序言2
互联网发明到现在也有50年的历史了,尤其是20世纪90年代WWW 的出现,以及互联网商业应用的开始,使得信息化迅速渗透到生活和社会经济的方方面面。现在正处在信息化深入发展的时代,数据爆炸产生了对信息资源集约化的需求,云计算应运而生。这与电气化时代有类似之处:在一开始,企业纷纷自建发电设施;现在,企业用的是供电公司的电力,因为集约化供电方式的效率高、成本低、可靠性高。公有云为多租户共享,资源按需调用,同样具有效率高、成本低、可靠性高的优点。近10年来,云计算发展很快,带动了数据中心的建设。随着工业互联网、车联网、虚拟现实和增强现实等应用的兴起,既需要上云获得后台大数据与人工智能计算能力的支持,也需要保证高可靠低时延的服务,解决办法是使云的能力下沉靠近终端,改善用户体验。边缘计算正是为适应这一需求而出现的。
边缘计算并不是对集中的云计算(中心云)体制的否定,它与中心云是互补的。边缘计算具有存储与计算功能,可以称之为边缘云,它就近处理对时延敏感的业务。中心云与多个边缘云合作,利用从边缘云收集并过滤后的数据来训练与优化数学模型,再将模型下发给边缘云应用。IDC 咨询公司报告提出,未来50%的数据需要在边缘侧处理,边缘云与中心云组合的方式可以做到比单一中心云的成本更低。边缘计算平台可以是独立的设备,也可以是网络设备中嵌入的功能,还可以作为物联网基础设施的一部分。5G的超宽带、高可靠、低时延和大连接应用场景都需要边缘计算来支撑。在5G 网络中,边缘计算可以嵌入基站系统的DU(分布单元)中,或嵌入基站系统的CU(集中单元)中,或者CU 和DU 都具有边缘计算能力,也就是说,边缘计算可以不止一层。
5G 边缘云是一个新的概念,在实际应用上有很多新的问题需要研究。从云计算体系上看,需要研究5G 边缘云究竟是物理分布逻辑集中的5G 中心云架构组成部分,还是中心云的派出机构,两者的功能定位会有所不同。5G 的终端在业务持续期间会移动,可能会快速地从所归属的一个边缘云切换到相邻的另一个边缘云中,对该业务的存储、计算和处理工作需要在边缘云之间进行接力,有必要比较这种接力采用的各种方案。例如,在边缘云之间直接通信,还是经过上级边缘云或经过中心云来实现间接通信,需要考虑边缘云之间的协同以及边缘云与中心云之间功能的合理分配和时延性能。更进一步,需要研究5G 网络中边缘云的层级设置、部署的位置和管理的范围。另外,在5G 基于服务的体系(SBA)中可以把边缘云看作一种服务,简称边缘云即服务,包括边缘云向第三方开放应用,这将涉及边缘云的管理权限,以及网络安全边界的划分问题。总之,5G 边缘云不是5G 与云计算的简单叠加,它既是移动网络发展的机遇,也将带来新的挑战。
现在关于5G 和关于云计算都有不少出版物,但少有将5G 与云计算有机地融合起来论述的出版物。当前5G 网络正在建设中,《5G 边缘云计算:规划、实施、运维》一书的出版非常及时。本书由浅入深地总结了云计算从传统的中心云计算到5G 边缘云计算的范式变化,形象地描述了合众的联邦计算范式;介绍了5G 边缘云的基础设施层、接入层、云边协同层的功能划分;对5G 和边缘云两者融合过程中可能遇到的实际问题,从规划、实施和运维的角度进行阐述,描绘出一幅5G 时代边缘云计算的全景图,引导读者了解如何基于5G 边缘云计算来应对网络通信一系列新挑战。
本书的作者具有在国内外IT 企业和云计算企业及运营商工作的经历,积累了丰富的云计算和大数据从整体架构到实施细节的工程经验,以计算机的专业背景来研究通信,用通信的眼光重新审视计算技术,将两者融会贯通。作为《云计算:规划、实施、运维》与《大数据:规划、实施、运维》的姐妹篇,本书同样凝聚了作者在科研与工程实践中勤于思考与善于总结的心得体会。虽然关于5G 边缘云的认识还会随着5G 网络建设的实践而进一步得到深化,但本书提出的问题和解决思路会启发更多关心5G 与云计算结合的工程技术人员开展进一步的研究,同时丰富5G 边缘云的理论与工程技术创新成果。相信本书的出版有助于普及和推广5G 边缘云计算知识,对中国5G 网络建设和边缘云计算产业及应用服务的发展起到积极的推进作用。是为序。
邬贺铨, 中国工程院院士