2020年11月7日，以“5G·邊緣計(jì)算“為主題的全球邊緣計(jì)算大會(huì)在北京新世界大酒店成功召開，作為業(yè)內(nèi)首個(gè)專門為邊緣計(jì)算人打造的行業(yè)盛會(huì)，此次活動(dòng)現(xiàn)場共有超過600+來自政、產(chǎn)、學(xué)、研、用各界的企業(yè)負(fù)責(zé)人、權(quán)威技術(shù)專家、通信科技從業(yè)者、邊緣計(jì)算研究者、邊緣計(jì)算投資機(jī)構(gòu)等參會(huì)，共話5G·邊緣計(jì)算議題及真知見解，反響十分熱烈。

阿里云資深技術(shù)專家李克受邀參與大會(huì)，與現(xiàn)場嘉賓一起探討邊緣計(jì)算的技術(shù)趨勢(shì)以及未來的挑戰(zhàn)，并分享了阿里云在5G邊緣云層面，是如何結(jié)合運(yùn)營商的優(yōu)勢(shì)資源，為行業(yè)提供廣覆蓋、低成本、高可靠的邊緣云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。

邊緣計(jì)算的發(fā)展趨勢(shì)

邊緣計(jì)算在過去的二十年經(jīng)歷了一個(gè)輪回，最開始大家可能沒有感知到，其實(shí)早在1999年互聯(lián)網(wǎng)爆發(fā)的時(shí)候，我們就使用了邊緣節(jié)點(diǎn)資源，因?yàn)楫?dāng)時(shí)大量租用各種IDC機(jī)房。應(yīng)用部署在這種機(jī)房時(shí)，在覆蓋全國訪問上是存在問題的，所以在這個(gè)時(shí)代出現(xiàn)了最早的邊緣計(jì)算的產(chǎn)品，就是CDN內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，CDN通過緩存的技術(shù)能夠把內(nèi)容快速推到距離客戶最近的節(jié)點(diǎn)，這就是第一代的邊緣計(jì)算形態(tài)。

后來隨著云計(jì)算的興起，2009年阿里云成立，自建超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心成為趨勢(shì)，通過資源的池化提供標(biāo)準(zhǔn)的虛機(jī)、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等基礎(chǔ)云計(jì)算的技術(shù)服務(wù)和中間件產(chǎn)品，通過集中式資源建設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)用和穩(wěn)定性的提升。

最近兩三年，邊緣計(jì)算又一次興起，阿里云在2018年就提出邊緣云計(jì)算的白皮書，2019年針對(duì)邊緣云計(jì)算做了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)制定，并對(duì)外提供了邊緣云計(jì)算的產(chǎn)品，所以回過頭來看整個(gè)發(fā)展是一個(gè)輪回的過程。

分析最近幾年邊緣計(jì)算的出現(xiàn)的原因，主要有兩方面：一個(gè)是場景的需要，另一個(gè)是成本的需要。

在場景層面，5G商用在即，60多萬基站已經(jīng)建設(shè)好了，未來5G的接入和各種應(yīng)用都會(huì)雨后春筍般地出現(xiàn)。而5G的特點(diǎn)就是大流量、低延遲、大連接，這些特征傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心是不能滿足的。大流量方面，在數(shù)據(jù)爆炸的年代，所有數(shù)據(jù)都涌向數(shù)據(jù)中心的話，會(huì)把中心機(jī)房的入口打爆。因?yàn)閿?shù)據(jù)中心和端之間物理距離的存在，很難做到10毫秒以內(nèi)的低延時(shí)。大連接方面，隨著IoT智能設(shè)備的普及，未來終端的規(guī)模量級(jí)暴增，需要分而治之，借助更多的邊緣節(jié)點(diǎn)提供大連接的解決方案。5G和邊緣云計(jì)算兩個(gè)場景合在一起，需要在中心云和設(shè)備端之間打造邊緣云的平臺(tái)，能夠起到承上啟下的作用，實(shí)現(xiàn)上下傳輸和能力互通。

在成本方面，云計(jì)算客戶看重的就是成本、效率和穩(wěn)定性，成本是邊緣計(jì)算一個(gè)非常大的優(yōu)勢(shì)，自建數(shù)據(jù)中心需要投入大量的硬件，后續(xù)的運(yùn)維和升級(jí)都要較高的成本。而邊緣節(jié)點(diǎn)就會(huì)比較靈活，節(jié)點(diǎn)可以是小規(guī)模的，機(jī)器或者網(wǎng)絡(luò)的SLA可以降低，這個(gè)過程中邊緣云計(jì)算在成本方面就存在優(yōu)勢(shì)。用某城市大腦項(xiàng)目舉例，分析成本構(gòu)成時(shí)，超過一半都是帶寬成本，去數(shù)據(jù)中心機(jī)房的話成本是非常高的，另外計(jì)算也是可以進(jìn)行下沉的，在邊緣進(jìn)行原始數(shù)據(jù)處理，處理以后再回到云中心，我們測算過，當(dāng)數(shù)據(jù)量降低到百分之五，就可以節(jié)省一半的總體成本。

李克認(rèn)為，中心計(jì)算和邊緣云計(jì)算需要融合起來，面向5G時(shí)代，提供新應(yīng)用場景和垂直化業(yè)務(wù)場景的解決方案。中心云計(jì)算依然會(huì)存在，也有非常超強(qiáng)的計(jì)算、存儲(chǔ)以及彈性能力，但邊緣云計(jì)算作為中心的延伸可以把計(jì)算和存儲(chǔ)能力下沉，屏蔽掉資源的異構(gòu)化和地理差異，提供透明化的、一致的服務(wù)體驗(yàn)。

邊緣云技術(shù)面臨的核心挑戰(zhàn)

因?yàn)檫吘壴朴?jì)算的機(jī)房分布在距離用戶近的省市級(jí)或者更下沉的MEC節(jié)點(diǎn)之中，這些資源本身SLA不如數(shù)據(jù)中心那么穩(wěn)定，要在不穩(wěn)定的資源上面構(gòu)建穩(wěn)定的服務(wù)，技術(shù)上就會(huì)有非常多的挑戰(zhàn)。

首先是資源管理，一方面資源形態(tài)是不統(tǒng)一的，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、機(jī)型以及穩(wěn)定性都是不一致的，需要針對(duì)不同的資源統(tǒng)一建模提供服務(wù)。比如要統(tǒng)一管理CPU、 GPU資源，也需要有針對(duì)ARM的解決方案。另外一方面資源規(guī)模也會(huì)飛速增長，隨著資源的進(jìn)一步下沉，要在基站附近的MEC節(jié)點(diǎn)或者更多的合作節(jié)點(diǎn)運(yùn)行邊緣云的操作系統(tǒng)，這些資源都要納入起來，預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到百萬的量級(jí)，所以針對(duì)資源管理是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。

其次，資源的高效使用，這時(shí)候就需要統(tǒng)一的融合計(jì)算的平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上把資源進(jìn)行池化，提供不同的服務(wù)形態(tài)，比如虛機(jī)、容器和Serverless，這些都是需要對(duì)外提供服務(wù)的。

第三是云邊協(xié)同，單個(gè)節(jié)點(diǎn)能力是有限的，需要把節(jié)點(diǎn)能力和其它節(jié)點(diǎn)整合起來，和中心聯(lián)動(dòng)，形成統(tǒng)一的管控，所以云邊協(xié)同是一個(gè)非常重要的技術(shù)點(diǎn)，邊緣協(xié)同也包含邊緣的自治能力，就是邊緣出了問題之后怎樣跨節(jié)點(diǎn)遷移，邊緣上的伸縮應(yīng)該怎樣去做。

最后是，統(tǒng)一的底層網(wǎng)絡(luò)，所有的邊緣節(jié)點(diǎn)之間，以及邊緣和中心之間需要一個(gè)統(tǒng)一的傳輸網(wǎng)絡(luò)，能夠提供穩(wěn)定可靠、質(zhì)量成本最優(yōu)的的體驗(yàn)，這里會(huì)涉及到協(xié)議棧優(yōu)化、私有協(xié)議以及動(dòng)態(tài)選路和組網(wǎng)技術(shù)。

“在資源管理上，我們充分擁抱云原生，阿里云在邊緣已經(jīng)落地云原生的能力，就是利用云原生實(shí)現(xiàn)資源的抽象和納管，以容器作為主要的服務(wù)載體，并在上面進(jìn)行內(nèi)外部業(yè)務(wù)的交付。”

容器可以很方便地實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶之間的隔離，資源的彈性伸縮以及應(yīng)用的注冊(cè)、發(fā)現(xiàn)、編排、發(fā)布，節(jié)省了大量的開發(fā)、運(yùn)維的成本。因?yàn)樵圃彩且粋€(gè)比較標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)，所以客戶的接受程度是非常高的。圖中就是云原生大致的分層，底下是邊緣云，包括節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)能力以及對(duì)資源的切片能力，上面是基于容器平臺(tái)管理這些資源，容器平臺(tái)本身也是分層的，單一的k8s是很難管理這么多節(jié)點(diǎn)的，多層體系需要把控制指令和調(diào)度指令非常好地進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和生產(chǎn)。

在云-邊-端協(xié)同網(wǎng)絡(luò)上，需要實(shí)現(xiàn)分層設(shè)計(jì)，如果不對(duì)流量做控制的話，整個(gè)流量在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中是非常復(fù)雜的，很容易出現(xiàn)雪球效應(yīng)，所以需要依據(jù)節(jié)點(diǎn)的位置、端到節(jié)點(diǎn)的延遲分成不同的層次，不同的層次的節(jié)點(diǎn)需要承載的流量體量是不一樣的，需要提供的能力和技術(shù)點(diǎn)也是不太一樣的。

最靠近客戶的就近的節(jié)點(diǎn)，需要解決的是終端準(zhǔn)確找到接入點(diǎn)，確保安全和最佳質(zhì)量。上層的ENS節(jié)點(diǎn)需要做好廣覆蓋，確保資源能夠下沉到省市、地區(qū)粒度，再往上的核心節(jié)點(diǎn)需要能夠做好全局的流量調(diào)控和網(wǎng)絡(luò)加速。通過對(duì)于整個(gè)流量的分層切分，邊緣云計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)公共云、邊緣云和終端之間類似于高速公路的效果。

有了云、邊、端的網(wǎng)絡(luò)，阿里云打造了一張基于分布式節(jié)點(diǎn)之間的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)在使用上是透明的，在傳輸上是安全的，在協(xié)議上是多樣的，在質(zhì)量上是加速的，在成本也是可控的。

為什么阿里云做邊緣云計(jì)算有一定的優(yōu)勢(shì)？

李克認(rèn)為，首先，阿里云有比較好的資源覆蓋，2800+邊緣節(jié)點(diǎn)和130T帶寬儲(chǔ)備已經(jīng)在那里，基于已有的資源再做邊緣云計(jì)算不需要太大的成本投入。其次，可以將阿里云本身多年的云計(jì)算技術(shù)做下沉，繼續(xù)拓展到邊緣。第三，在業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)維度，阿里巴巴集團(tuán)有豐富的生態(tài)體系以及海量外部客戶，會(huì)產(chǎn)生大量的邊緣訴求。以上三點(diǎn)結(jié)合起來，阿里云在邊緣計(jì)算方面是有比較好的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

“實(shí)際上邊緣云計(jì)算要做的一方面是把中心云的計(jì)算資源下沉，另一方面是把邊緣端上的計(jì)算需求上移。我們希望計(jì)算發(fā)生在應(yīng)該去的那個(gè)地方，能夠以最低的成本、最好的效能來提供。"

云端算力的下沉最典型的例子就是轉(zhuǎn)碼，可以利用邊緣上的空閑時(shí)間和CPU來做大量的轉(zhuǎn)碼服務(wù)，數(shù)據(jù)分析也可以在邊緣上做大量的數(shù)據(jù)卸載。終端算力上云前面也有嘉賓介紹過，類似于云游戲、云應(yīng)用，這些場景都是實(shí)現(xiàn)終端算力的上移，端上的芯片可以不用那么強(qiáng)，只要有流化顯示能力就可以了，應(yīng)用的啟動(dòng)、運(yùn)行、視頻渲染這些事情都可以交給邊緣計(jì)算資源。

阿里云在2017年，就開始進(jìn)行邊緣云節(jié)點(diǎn)預(yù)研，2018年和2019年進(jìn)行大規(guī)模部署，從覆蓋省的維度慢慢下沉到覆蓋市的維度，未來也會(huì)有大量的運(yùn)營商MEC節(jié)點(diǎn)之上的合作。在2019年，阿里云邊緣計(jì)算提出城市計(jì)算的概念，基于城市中的新零售、智能交通、新制造等各個(gè)場景來打造平臺(tái)能力，包含：容器平臺(tái)云原生的能力、偏視頻計(jì)算的平臺(tái)、GRTN全球?qū)崟r(shí)通信的能力等等。

邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)（ENS）

邊緣節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品能力從計(jì)算上來講就是多階計(jì)算服務(wù)，支持虛機(jī)、容器、Serverless三種計(jì)算形態(tài)；存儲(chǔ)方面提供塊存儲(chǔ)、對(duì)象存儲(chǔ)、文件存儲(chǔ)等等形態(tài)，以及基于CDN抽象出來的KV存儲(chǔ)的能力；在網(wǎng)絡(luò)上支持節(jié)點(diǎn)之間的跨網(wǎng)組網(wǎng)以及數(shù)據(jù)交換的能力，包括節(jié)點(diǎn)之間不同的網(wǎng)絡(luò)切分能力；安全上提供內(nèi)容安全、主機(jī)安全等等能力；最終，整個(gè)自動(dòng)化納管程度也非常高，資源可以快速進(jìn)入到庫存當(dāng)中，資源能夠比較快地生產(chǎn)出來，基于應(yīng)用管理系統(tǒng)來做全網(wǎng)的統(tǒng)一部署。

下圖是阿里云邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)（ENS）整個(gè)平臺(tái)化的結(jié)構(gòu)，最下面的是設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施，上面的是對(duì)接基礎(chǔ)設(shè)施做抽象，提供計(jì)算能力的IaaS的服務(wù)，再往上是基于PaaS平臺(tái)基于客戶提供復(fù)合場景的接口和能力。整個(gè)發(fā)展基調(diào)就是向下希望納管更多的資源，向上更加貼近客戶的場景，然后在整個(gè)體系當(dāng)中做到統(tǒng)一的納管、統(tǒng)一的調(diào)度、和統(tǒng)一的生產(chǎn)。

未來，隨著場景和生態(tài)越來越豐富，大家對(duì)于云邊端之間能力的要求是越來越高的。邊緣云計(jì)算處在上下之間，是需要堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)、開放的原則，以此促進(jìn)整個(gè)生態(tài)健康快速地發(fā)展。

在分享的最后，空見表示：阿里云底層的算力是希望能夠開放合作，容納更多的合作資源。中間通過邊緣云操作系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一的分布式融合計(jì)算的平臺(tái)。上層能夠開放API，提供符合業(yè)務(wù)需要的通用能力。其實(shí)云計(jì)算也好、邊緣云計(jì)算也好，永遠(yuǎn)都是為業(yè)務(wù)場景服務(wù)的。就像3G出現(xiàn)的時(shí)候移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)開始發(fā)展，4G出現(xiàn)的時(shí)候視頻行業(yè)就開始爆炸式增長，5G出現(xiàn)在低延時(shí)、大連接、大流量的場景一定會(huì)有顛覆性的應(yīng)用出現(xiàn)，現(xiàn)在還是在探索的階段，到了那個(gè)時(shí)候，我們希望邊緣云計(jì)算技術(shù)能夠做好準(zhǔn)備，迎接風(fēng)口的到來。

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原文鏈接
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的全球边缘计算大会：阿里云资深技术专家李克畅谈边缘计算的技术趋势与挑战的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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