充分考虑2级多点云平台基础设施、数据交互、网络承载、能效计算、接入安全等基础上提出了“云边协同”的设计构思，期为后续行业统筹规划1242架构下的云边端一体化提供借鉴、参考。

一、 理论上的技术互补

云平台作为互联网时代重要的基础设施，是互联网时代信息技术体系的重要组成部分，是支撑云计算、物联网、大数据、移动互联网等新信息化技术的重要载体。云计算是一种集中式服务，所有数据都通过网络传输到云计算中心进行处理。云计算的核心是可以将很多的计算机资源协调在一起，用户通过网络就可以获取到无限的资源，同时获取的资源不受时间和空间的限制。

边缘计算是指在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台。其功能是就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。

随着行业数字化转型的深入推进，智能终端、传感器、物联网设备的使用将不断增多，网络边缘产生的海量数据将会给传输网络和云计算中心带来巨大压力。若在终端上执行大量计算任务（地图导航、VR巡检、AR）将消耗终端的算力，对终端配置升级的需求也将与日俱增；将计算放在云中心，又会面临高昂的传输成本和较高的网络时延。若将云计算与边缘计算结合，使云计算与边缘计算协同，将终端的算力上移，将云端的算力下沉至网络边缘，构建“云、边、端”三方协同架构，既能有效突破了云计算的瓶颈，又能释放终端配置升级压力，实现边缘智能、低延时和大带宽处理数据。

图3：云计算与边缘计算（此图来源于网络）

综上所述，边缘计算与云计算之间是互补协同关系，而不是替代关系。边缘计算与云计算需要通过紧密协同才能更好的满足各种需求场景的匹配，从而放大边缘计算和云计算的应用价值。边缘计算既靠近执行单元，更是云端所需高价值数据的采集和初步处理单元，可以更好地支撑云端应用；反之，云计算通过大数据分析优化输出业务规则或模型下发到边缘侧，边缘计算基于新业务规则或模型运行。烟叶一体化项目组质疑问难、专精覃思后推断，行业两级多点的“1+1+N”总体布局是分布式云平台架构，具有分布式云计算及对边端垂直管理的特点。在云端管理下，边端先对数据进行标识、处理，提取特征数据传输给云端再进行计算分析，这种云计算与边缘计算配合运用的模式最贴近行业业务实际，云边协同的设计构思由此而来。

二、 云边协同包含的类型

按照云边协同构思，遵循“业务应用在边缘，管理在云端”模式，结合行业业务系统、行业应用多级和多点部署的特点，烟叶一体化项目组将云边协同分为数据协同、应用管理协同、资源协同、业务管理协同、网络服务协同、多接入边缘计算（MEC）协同六种类型。

1．数据协同：指数据采集、处理、传输、展示时，边缘节点应提供通信协议扩展能力，实现设备、资产的数据采集，按照规则、数据模型、标签标识等对数据进行初步处理与分析，并将处理结果以及相关数据按规则、标签传至上级云端；云端制定边缘节点数据上传策略、模型并下发给边缘节点执行，并对接收的海量数据分类存储、进行大数据分析与价值挖掘，主要数据处理、展示在云端的数据中台。

2．应用管理协同：指行业应用涉及在下级云、边、端部署时，下级节点提供应用部署与运行环境及生命周期管理API；云端实现对边缘应用的全生命周期管理及边缘节点应用开发、测试、监控、维护能力，包括应用的推送、安装、卸载、更新、监控及日志等，主要应用管理在云端的业务中台实现。

3．资源协同：泛指涉及行业应用数据的产生、采集、计算、存储、网络传输、虚拟化、容器、数据库等软、硬基础设施资源；云端提供资源调度管理策略，包括边、端的设备管理、基础设施管理、网络连接管理、微服务管理（网关、容器）、数据库管理（分库分表、热点数据库缓存）等，主要通过操作系统实现。

4．业务管理协同：指在行业全领域业务一体化统筹策略下，边缘节点应提供模块化、微服务化应用、网络实例及业务编排API能力（如Location API、QoS Control API、Data Plane API 、RNIS等），并按需运行云端下发的实例，匹配场景与实际业务变化需求等；云端根据工业制造和商业生产逻辑、排产计划、加工计划等提供应用、网络的业务编排能力，按需对应用或网络实例等进行业务编排，主要通过业务系统及中台实现。

5.网络服务协同:指行业网络在接入、汇聚、核心层与业务、云平台、边端节点的协同融合即云网融合，可分为数据中心网、行业骨干网、省级接入网三部分（可详见，烟叶一体化项目组撰写的《行业1242架构下基于SDN的云网融合》）。云网融合主要是根据各省级云平台建设模式、选用技术、终端设备连接类型为行业省级节点、分支节点等，提供访问能力。通过对不同业务流的感知，选择合适的传输方式和路径（基于专线或互联网的SDN-WAN），实现多条WAN链路间流量调度忙闲调优。边缘节点提供广域网接入网络资源以及设备自身管理API，支持按照云端下发的WAN资源流量调度策略调度相关WAN资源，提供WAN应用实例，实现对业务流的自动感知，并通过打标签方式实现不同级别业务流的区分；云端通过全网整体流量负载的大数据分析制定流量调度策略，下发给边缘节点执行，实现业务流策略管理及针对性的网络业务编排，不同业务流的QoS全网匹配，各业务流的智能选路传输（通过层级节点上传或直传行业云），主要通过业务系统、数据中台、SDN网管系统、5G切片专网等实现。

 6.多接入边缘计算协同：多接入边缘计算（MEC），广为熟知的名称是移动边缘计算，属于一种网络架构。欧洲电信标准协会（ETSI）已将其名称从移动边缘计算正式改为多接入边缘计算。结合行业基层环境复杂（站、点、库无专线）、设备类型繁多（打扫码设备、移动数采设备、传感器）、5G应用需求剧增（移动办公、地图导航、视频监控、AR）等现况特点，多接入边缘计算需作为云边协同的一种补充。多接入边缘计算分为边缘云放置、计算卸载、服务迁移、群智协同四种技术，在行业云边协同时主要使用的是计算卸载(可参考，《An offloading algorithm with multiple mobile nodes and multiple edge servers》)，即通过MEC设备将一部分或全部计算任务交给就近的云或边设备处理，以减少网络操作和服务交付时延，特征包括“邻近性、低时延、高宽带和位置认知”，主要通过SDN网管系统、MEC、CPE等设备实现。

三、 小结

行业1242架构下的云边协同分为“云、边、端”三个部分：“云”是行业云计算、省级云计算的中心节点，是边缘计算的管控端；“边”是相对于行业中心节点的省级云计算节点或分布在邻近业务现场的计算节点，分为基础设施边缘和设备边缘；“端”是终端设备，如手机、智能装备、各类传感器、摄像头等。随着云计算能力从中心下沉到边缘，边缘计算将推动形成“云、边、端”一体化的协同计算体系。在行业应用中，云计算更适合大规模数据的集中处理，而边缘计算可以用于小规模的智能分析和本地服务。边缘计算与云计算相辅相成、融合协同，这将在更大程度上助力行业的数字化转型。