1.1.4 边缘计算的类型
中心云计算是由技术创新驱动的,边缘计算则是由网络与业务需求定义,业务价值驱动,按需建设按照场景使用。
1.网络定义的边缘计算
通过优化终端与云中心网络路径,将中心云能力逐渐下沉至靠近终端,实现业务就近接入访问。从中心到边缘依次分为区域云/中心云、边缘云/边缘计算、边缘计算/本地计算三大类型,如图1-6所示。
1)区域云/中心云(Provider/Enterprise Core):将中心云计算的服务在骨干网拓展延伸,将中心化云能力拓展至区域,实现区域全覆盖,解决在骨干网上耗时,将网络延迟优化至30ms左右,但逻辑上仍是中心云服务。
2)边缘云/边缘计算(Provider Edge):将中心云计算的服务沿着运营商的网络节点逐渐拓展延伸,构建中小规模云服务或类云服务能力,将网络延迟优化至15ms左右,比如多接入边缘计算(MEC)、CDN。
3)边缘计算/本地计算(End-User Premises Edge):主要是接近终端的现场设备及服务能力,将终端部分逻辑剥离出来,实现边缘自主的智能服务,由云端控制边缘的资源调度、应用管理与业务编排等能力,将网络延迟优化至5ms左右,比如多功能一体机、智能路由器等。
图1-6 网络定义的边缘计算类型
总的来说,基于网络定义的边缘计算,更多的是面向消费互联业务及新型toC的业务,主要是将云中心的能力及数据提前下沉至边缘,除了经典的CDN、视频语音业务外,还有近两年大火的元宇宙等。
当前大部分面向消费互联业务都是通过安置在骨干网的中心云计算能力支持,时延在30~50ms,远远小于本身云端后端业务处理的延迟;算力下沉至边缘的初衷,主要是实现中心云海量请求压力分散,用户体验的优化等,但对业务都属于锦上添花,并非雪中送炭。
这里说一下网络产品,如图1-7所示是运营视角的完整的网络产品,包含上云网络、云间网络、云内网络;但是中心式云计算的技术,是将数据中心内部网络全部虚拟化,即云内网络,衍生出VPC、负载均衡等诸多产品;数据中心外部则几乎完全屏蔽运营商网络,只提供弹性公网IP及互联网出口带宽服务,中心云计算与运营商网络并没有融合。
但从中心云计算演进到边缘计算,对将中心云与边缘链接起来的网络依赖极强,如果中心云是大脑,边缘计算是智能触角,那么网络就是神经,就是动脉血管。
但是整体网络规划与建设,尤其是国家骨干网的规划与建设,如图1-8所示的CN2骨干网示意图,是在云计算发展之前,并不是专门服务云计算的,所以中心云计算与运营商网需要融合,即云网融合,云网融合最终目标是“云中有网,网中有云”;实现云能力的网络化调度编排,网络能力的云化快速定义。借助新型业务需求和云技术创新,驱动运营商网络架构深刻变革升级开放。
图1-7 云计算网络产品分类(运营商视角)
图1-8 电信运营商CN2骨干网(示意图)
当前,网络的能力极大地限制着云计算的发展,在边缘计算及物联网建设过程中尤为明显;云网融合与算力网络依然还是运营商的“独角戏”,进展缓慢;新一代5G颠覆性技术变革,引爆整个领域的颠覆性巨变,但是只是解决了海量设备接入及设备低延迟接入的问题,后端整体配套及解决方案明显跟不上;就当前情况来看,依然还是5G找业务的尴尬局面,未来5G在实体产业(港口、码头、矿山等)领域,相比消费者领域,会带来更大变革与价值,来日方长,拭目以待。
2.业务定义的边缘计算
除了面向消费者的互联网边缘场景,边缘计算更多的是面向实体产业及智慧化社会衍生的场景。
对于实体产业场景来说,由于历史原因,在边缘及现场,存在大量异构的基础设施资源;通过业务需求驱动边缘计算平台的建设,不仅需要整合利用现有的基础设施资源,同时要将中心云计算技术及能力下沉至边缘及现场,实现大量存量业务运营管控上云,海量数据统一入湖,以此支持整个企业的数字化转型。
对于智慧化社会衍生场景来说,越是新型的业务,对网络时延越敏感,数据量越大。结构化数据逐渐转化成非结构化数据,需要人工智能、神经网络等智能化技术支持。
如果需要一个时延基准做参考,以此来决策是否需要边缘计算的能力,建议30ms的延迟为准,即一次请求从接入到骨干网的耗时不超过30ms;当前新型对网络时延敏感的业务场景,都采用的是云端总控管理,设备现场实时计算这种分布式架构策略,以此降低对网络的强依赖。如图1-9所示,针对业务将边缘计算分为智能设备/专业云及产业边缘/行业云两种类型。
1)智能设备/专业云:基于云计算能力,围绕智能设备提供整体化的解决方案,包含智能设备、云端的服务以及端到云之间的边缘侧服务,比如视频监控云、G7货运物联等。
2)产业边缘/行业云:基于云计算能力,围绕行业应用及场景,提供套件产品及解决方案,比如物流云、航天云等。
总的来说,基于业务定义的边缘计算,更多的是面向智能设备及实体产业,对智能设备,从AVG、密集式存储、机械手臂等单一功能的智能设备,到无人机、无人驾驶车等复杂的智能设备,云计算能力不仅是支撑设备控制管理应用的运行,同时借助中心云计算能力拓展至边缘侧,解决了产业系统上云后无法集中化、标准化管理的难题;对产业边缘,通过云计算技术,结合行业场景的抽象总结,构建行业通用的产品及解决方案,随着整个产业互联网加速建设,是边缘计算未来发展的重点方向。
图1-9 面向业务将边缘计算分类
对于规模较大的一些企业,云边场景非常复杂,中心云计算平台与边缘计算的平台建设,不仅应对业务需求,同时还要面临诸多基础设施的问题:在中心云计算面临多云使用多云互通问题;在边缘网络链路面临多运营商的骨干网,多云运营商网络及多云的云网融合问题;在端侧接入网面临多运营商5G网络的共享问题等,很多问题只能通过治理的手段应对,无法从技术平台层面彻底解决。