GBT 41780.2-2024 物联网 边缘计算 第2部分：数据管理要求

ICS35.110物联网边缘计算第2部分：数据管理要求国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T41780.2—2024 Ⅲ 12规范性引用文件 1 1 25边缘计算数据管理功能框架 25.1功能框架 25.2功能描述 26数据采集要求 37数据汇聚要求 47.1一般要求 47.2边缘网关数据汇聚 47.3边缘控制器数据汇聚 47.4边缘计算服务器数据汇聚 48数据处理要求 48.1一般要求 48.2物联网终端数据处理 58.3边缘网关数据处理 58.4边缘控制器数据处理 58.5边缘计算服务器数据处理 59数据存储要求 69.1一般要求 69.2物联网终端数据存储 69.3边缘网关数据存储 69.4边缘控制器数据存储 69.5边缘计算服务器数据存储 610数据传输要求 710.1一般要求 710.2物联网终端数据传输 710.3边缘网关数据传输 710.4边缘控制器数据传输 710.5边缘计算服务器数据传输 7Ⅱ11数据共享要求 8 813.1通则 8 8参考文献 ⅢGB/T41780.2—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T41780《物联网边缘计算》的第2部分。GB/T41780已经发布了以下部分：--—第1部分：通用要求；-—第2部分：数据管理要求。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)提出并归口。本文件起草单位：重庆邮电大学、中国电子技术标准化研究院、重庆邮电大学工业互联网研究院、美的集团(上海)有限公司、深圳赛西信息技术有限公司、北京东土科技股份有限公司、重庆市质量和标准化研究院、上海集成通信设备有限公司、中移物联网有限公司、重庆软江图灵人工智能科技有限公司、无锡物联网产业研究院、无锡物联网创新中心有限公司、中建科技集团有限公司、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司、富泰华工业(深圳)有限公司、西安电子科技大学、西北工业大学、广东省工业边缘智能创新中心有限公司、中电(海南)联合创新研究院有限公司、工因特(重庆)科技有限公司、西安航天自动化股份有限公司、福建省水投数字科技有限公司、中移(杭州)信息技术有限公司、中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司、深圳市三旺通信股份有限公司、豪尔赛科技集团股份有限公司、深圳市有方科技股份有限公司、上海逸迅信息科技有限公司、特斯联科技集团有限公司、江苏北数睿新科技服务有限公司、江苏物联网研究发展中心、浙江浙能能源服务有限公司、安徽长泰科技有限公司、成都国恒空间技术工程股份有限公司、深圳市宇泰科技有限公司。GB/T41780.2—2024求，旨在从物联网视角规范边缘计算的设计、指导边缘计算的开发，促进边缘计算在物联网系统中的应用。GB/T41780拟由五个部分构成。——第1部分：通用要求。目的在于给出物联网边缘计算术语定义和边缘计算节点种类，提出物联——第2部分：数据管理要求。目的在于统一物联网边缘计算数据管理功能框架，规定不同边缘计算节点的数据管理功能要求和边缘计算数据安全要求。——第3部分：节点接口要求。目的在于统一物联网边缘计算设备功能服务之间的接口。——第4部分：节点技术要求。目的在于针对每种边缘计算节点的特点和应用场景需求，规范边缘——第5部分：协同接口要求。目的在于规范物联网边缘计算协同活动的接口流程。1GB/T41780.2—2024物联网边缘计算第2部分：数据管理要求本文件给出了物联网边缘计算数据管理功能框架，规定了不同边缘计算节点的数据管理功能要求2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T37044—2018信息安全技术物联网安全参考模型及通用要求GB/T41780.1—2022物联网边缘计算第1部分：通用要求3.13.23.33.4数据描述datadescription3.52GB/T41780.2—2024元数据metadata定义和描述其他数据的数据。下列缩略语适用于本文件。HTTP:超文本传输协议(HyperTextTransferProtocol)MQTT:消息队列遥测传输(MessageQueuingTelemetryTransport)OPCUA:OPC统一架构(OpenPlatformCommunicationsUnifiedArchitecture)TCP:传输控制协议(TransmissionControlProtocol)UDP:用户数据报协议(UserDatagramProtocol)5边缘计算数据管理功能框架5.1功能框架按照GB/T41780.1—2022的5.1对系统架构的规定，边缘计算节点种类包括物联网终端、边缘网关、边缘控制器、边缘计算服务器。参照GB/T41780.1—2022的5.1功能架构，物联网边缘计算数据管理功能框架见图1,各类边缘计算节点的数据管理功能包括数据采集、数据汇聚、数据处理、数据存储、计算节点都应具备数据安全功能。图1中云(数据中心)可为私有云、公有云、混合云或数据中心。云(数据中心)云(数据中心)边缘计算服务器数据传输数据共亨数据删除数据显示数据删除数据显示处理预处理数据处理数据汇聚数据存僭数据传输物联网终端数据采集数据处理数据存储数据传输数据删除数据显示数据汇聚数据存储数据传输数据汇聚数据处理数据存储数据预处理边缘控制器数据处理边缘网关数据安全数据显示数据数据删除标引符号说明：必选功能；必选功能；云(数据中心):可选功能。图1物联网边缘计算数据管理功能框架5.2功能描述物联网终端、边缘网关、边缘控制器、边缘计算服务器的数据管理功能描3GB/T41780.2—2024表1物联网边缘计算数据管理功能描述数据管理功能边缘计算节点类型物联网终端边缘网关边缘控制器边缘计算服务器数据采集通过感知单元，将物体、环境等物联网目标对象的信息按照一定的规律转换为数据描述的过程数据汇聚通过多种数据接口，将分布的、跨网络的多源数据接入汇聚数据处理按一定规则对数据进行预处理，或将控制指令数据按照一定的规律转换为控制执行力换，并对数据进行分析过滤、编码压缩，以及控制指令的解析和下发等负责复杂逻辑控制、参数控制优化、控制协议转化以及数据响应等负责复杂数据处理与分析，提供物联网边缘服务数据存储暂时缓存采集的数据短期保存采集的数据，长期保存系统配置等数据；支持本地存储和外扩存储；对存储的数据进行管理，包括存储监控、数据备份等在边缘网关功能基础上，支持存储管理、校验更新、冗余备份等数据传输支持与上层边缘计算节点或云(数据中心)之间的数据交互支持数据与上层边缘计算节点或云(数据中心)间的数据交互，必要时支持同层边缘计算节点之间的数据交互数据共享实现与外部系统之间共享数据显示边缘计算节点宜提供实时、可视化的数据界面数据删除边缘计算节点存储资源受限，应根据应用场景需求自动删除超过存储期限的采集数据等内容数据安全根据数据的重要程度，以及数据遭到篡改、破坏或泄露时造成的危害程度，对数据实行分类分级保护6数据采集要求物联网终端的数据采集满足以下要求：a)应保证数据采集的精度、周期和质量；c)数据采集应不影响边缘计算节点的正常业务运行；d)采集数据应包含物联网终端的标识；e)宜支持多通道数据采集；4GB/T41780.2—2024f)宜支持对采集的数据进行首位和末位标记；g)宜对采集的数据进行时间戳标记。7数据汇聚要求7.1一般要求边缘计算数据汇聚满足以下要求：a)应具备通过不同数据接口获取物联网目标对象、底层设备等多数据源的动态数据或非动态数据的能力；b)应具备识别数据来源的能力；c)应具备识别数据类型的能力；d)汇聚数据应包含边缘计算节点的标识；e)宜支持离线或实时数据的获取；f)宜提供可视化配置、管理或监控的工具，提高数据汇聚配置和管理的效率与便捷性。7.2边缘网关数据汇聚边缘网关的数据汇聚功能满足以下要求：a)应具备通过多个数据接口并发获取数据的能力；b)宜支持结构化、半结构化和非结构化数据；c)宜具备获取边缘计算网络通信相关数据的能力。7.3边缘控制器数据汇聚边缘控制器的数据汇聚功能满足以下要求：a)应具备获取实时数据的能力；b)应具备获取控制命令反馈数据的能力；c)宜具备获取模拟量数据的能力；d)宜具备通过多个数据接口并发获取数据的能力。7.4边缘计算服务器数据汇聚边缘计算服务器的数据汇聚功能满足以下要求：a)应支持结构化、半结构化和非结构化数据；b)应支持通过多个数据接口并发获取数据的能力；c)宜支持发布订阅数据获取模式。8数据处理要求8.1一般要求边缘计算数据处理满足以下要求：a)应具备数据分包和重组的能力；b)宜具备数据清洗、数据抽取等数据预处理的能力；c)宜具备动态加载数据处理模块的能力，以适应不同种类数据；d)宜具备配置数据定时分析的能力。5GB/T41780.2—20248.2物联网终端数据处理物联网终端的数据处理功能满足以下要求：a)应支持将采集获取的数据转换为数字信号；b)如果物联网终端具有执行设备，应保证控制指令数据响应的实时性和准确性；c)宜具备基于事件的数据采集能力；d)宜具备数据处理模式可配置的能力；e)宜具备将采集数据转化为统一数据描述的能力；f)宜具备按特定规则对采集数据进行筛选的能力；g)不宜进行复杂的数据分析，以防止较长时间的计算资源占用。8.3边缘网关数据处理边缘网关的数据处理功能满足以下要求：a)应具备数据过滤和解码的能力；b)宜支持将不同协议的数据解释转化为统一的数据模型；c)宜具备对获取的数据进行特征提取、数据编码、打包压缩的能力；d)宜具备简单控制指令下发管理的能力；e)宜支持数据规则引擎；f)宜具备数据统计分析的能力；g)可具备数据质量评估能力，优化数据使用价值。8.4边缘控制器数据处理边缘控制器的数据处理功能满足以下要求：a)应支持复杂逻辑控制的数据处理；b)应具备过程控制和紧急事件数据及时响应的能力；c)应保证数据处理的实时性；d)宜支持规则引擎配置，实现复杂业务逻辑；e)宜具备数据聚合/融合的能力；f)宜具备控制系统参数优化的能力；g)宜具备基于事件的数据分析能力。8.5边缘计算服务器数据处理边缘计算服务器的数据处理功能满足以下要求：a)应具备自动识别标识、解析数据标签和密文的能力；b)应能对边缘计算节点获取的数据进行分类、重组和融合；c)应支持数据规则引擎；d)应支持多种形式的分析结果输出；e)宜支持数据计算资源的弹性调用；f)宜支持数据统计分析、分类识别等边缘分析功能；g)宜提供大数据分析的框架和模块；h)宜建立数据挖掘与分析所需要的算法库；i)宜具备数据质量评估能力，优化数据使用价值。6GB/T41780.2—20249数据存储要求边缘计算数据存储满足以下要求：a)应具备数据缓存及数据覆盖的能力；b)应根据应用场景需求确定不同类型数据的存储期限；c)在边缘计算节点内，宜根据数据的类型、特征和重要性选择不同的存储方式、存储位置；d)宜具备数据存储可视化的能力；e)宜根据数据访问的频次，将数据存储于不同的边缘计算节点。9.2物联网终端数据存储物联网终端的数据存储功能满足以下要求：a)宜对存储的数据设定过期时间，保证存储数据的时效性；b)宜对存储的数据进行数据压缩。9.3边缘网关数据存储边缘网关的数据存储功能满足以下要求：a)应支持本地历史数据存储且存储数据断电不丢失；b)应具备数据外扩存储的能力；c)应提供数据自动备份或手动备份的功能；d)宜具备创建数据标识的能力；e)宜具备数据检索的能力；f)宜具备存储资源、数据信息监控的能力；g)宜支持数据批量更新、删除的功能；h)宜采用数据库的方式存储数据。9.4边缘控制器数据存储边缘控制器的数据存储功能满足以下要求：a)应支持本地历史数据存储且存储数据断电不丢失；b)应提供数据自动备份或手动备份的功能；c)应支持实时数据存储；d)宜具备创建数据标识的能力；e)宜具备存储资源、数据信息监控的能力。9.5边缘计算服务器数据存储边缘计算服务器的数据存储功能满足以下要求：a)应创建数据可追溯性标识；b)应创建描述数据特征和属性的元数据；c)应对数据建立索引，具备数据检索的能力；d)应支持实时数据和历史数据的存储与管理；e)应支持多种不同类型的数据存储和管理；f)应保证存储数据断电不丢失；7GB/T41780.2—2024g)宜提供元数据的创建和管理工具；h)宜支持数据字典；i)宜支持对系统中存储的数据定期校验；j)宜支持存储资源的定期更新和过期数据的删除；k)宜支持数据存储资源动态扩展。10数据传输要求边缘计算数据传输满足以下要求：a)应提供边缘计算节点间的数据传输接口和接口描述；b)应根据不同时效要求，选择合适的数据传输方式；c)应具备数据传输中断后续传或重传的能力；d)根据应用需求，边缘计算节点同层之间可具备数据传输能力。10.2物联网终端数据传输物联网终端的数据传输功能宜减少数据传输资源占用，不影响其他业务的运行。10.3边缘网关数据传输边缘网关的数据传输功能满足以下要求：a)应具备识别不同网络通信协议的能力，支持网络通信协议的一种或多种，例如TCP、UDP、OPCUA、MQTT、CoAP、HTTPb)应具备与多个边缘计算节点并发进行数据传输的能力。边缘控制器的数据传输功能满足以下要求：a)应具备识别不同网络通信协议的能力，支持网络通信协议的一种或多种，例如TCP、UDP、b)宜具备与其他边缘控制器或边缘网关进行数据传输的能力。10.5边缘计算服务器数据传输边缘计算服务器的数据传输功能满足以下要求：a)应具备识别不同网络通信协议的能力，支持网络通信协议的一种或多种，例如TCP、UDP、b)应具备与多个边缘计算节点并发进行数据传输的能力；c)应通过线程池、资源动态分配等技术提高并发数据访问的响应速度。11数据共享要求边缘计算服务器的数据共享功能满足以下要求：a)应遵循数据共享范围最小化、共享数据最小化原则；b)应提供规范的数据接口和数据接口描述；c)对需要进行共享的数据，应保证数据可访问；8GB/T