5G+邊緣雲計算(阿里ENS, 華爲IEC)

總結:邊緣雲計算2020是爆發的一年,雲計算架構會由端雲架構向端邊雲架構演進,5G+AI會推動邊緣計算不斷向前;在邊緣雲場景中,沉浸式消費場景(CloudXR、雲遊戲)與產業互聯網將不斷髮展;邊緣雲的技術挑戰在於站點小,資源少,站點分佈廣,如何管理、分佈式調度統一資源管理、5G流量切換與調度、客戶的資源管理等。邊緣雲計算阿里的ENS、華爲的IEC都已經開始公測上線。

5G+AI需求推動邊緣計算不斷向前  由端雲架構像端邊雲架構演進

回顧歷史,自從1994年接入互聯網,已經有20多年的時間,從應用場景看,終端從PC時代走到了移動時代,也包括電視、攝像頭、IoT等終端。而背後的基礎設施也從早期的自建服務器,到當前全站上雲這種模式。整體看來,網絡架構是雲、端兩層架構。

當5G來臨,消費互聯網逐漸向產業互聯網延伸,物聯網、工業互聯網、車聯網、醫療健康、在線教育、企業遠程視頻會議等大帶寬、低時延、大流量的場景被激活,原有的雲、端兩層網絡架構很難滿足新的產業互聯網之下對低時延、低成本以及本地化計算的需求,這就促成了邊緣計算出現的第一波應用。與此同時,5G的一個關鍵特性是,與2G、3G、4G的管道形式不同,5G允許在基站或者網絡中的任何位置進行分流,所以5G也爲邊緣計算提供了技術上的可行性。以上兩點,是邊緣計算在5G時代走上風口的最核心原因。

在雲、端兩層網絡架構中,計算要麼發生是在雲上,要麼在手機、PC、電視機等終端上面,隨着IoT萬物智聯的普及,工業互聯網、車聯網、智能家居、智慧城市、自動駕駛、雲辦公、3D視頻等新型的產業應用出現之後,全部的計算髮生在雲端可能無法滿足時延要求,而全部發生在端側,對端的要求又比較高。

所以,計算從原本的雲端兩層結構,逐漸遷移到基站以上和雲以下的位置,在城市這樣的位置實現距離與效率的平衡,演變成雲、邊、端三層結構,這將是未來主流的計算分佈形態。

技術架構、產業協同與應用場景(沉浸式消費計算場景)

前面也提到,5G原生支持在通信管道內分流做邊緣計算,技術上具備了計算下沉到基站的可能性。也就是,在4G之前,在通信網絡中一頭是端,一頭是雲。如果把通信網絡比作一條高速公路,它是沒有服務區的,所有的信息流都是從這條高速公路上流轉運行。5G有一個非常好的特性,就是允許在高速公路上修建服務區,當信息在基站的位置,就可以把它分流出來進行本地計算,可以在社區網格、街道鄉鎮、地市區縣、省會城市等等整個通信網絡的任何一個位置實現計算。

在場景方面,未來沉浸式消費計算和產業互聯網會湧現大量的“低時延高可靠/大帶寬/大連接,低成本,屬地化”等邊緣計算需求。未來5G邊緣計算有一些產業應用會大量的湧現。同時,終端的計算上雲,比如雲遊戲、雲桌面等應用場景,不管是對用戶的成本,還是企業和設備的成本與維護來講,都是最佳的狀態。

邊緣計算產業上下游有衆多參與者,主要包括運營商、雲廠商、專業服務廠商以及設備和芯片商等,分別從各自的優勢來爲邊緣計算產業發展提供助力。

雲廠商一直提供一種按需付費的雲服務,隨着產業互聯網的到來,雲廠商會結合邊緣計算將雲服務進一步延伸和拓展,大型、集中的計算還是交由雲中心來完成,對於時延、成本、本地化計算有強需求的則放在邊緣來完成。於運營商來講,邊緣計算是在運營商的城域網或5G核心網、基站等位置去計算,計算就發生在運營商的整個網絡體系裏面,無論是國外還是國內的三大運營商,目前對邊緣計算的投入都是非常大的。而專業服務廠商包括一些CDN廠商,他原來定義的計算其實是放在地級市這種IDC之中,還不是嚴格意義上的通信互聯網的邊緣,同樣也是一種邊緣。另外,邊緣計算之中有一部分是設備,比如在網關領域做邊緣計算,這就涉及到了設備商和芯片廠商的領域了。

現階段邊緣計算的應用場景大約分兩大類,一類是需要在全國各地,甚至全球各地去部署這種分佈式計算資源,典型應用就是CDN內容分發網絡,它其實就是在分佈式節點上去提供內容緩存與轉發。未來在線教育、在線會議和其他場景也是分佈式互聯網應用的核心場景。另外一類就是產業應用,對計算有本地化、低時延的訴求,可能在10公里、百公里範圍內就要完成計算,比如視頻匯聚、智慧園區等等場景。

開放、標準、靈活、易用的邊緣雲架構

談到公有云與邊緣雲的區別以及邊緣雲的主要技術特徵和挑戰,主要有四點。

第一,公有云與邊緣雲都是大規模,但是規模屬性不同。公共雲是中心式的大規模的雲,通常由少量的大資源去構成,而邊緣計算通常是由大量的小節點組成。同時,從技術上來講,公共雲的整個的保障體系、機房、電力、網絡環境和邊緣雲所處環境是不太一樣的,所以邊緣雲與公共雲的建設、資產管理邏輯都有所不同,這也是它非常大的一個挑戰。

第二,邊緣雲並不是每1個小節點是一朵雲,是上萬個節點或者上百萬的節點組成的一朵雲。所以邊緣雲是需要基於不可靠互聯網的形成集中管理、統一調度的,甚至當邊緣節點出現網絡中斷的時候還能夠脫網自治。

第三,邊緣計算要承接物聯網、車聯網各種各樣的網絡連接需求,所以邊緣計算要解決如何去做5G網絡分流的問題,包括計算什麼樣的流量需要分流,分流計算完之後又該怎樣錄流,它不是簡單的提供一個計算服務,而是要雲網一體的去提供給客戶去使用。

第四,從客戶的使用方法上來講,以往公共雲大家習慣的方式是:買一個region、幾臺機器,還有一個IP,就會知道它在哪裏。但是邊緣計算如果沿用這樣的形式其實是可能會是一個災難。

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