備受關(guān)注的2021全球分布式云大會·北京站于4月7日隆重召開，分布式云是2021年全球十大重要戰(zhàn)略科技趨勢之一，利用分布式架構(gòu)技術(shù)創(chuàng)新，連接邊緣節(jié)點、私有云和公有云的閑置資源組成分布式混合云發(fā)展?jié)摿o限。

　　全球分布式云聯(lián)盟力求打造分布式云計算旗艦級技術(shù)盛會，本次大會共設(shè)有分布式云、邊緣計算、云原生、分布式數(shù)據(jù)、分布式存儲四大論壇，圍繞分布式云計算、邊緣云、Serverless、容器、HTAP、IPFS、跨境SD-WAN合法合規(guī)運營等尖端熱門技術(shù)話題展開。阿里云、騰訊云、百度智能云、金山云、PingCAP等云計算頭部企業(yè)，將與全球分布式云聯(lián)盟攜手打造這場技術(shù)饕餮盛宴。

　　在4月7日下午舉辦的邊緣計算論壇上，阿里云資深技術(shù)專家李克為我們帶來了《阿里云邊緣云計算的技術(shù)和實踐》為題的精彩演講！

邊緣計算的核心目標(biāo)是人、事、物的快速決策

　　什么是邊緣計算？邊緣計算是相對傳統(tǒng)集中通用計算而言，將工作負(fù)載部署在邊緣的一種計算方式。采用分散式運算架構(gòu)，在盡可能靠近物、數(shù)據(jù)源或用戶的地方進行應(yīng)用計算與數(shù)據(jù)存儲，僅將必要的結(jié)果送到云中心。同時，邊緣計算也是中心云和設(shè)備之間的緩沖，是中心云的延伸，與中心云互補。目前邊緣計算落地推動力分別是延遲/確定性、數(shù)據(jù)/帶寬、有限的自治權(quán)、隱私/安全性。

　　李克總結(jié)道：邊緣計算的核心目標(biāo)是推動人、事、物的快速決策。

　　Gartner按照位置不同劃分3種計算場景，分別是Near Edge、Far Edge、Cloud，對應(yīng)著終端計算、IDC計算和中心云計算。其中Near Edge是標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器或設(shè)備，在距離端側(cè)最近的地方，例如在工廠和園區(qū)，可以為任何Arm，X86設(shè)備；而Far Edge是標(biāo)準(zhǔn)的IDC節(jié)點，而Cloud是公共云或?qū)Ｓ性品?wù)，特征為資源集中、中心化管理。

　　在IDC資源定義下，邊緣計算的結(jié)構(gòu)又可以分為Heavy Edge與Light Edge。其中Heavy Edge通常是集中的大規(guī)模節(jié)點，提供通用的計算存儲能力，如CDN、自建IDC比較常見；而Light Edge是特殊功能的低功耗計算平臺，通常適用于工業(yè)控制，基本的數(shù)據(jù)處理、傳輸?shù)任锫?lián)網(wǎng)場景。

　　2022年邊緣云計算將成為數(shù)字業(yè)務(wù)剛需

　　5G發(fā)展帶來大數(shù)據(jù)、大連接、低時延應(yīng)用場景，需要邊緣云計算提供基礎(chǔ)的計算能力，催生邊緣云需求快速增長。邊緣云分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可實現(xiàn)離線、就近計算，滿足特定行業(yè)對實時性、可靠性與安全性等的嚴(yán)格要求。邊緣云起到了承上啟下的作用，除了場景上的需求，另一個需要考慮的是成本，中心機房一般都是超大規(guī)模，幾千上萬臺機器，對應(yīng)的建設(shè)投入和運營成本都非常高，而且一般都是BGP帶寬，使用成本比較高，而邊緣云節(jié)點，機器配置不用太高，節(jié)點規(guī)模也較小，一般幾十臺左右，網(wǎng)絡(luò)也是單線接入，在成本上具備較大的優(yōu)勢。

　　比如在一個城市大腦項目中，通過將應(yīng)用部署下沉到邊緣，能夠節(jié)省大量的BGP帶寬開銷，另外邊緣上也能夠卸載大量的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)收斂到5%之后，總成本可以節(jié)約一半以上。而成本一直都是客戶選擇云計算的一個核心要素。

　　李克表示，在市場需求不斷上升與自身技術(shù)不斷突破雙重推動下，在2022年，邊緣云將成為所有數(shù)字業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。傳統(tǒng)的公有云肯定會一直存在，提供超強的計算和存儲能力，距離客戶較遠(yuǎn)，而邊緣云有遍布全國的幾千個小型節(jié)點，能夠離客戶較近。邊緣云是中心云的拓展，和中心云一起來提供面向應(yīng)用場景，以及面向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的下一代云計算解決方案。

　　在未來，中心式公有云的大數(shù)據(jù)中心節(jié)點數(shù)量少、單點規(guī)模大、離終端距離近遠(yuǎn)；而分布式邊緣云節(jié)點數(shù)量多、單點規(guī)模小、離終端距離近。分布式邊緣云可以更好的面對低延時場景、大寬帶場景、大連接等場景，并可以更好地面向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

　　阿里云邊緣云產(chǎn)品ENS

　　在介紹了整個邊緣計算的架構(gòu)與未來發(fā)展之后，李克提到了邊緣技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)。

　　第一是資源的管理。一方面資源形態(tài)較多，比如有CPU機器、GPU機器，也有面向ANDROID應(yīng)用的ARM陣列，機型的不統(tǒng)一和節(jié)點網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不統(tǒng)一，使得節(jié)點建設(shè)和交付會面臨較大的挑戰(zhàn)，另外節(jié)點的數(shù)量規(guī)模也會比較大，隨著MEC節(jié)點的引入，節(jié)點規(guī)模會發(fā)展到百萬量級，對資源的管理帶來較大的挑戰(zhàn)

　　第二是資源使用。資源使用也需要更好的技術(shù)方案，云中心的標(biāo)準(zhǔn)虛擬化方案在小型節(jié)點上需要進行改造和適配，邊緣上的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)的切片能力，以及中心的云產(chǎn)品和中間件能力下沉都需要大量技術(shù)投入，能夠?qū)⑺羞吘壆悩?gòu)節(jié)點形成統(tǒng)一資源管理。

　　第三是云邊一體的管控技術(shù)。中心和邊緣、邊緣之間的管控需要統(tǒng)一，對客戶提供位置無感的服務(wù)，在邊緣節(jié)點上需要做好邊緣的自治能力，資源可以快速擴縮容，以及實例的冷熱遷移能力。

　　第四是協(xié)同網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)。所有的邊緣節(jié)點之間，以及邊緣和中心之間需要一個統(tǒng)一的底層網(wǎng)絡(luò)，能夠提供穩(wěn)定可靠、質(zhì)量成本最優(yōu)的的傳輸體驗。

　　總體上講，需要在邊緣云上提供統(tǒng)一的資源建設(shè)納管和統(tǒng)一的調(diào)度和生產(chǎn)能力，以及位置無感的服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸。

　　在面對以上提到的四大挑戰(zhàn)上，李克為我們帶來了阿里云邊緣云產(chǎn)品ENS。

　　李克首先介紹了阿里云邊緣云發(fā)展的情況，第一個階段是錘煉期，在2017開始打造，依托于CDN的資源開始進行邊緣計算節(jié)點的改造；第二個階段是提供IAAS的基礎(chǔ)服務(wù)，18年實現(xiàn)了覆蓋100公里的邊緣節(jié)點布局，19年進一步擴大了節(jié)點規(guī)模，有了超過300個ENS節(jié)點，未來會進行更多節(jié)點的管理；第三個階段對具體業(yè)務(wù)和場景的支持，比如智慧城市項目，智能家居等；現(xiàn)在已經(jīng)步入了第四個階段，在IAAS的基礎(chǔ)上，打造一些通用的PAAS能力，來進行更好的業(yè)務(wù)場景支持，比如云原生平臺、視圖計算平臺、全球交互通信網(wǎng)絡(luò)等。

　　李克表示阿里云邊緣云整體上發(fā)展策略是資源一步步下沉到離端最近的地方，另外對上層提供的能力越來越貼近業(yè)務(wù)場景，如今阿里云邊緣云產(chǎn)品ENS已擁有眾多產(chǎn)品能力：

　　1、在計算上支持三種基礎(chǔ)計算形態(tài)，虛機容器和安全容器，終端的數(shù)字孿生計算。

　　2、在存儲上，支持塊存儲、文件存儲，對象存儲等多種形態(tài)，將原有CDN的緩存能力變?yōu)橥ㄓ玫腒V能力。

　　3、在網(wǎng)絡(luò)上，實現(xiàn)了節(jié)點內(nèi)的多種網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，跨節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)加速和交換能力，以及邊緣的負(fù)載均衡產(chǎn)品。

　　4、在安全上，提供了四七層的防攻擊能力，針對內(nèi)容和主機的安全能力等，600G的DDOS攻擊。

　　5、在管控上，能夠高效的進行節(jié)點的自動化建設(shè)，以及容器虛機的高效生產(chǎn)，和鏡像發(fā)布的管控。

　　在架構(gòu)上，李克進一步介紹道：阿里云邊緣云計算產(chǎn)品ENS從基礎(chǔ)設(shè)施開始，一層層進行封裝，底層的服務(wù)器、交換機能夠形成統(tǒng)一的池化資源。在IAAS層通過邊緣飛天操作系統(tǒng)，抽象出來計算、存儲網(wǎng)絡(luò)的資源形態(tài)；在PAAS層提供了存儲平臺、計算平臺、容器平臺、視圖計算平臺和應(yīng)用管理平臺；最上層的SAAS場景交給客戶進行封裝實現(xiàn)，完成垂直化業(yè)務(wù)和創(chuàng)新場景的落地。

　　邊緣業(yè)務(wù)場景實踐

　　李克表示阿里云做邊緣云有3個優(yōu)勢：第一個是資源優(yōu)勢、第二個是技術(shù)優(yōu)勢、第三個是自有業(yè)務(wù)的優(yōu)勢。

　　李克為我們舉例道：阿里云有一個飛天操作系統(tǒng)用來管理中心的云計算體系，我們基于邊緣打造了一個飛天邊緣操作系統(tǒng)，主要是希望邊緣上能夠承載中心云的算力下沉，以及端上的算力上移，讓計算在發(fā)生在最低成本和最佳體驗的節(jié)點上。比如數(shù)據(jù)分析，就可以在邊緣上進行預(yù)處理，而不需要全量的數(shù)據(jù)回傳到中心云處理，這就實現(xiàn)了算力的下沉。

　　終端算力上移場景代表性的場景就是云游戲、云應(yīng)用等，終端不需要配置較好的芯片，運算和渲染發(fā)生在邊緣節(jié)點上，終端只需要進行流式顯示即可，從而完成了算力的上移。

　　接下來看一下內(nèi)部的場景，我們先拿分布式日志平臺來舉例子：

　　在邊緣上不管是提供CDN服務(wù)，還是視頻服務(wù)，都會有大量的訪問日志和操作日志，這些日志需要給業(yè)務(wù)決策提供輸入，涉及到大量的計算和存儲開銷，其挑戰(zhàn)也是非常大的。

　　首先在規(guī)模上，大量的分布式集群，每天產(chǎn)生超過10PB的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都需要能夠可靠的進行收集和處理。其次在成本上，對應(yīng)的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)開銷每年高達(dá)幾億，而且業(yè)務(wù)還在持續(xù)快速增長在效率上，有大量的定制分析需求，需要快速發(fā)布，原始數(shù)據(jù)檢索也需要快速支持，最后在穩(wěn)定性上，因為很多數(shù)據(jù)涉及到調(diào)度和計費場景，其可用性也需要保障。

　　目前的做法是設(shè)計了一套分布式的日志處理平臺，能夠在邊緣上做大量的計算和存儲，分析任務(wù)通過算子的方式在節(jié)點上進行編排，只有不到千分之一的分析結(jié)果需要上傳中心。

　　大量的計算檢索都在邊緣上產(chǎn)生，一方面提高了效率，另一方面在成本上有非常顯著的降低，利用邊緣的空閑資源，分而治之的把全網(wǎng)數(shù)據(jù)進行邊緣處理，每年節(jié)約成本超過1個億。

　　接下里第二個內(nèi)部場景是邊緣的云原生，邊緣之所以云原生，是為了解決資源的使用效率，以及應(yīng)用的發(fā)布效率，能夠提供云原生的環(huán)境，面向未來打造邊緣的技術(shù)基座。

　　李克認(rèn)為云原生核心是改變業(yè)務(wù)使用資源的模式，開發(fā)效率的提升。傳統(tǒng)的資源使用是基于物理機，所有的運維體系都是基于設(shè)備和操作系統(tǒng)，即使有了虛擬化技術(shù)，也只是在資源形態(tài)上發(fā)生了一些改變，對于發(fā)布和運維，以及開發(fā)模式?jīng)]有本質(zhì)的提升。

　　云原生要做的就是實現(xiàn)高效的資源管理，能夠進行租戶隔離和資源的彈性生產(chǎn)，對外提供標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)和接口，提供應(yīng)用注冊、發(fā)現(xiàn)和編排的能力，未來的應(yīng)用只有基于了微服務(wù)，不必關(guān)系資源的彈性和運維才是真正的云原生技術(shù)。

　　目前云原生平臺典型的技術(shù)有容器、微服務(wù)和服務(wù)網(wǎng)格，邊緣云原生在技術(shù)上分為三層，底層是基礎(chǔ)的容器技術(shù)，不管是使用原始的DOCKER，還是基于K8S，需要在不同的節(jié)點和機器上提供統(tǒng)一的容器生產(chǎn)接口，并且還需要進行相關(guān)的容器存儲和網(wǎng)絡(luò)支持，在中心，無法使用單一的K8S集群管理這么大規(guī)模的服務(wù)器和POD，因此需要分層的容器化平臺，調(diào)度和控制指令能夠快速下達(dá)到每一個小的集群。

　　在容器臺之上，提供了MESH的應(yīng)用管理能力，可以進行靈活的發(fā)布和灰度，以及完善的數(shù)據(jù)和監(jiān)控體系，整個云原生平臺，對業(yè)務(wù)來講，可以提供不同類型的計算資源，如容器、K8S、以及位置無關(guān)的SERVERLESS服務(wù)。

　　目前邊緣云計算已經(jīng)實現(xiàn)了全面的云化，內(nèi)部業(yè)務(wù)如CDN和視頻等已經(jīng)基于容器進行大規(guī)模部署，資源實現(xiàn)了統(tǒng)一的池化，所有的邊緣節(jié)點都可以進行標(biāo)準(zhǔn)的POD生產(chǎn)，能夠分鐘級別提供超過10w的計算資源，目前在壓測場景已經(jīng)大規(guī)模在使用。

　　接下來講2個外部的場景：

　　第一個是云應(yīng)用，典型例子是云游戲，云游戲的歷史也比較悠久，一直無法大規(guī)模復(fù)制，而5g和邊緣計算出現(xiàn)恰好彌補了資源覆蓋和網(wǎng)絡(luò)傳輸問題，因此云游戲能夠更好的發(fā)展。通過云游戲平臺，根據(jù)客戶位置和應(yīng)用特性，可以選擇一個最合適邊緣節(jié)點，生產(chǎn)出來一個虛擬設(shè)備，客戶直接連接邊緣節(jié)點，操作指令直接發(fā)送到邊緣計算節(jié)點的虛擬終端上，節(jié)點處理后再將數(shù)據(jù)通過流式的方法下發(fā)給客戶。

　　云游戲這種模式，對于云廠商來說，能夠?qū)崿F(xiàn)比較好的資源復(fù)用，只有活躍的玩家才會有虛擬終端；對于游戲廠商來說，游戲的種類和更新可以更敏捷，具備更強的競爭力;對于客戶來說，終端芯片要求較低，能夠體驗更多游戲。
基于邊緣云的游戲解決方案，對玩家和廠商都有較好的收益，目前云游戲已經(jīng)在邊緣實現(xiàn)規(guī)?；С?，同時支持端游和手游的方案。

　　李克講述的第二個案例是在視頻領(lǐng)域。邊緣云也能很好的滿足場景需求，政府、行業(yè)、商業(yè)等多類場景均有視頻需求，視頻流眾多，直接上云高成本、質(zhì)量服務(wù)保障，自建機房投入高、運維難度大。阿里云邊緣云可以提供同城同區(qū)就近視頻匯聚能力，讓視頻更好的收流、存儲；實現(xiàn)低成本、高質(zhì)量的智能分析、智能計算。

　　展望未來：標(biāo)準(zhǔn)化+開放的生態(tài)建設(shè)

　　最后，李克表示在未來邊緣云發(fā)展要注重兩個關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)化和開放生態(tài)的建設(shè)。越來越多的生態(tài)應(yīng)用依賴于 “云-邊-端” 協(xié)同，邊緣云在這個協(xié)同中扮演的正是上下銜接的關(guān)鍵角色；需要大家在標(biāo)準(zhǔn)和開放上持續(xù)堅持，完善邊緣云的生態(tài)。

　　一方面整合各種各樣的邊緣節(jié)點，從骨干網(wǎng)到城域網(wǎng)，再到基站和廠區(qū)，都可以有邊緣的虛擬節(jié)點，建設(shè)出來一個無處不在的邊緣覆蓋；另一方面基于自研的邊緣操作系統(tǒng)，提供分布式的融合計算網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)資源的統(tǒng)一納管、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一生產(chǎn)，對外提供統(tǒng)一的開放API。

　　李克最后總結(jié)，不管技術(shù)如何發(fā)展，場景永遠(yuǎn)是第一位的， 4G催生了視頻行業(yè)，5G下各類新型場景正在成為現(xiàn)實，在低延遲、大連接、大流量下，一切皆有可能，當(dāng)更有價值的應(yīng)用出現(xiàn)時，邊緣云一定要提前做好準(zhǔn)備。