ПНСТ 794-2022

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Информационные технологии

ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ

Периферийные вычисления

Information technology. Internet of things. Edge computing

ОКС 35.020

Срок действия с 2023-01-01

до 2026-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский институт стандартизации" (ФГБУ "Институт стандартизации") и Некоммерческим партнерством "Русское общество содействия развитию биометрических технологий, систем и коммуникаций" (Некоммерческое партнерство "Русское биометрическое общество")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 194 "Кибер-физические системы"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 ноября 2022 г. N 111-пнст

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: 121205 Москва, Инновационный центр Сколково, ул.Нобеля, д.1, e-mail: info@tc194.ru и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская набережная, д.10, стр.2.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты" и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

История периферийных вычислений начинается с момента активного развития сетей доставки контента, которые были созданы в конце 1990-х годов для распространения веб- и видеоконтента с помощью граничных серверов, развернутых рядом с пользователями. В начале 2000-х эти сети развивались для размещения приложений и компонентов приложений на граничных серверах, что привело к появлению первых коммерческих периферийных вычислительных сервисов, на которых размещались такие приложения, как поиск поставщиков, корзины покупок, агрегаторы данных в реальном времени и рекламные движки.

Современные периферийные вычисления значительно расширяют этот подход за счет виртуализации, упрощающей развертывание и запуск более широкого спектра приложений на граничных серверах.

В настоящее время большие перспективы развития технологии периферийных вычислений связаны с развитием направления межмашинного взаимодействия, и в особенности интернета вещей.

     1 Область применения

В настоящем стандарте определены:

- общие требования к периферийным вычислениям;

- термины и определения;

- характеристики, варианты использования и технологии периферийных вычислений для приложений систем интернета вещей, включая управление данными, координацию, обработку, сетевые функции, гетерогенные вычисления, безопасность, оптимизацию аппаратного и программного обеспечения.

Настоящий стандарт определяет области стандартизации периферийных вычислений в области интернета вещей.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ ISO/IEC 17788 Информационные технологии. Облачные вычисления. Общие положения и терминология

ГОСТ ISO/IEC 29100 Информационные технологии. Методы и средства обеспечения безопасности. Основы защиты персональных данных

ПНСТ 438-2020 (ИСО/МЭК 30141:2018) Информационные технологии. Интернет вещей. Типовая архитектура

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 граница сети (edge): Граница между соответствующими цифровыми и физическими сущностями, образуемая сетевыми датчиками и исполнительными устройствами.

3.2 периферийные вычисления (edge computing): Распределенные вычисления, проводимые на границе или в непосредственной близости от нее в соответствии с требованиями системы.

3.3 программно-определяемая сеть; ПОС (software defined network, SDN): Сеть, в которой уровень управления сетью отделен от уровня передачи данных и инфраструктурного уровня.

Примечание - Разделение уровней обеспечивает эффективное управление и пользование сетью.

3.4

3.5 сущность периферийных вычислений; ECE (edge computing entity, ECE): Физическая или нефизическая вещь, отдельно существующая в периферийной вычислительной системе, с возможностью подключения, хранения и вычислений.

3.6 распределенные вычисления (distributed computing): Модель вычислений, когда обработка и хранение проводятся на множестве сущностей и действия координируются с помощью цифровых сообщений, передаваемых между сущностями.

3.7 физическая сущность периферийных вычислений (physical edge computing entity): Сущность периферийных вычислений, имеющая материальное представление в физическом мире.

Пример - Шлюз интернета вещей, датчик, исполнительное устройство.

3.8 шлюз интернета вещей (loT gateway): Сущность периферийных вычислений, которая соединяет одну или несколько сетей ближнего действия и периферийные устройства в данных сетях друг с другом и с одной или несколькими сетями доступа.

3.9 система периферийных вычислений (edge computing system): Система, использующая структуру и возможности периферийных вычислений.

     4 Сокращения и обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:

ИВ - интернет вещей (Internet of Things, loT);

ОС - операционная система (operating system);

2G - система цифровой мобильной связи второго поколения (second generation);

3G - система цифровой мобильной связи третьего поколения (third generation);

4G - система цифровой мобильной связи четвертого поколения (fourth generation);

5G - система цифровой мобильной связи четвертого поколения (fifth generation);

AMQP - расширенный протокол очереди сообщений (advanced message queuing protocol);

API - интерфейс прикладного программирования (application programming interface);

CNC - централизованная конфигурация сети (centralized network configuration);

CUC - централизованная конфигурация пользователя (centralized user configuration);

DDoS - распределенный отказ в обслуживании (distributed denial-of-service);

DDS - служба распределения данных (data distribution service);

DetNet - детерминированная сеть (deterministic networking);

GEO - геостационарная орбита (geosynchronous orbit);

HTTPS - безопасный протокол передачи гипертекста (hypertext transfer protocol secure);

IDS - системы обнаружения вторжений (intrusion detection systems);

IP - интернет-протокол (internet protocol);

IPS - системы предотвращения вторжений (mintrusion prevention systems);

JSON - обозначение объекта JavaScript (JavaScript Object Notation);

LEO - низкая околоземная орбита (low earth orbit);

M2M - межмашинное взаимодействие (machine to machine);

MEO - средняя околоземная орбита (medium earth orbit);

MPLS - многопротокольная коммутация меток (multiprotocol label switching);

OPC - семейство программных технологий, предоставляющих единый интерфейс для управления объектами автоматизации и технологическими процессами (open platform communication);

OPC UA - унифицированная архитектура OPC (OPC unified architecture);

REST - передача репрезентативного состояния (representational state transfer);

SLA - соглашения об уровне обслуживания (service level agreement);

TCP - протокол передачи данных TCP (transmission control protocol);

TLS - безопасность транспортного уровня (transport layer security);

TSN - чувствительная ко времени сеть (time sensitive networking);

UDP - протокол пользовательских дейтаграмм (user datagram protocol);

VPN - виртуальная частная сеть (virtual private network);

WAF - брандмауэр веб-приложений (web application firewall);

XML - расширяемый язык разметки (extensible markup language).

     5 Основные положения

     5.1 Общие принципы

Периферийные вычисления являются формой распределенных вычислений, в которой обработка и хранение проводятся на множестве сетевых устройств, находящихся в непосредственной близости от границы сети в соответствии с требованиями системы. Граница сети образуется границей между соответствующими цифровыми и физическими сущностями (т.е. между цифровой системой и физическим миром), как правило, образуемой устройствами интернета вещей и устройствами конечных пользователей. Близость к границе определяется требованиями системы, которые могут включать в себя физическое расстояние, задержку сети и пропускную способность сети. Цифровые сущности, которые необходимо учитывать, зависят от системы и контекста использования сущностей.

Цифровые системы могут осуществлять наблюдение за физическим миром и воздействие на него. На границе между физическим миром и цифровыми системами расположены датчики, исполнительные устройства и устройства конечных пользователей. Как правило, системы периферийных вычислений объединяют эти устройства с распределенными вычислительными ресурсами для обеспечения производительных возможностей системы. Если существуют требования к временным рамкам действий и возможная задержка влияет на конструкцию системы, то требования к временным рамкам обеспечиваются путем соответствующего размещения обработки и хранения данных.

Основные причины для использования периферийных вычислений включают следующее: