引 言
随着中国“新基建”发展步伐加快，以及5G、物联网、人工智能、工业互联网等新型基础设施的规模化部署，国内乃至全球的众多行业迎来数字化转型的浪潮。万物互联为传统云计算集中式的处理方式带来严峻挑战，边缘计算成为必然趋势。边缘计算网关作为边缘计算领域的典型设备，在靠近数据源头一侧以高精度、高频率、低成本、易部署、高智能等为特点发挥着巨大优势。无论是在数据采集、通讯协议转换，还是在数据传输、数据安全等方面都发挥着非常大的作用。近年来，随着数据需求量和传输量的不断增大，边缘网关在智慧医疗、智慧交通、智能家庭等场景下的优势逐渐显现。
为了进一步完善边缘计算相关规范体系，制定边缘网关设备技术与测试要求，提出可参考的边缘计算网关设备的各项指标的定义、规范性描述和具体要求。同时该标准也提出相应功能与性能模块的技术指标的测试方法、步骤及测试规范。
1 范围
本文件规定了边缘计算网关设备的技术要求和测试标准，包括边缘网关的基本规格、连接能力、接入管理、协议转换、设备管理、应用管理、性能、稳定性等每项指标的定义、规范性描述和具体要求。
同时该标准也提出相应功能与性能模块的技术指标的测试方法、步骤及测试规范。
本文件适用于被测边缘网关设备方案基础规格、功能和性能的验证。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ETSI GS MEC 011 Mobile Edge Computing(MEC);Mobile Edge Platform Application
ETSI GS MEC 016 Multi-access Edge Computing (MEC);UE application interface
ETSI GS MEC 021 Multi-access Edge Computing (MEC);MEC Application Mobility
YDB 201-2018 智能家居终端设备安全能力技术要求
2018-1665T-YD 工业互联网边缘计算 需求
2018-1666T-YD 工业互联网边缘计算 总体架构与要求
3 术语、定义和缩略语
3.1 术语和定义
3.1.1 边缘计算 edge computing
在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合联接、计算、存储、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷联接、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。
3.1.2 边缘网关 edge gateway
部署于边缘侧的接入设备，主要用于网络接入、协议转换、数据处理等。
3.1.3 设备 device
3.1.4 边缘云 edge cloud
基于云计算技术的核心和边缘计算的能力，构筑在边缘基础设施之上的云计算平台。
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
4G The 4th Generation Mobile Communication Technology 第四代移动通信技术
5G The 5th Generation Mobile Communication Technology 第五代移动通信技术
AI Artificial Intelligence 人工智能
CDN Content Delivery Network 内容分发网络
CLI Command Line Interface 命令行界面
CPU Central Processing Unit 中央处理器
ICT Information and Communications Technology 信息与通信技术
LAN Local Area Network 局域网
NSA Non-standalone 非独立组网
OT Operational Technology 运营技术
PC Personal Compute 个人计算机
SA Standalone 独立组网
USB Universal Serial Bus 通用串行总线
VPN Virtual Private Network 虚拟专用网络
web World Wide Web 全球广域网
WIFI Wireless Fidelity 无线通信技术
4 边缘网关设备技术要求
4.1 基本规格
边缘网关的基本规格配置包括：CPU、内存、存储、温湿度范围等规格配置，具体要求如下：
a) CPU：应支持 ARM/x86 架构，至少具备 2 核处理器；
b) 内存：应至少具备 1G 内存空间；
c) 存储：应至少支持 8G 存储，宜支持拓展内存功能；
d) 工作温度： -15℃～55℃；
e) 湿度：5%-90%（无冷凝）；
f) 存储温度：-20℃～70℃。
4.2 连接能力要求
4.2.1 南向接入能力要求
边缘网关设备应具备南向接入能力，以接入各种类型行业终端设备。边缘网关设备南向接入能力要求具体如下：
a) LAN 口接入能力：应具有 RJ45 等 LAN 侧接口；
b) 应支持 RS232 串口接入能力，支持拓展 RS485 串口接入；
c) WIFI（南向）接入能力。
4.2.2 北向接入能力
边缘网关设备应具备北向接入能力，以对接边缘云。边缘网关设备北向接入能力要求具体如下：
a) WAN 口接入能力；
b) 4G/5G 接入能力；
c) WIFI 接入能力。
4.3 接入管理
边缘网关应具备接入管理功能，以实现各类终端设备、组网及网络桥接等功能。边缘网关设备的接入管理能力要求包括但不限于：
a) 应支持以太网接口、无线接口、串口、USB 等接入各种类型终端设备；
b) 具备 5G 接入能力的边缘网关应支持 NSA、SA 的 5G 全频段接入（含大网及专网）；
c) 应支持支持虚拟化网关云侧部署实现云、端协同组网；
d) 应支持网络桥接 5G 转 WIFI、有线网络等功能；
e) 应支持接入设备查询功能；
f) 应支持接入设备运行状态查询功能；
g) 应支持接入设备固件远程升级功能。
4.4 协议转换
边缘网关设备应支持多种协议的转换功能，协议转换的具体要求如下：
a) 应支持南向协议转北向协议；
b) 应支持北向协议转南向协议。
4.5 设备管理
4.5.1 本地管理
边缘网关设备的本地管理能力要求如下：
a) 应支持网关信息查询功能；
b) 应支持日志功能；
c) 应支持固件升级功能；
4.5.2 平台远程管理
边缘网关设备的平台远程管理能力要求如下：
a) 应支持网关设备增加与删除功能；
b) 应支持网关设备信息查询功能；
c) 应支持故障告警功能；
d) 应支持网关配置查询和修改功能；
e) 应支持性能检测功能；
f) 应支持固件升级功能。
4.6 应用管理
边缘网关应具备应用管理能力，支持根据网关管理平台下发的命令部署管理应用。边缘网关设备的应用管理要求具体如下：
a) 应支持应用安装与卸载功能；
b) 应支持应用启动与停止功能；
c) 应支持应用状态查询功能。
4.7 性能要求
边缘网关设备应具备流量转发能力，并具备一定的WAN口吞吐量。
4.8 稳定性
边缘网关应具备稳定性，包括但不限于：
a) 应支持软件或硬件看门狗；
b) 应支持有线无线双链路备份；
c) 特殊环境及特种行业设备应具备工业级防尘防水、耐高低温；
d) 车规级设备还应具备抗震防摔能力；
e) 应支持网络 VPN 连通性探测及网络自恢复能力；（可选）
f) 应支持长时间运行稳定性。
4.9 AI 能力（可选）
边缘网关宜具备AI能力，能力要求包括但不限于：
a) 应支持 AI 模型库管理；
b) 应支持 AI 模型的部署；
c) 应支持 AI 服务可管理；
4.10 本地化存储能力
5 边缘网关设备测试要求
5.1 基本规格测试
5.1.1 CPU 规格
通过web界面或CLI方式，查看边缘网关设备CPU型号，查看边缘网关设备的CPU型号、物理核、逻辑核、主频，CPU规格应符合4.1的要求。
5.1.2 内存规格
通过web界面或CLI方式，查看边缘网关设备的内存型号、容量、频率，内存规格应符合4.1的要求。
5.1.3 存储规格
通过web界面或CLI方式，查看边缘网关设备的硬盘型号、容量、接口类型，存储规格应符合4.1的要求。
5.1.4 温湿度范围
边缘网关设备的工作温度、湿度、存储温度规格应符合4.1的要求。
5.2 连接能力测试
5.2.1 南向接入能力
5.2.1.1 LAN 口接入
边缘网关配置LAN口参数，测试PC通过LAN口接入边缘网关并登录，验证边缘网关设备的南向接入能力。
5.2.1.2 RS232/RS485 串口接入
测试PC连接边缘网关的串口，通过串口测试工具验证边缘网关设备串口的接入能力，串口应符合4.2.1的要求。
5.2.1.3 WIFI（南向）接入
边缘网关开启WiFi功能并配置相关信息，设备通过WiFi接入边缘网关，验证边缘网关设备的WIFI南向接入能力。
5.2.2 北向接入能力
5.2.2.1 WAN 口
边缘网关通过WAN口接入管理平台，登录边缘网关管理平台，查看边缘网关设备信息，验证边缘网关设备的WAN口接入能力。
5.2.2.2 4G/5G
边缘网关的4G/5G接入管理平台，边缘网关设备成功在管理平台上注册且网关信息正确。
5.2.2.3 WIFI（北向）
边缘网关的WiFi接入管理平台，边缘网关设备成功在管理平台上注册且网关信息正确。
5.3 接入管理
验证边缘网关设备的接入管理能力，边缘网关设备的接入管理能力应符合4.3的要求。
5.4 协议转换
5.4.1 南向协议转北向协议
通过查看边缘网关南向协议和北向协议，并对比南向转北向的数据信息的一致性，验证南向协议转北向协议能力。
5.4.2 北向协议转南向协议
通过查看边缘网关南向协议和北向协议，并对比南向转北向的数据信息的一致性，验证北向协议转南向协议能力。
5.5 设备管理
5.5.1 本地管理
5.5.1.1 网关信息查询
通过查看边缘网关设备的编号、运行状态、CPU、内存等信息，验证网关信息查询功能。
5.5.1.2 日志功能
查看边缘网关设备的系统日志、访问日志、告警日志，登录记录、管理配置操作设备日志等信息，并对边缘网关设备进行热启动，查看日志是否丢失，验证边缘网关的日志功能。
5.5.1.3 固件升级
边缘网关执行本地固件升级，验证边缘网关是否支持本地固件升级。
5.5.2 平台远程管理
5.5.2.1 网关设备增加与删除
登录边缘网关管理平台，执行边缘网关设备增加和删除操作，验证网关设备增加与删除功能。
5.5.2.2 网关设备信息查询
登录网关管理平台，进入网关信息查询页面，执行边缘网关信息查询操作，验证远程网关信息查询功能。
5.5.2.3 故障告警
登录边缘网关设备，在边缘网关设备模拟设备故障告警，查看边缘网关管理平台读取到正确故障告警，验证边缘网关的故障告警功能。
5.5.2.4 网关配置查询及修改
登录边缘网关管理平台，执行边缘网关配置查询及修改操作，验证边缘网关配置查询和修改功能。
5.5.2.5 性能监测
登录管理平台，选择已纳管的边缘网关，查看当前边缘网关设备的CPU、内存、吞吐流量等，验证边缘网关性能监测功能。
5.5.2.6 远程固件升级
登录管理平台，执行边缘网关远程固件升级，验证边缘网关是否支持通过边缘网关管理平台进行固件升级。
5.6 应用管理
5.6.1 应用安装与卸载
通过手动上传或管理平台下发的方式，将应用文件传入边缘网关，执行应用的安全与卸载，验证应用安装与卸载功能。
5.6.2 应用启动与停止
登录边缘网关，选择已安装的应用程序，执行应用启动与停止操作，验证应用启动与停止功能。
5.6.3 应用状态查询
登录边缘网关，查看应用程序列表，选择一个应用程序，查看其运行相关信息，包括运行状态、运行时间、资源占用情况等，验证应用状态查询功能。
5.7 性能测试
5.7.1 WAN 口吞吐量测试
被测边缘网关的一个WAN口和一个LAN口，分别与测试仪直连，通过测试仪进行RFC2544的性能测试，分别测试包长为128\256\512\1024\1400bytes下的吞吐量。
5.8 稳定性测试
边缘网关设备连接测试仪表，验证边缘网关设备的稳定性，且应符合4.8的要求。
5.9 AI 能力测试（可选）
5.9.1 AI 模型库管理
登录边缘网关，进入AI模型库界面，配置模型名称、版本、AI引擎、AI模型文件等相关信息，执行AI模型导入和删除操作，验证边缘网关AI模型库的模型查看、导入、删除等管理功能。
5.9.2 AI 模型部署
登录边缘网关，进入建模部署页面，配置模型部署相关参数，包括名称、描述、运行环境、版本、实例数、规格（CPU、内存）等，执行AI模型部署操作，验证AI模型的部署功能。
5.9.3 AI 服务可管理
登录边缘网关，查看AI服务列表，选择一个正在运行的AI服务，查看AI服务相关信息，执行服务停止操作，验证边缘云平台AI服务的可管理功能。
5.10 本地化存储能力测试
边缘网关设备连接测试仪表，验证边缘网关设备的本地化存储能力，且应满足4.10的要求。
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