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5G時代 邊緣計算與網絡架構不斷融合

2019-08-27 10:20:55  來源:通信世界網

摘要:隨著物聯網和云計算產業的發展,一些對時延、傳輸成本比較敏感的應用場景(尤其在工業控制領域)開始浮出水面。與此同時,在類似德國“工業4 0”等工控信息智能化的發展中,信息物理融合系統(CPS,也稱虛擬實體融合系統)在靠近物或數據源頭的網絡邊緣側實現,并對網絡、計算、存儲、應用等核心能力進行融合逐漸成為趨勢。
關鍵詞: 邊緣計算
  隨著物聯網和云計算產業的發展,一些對時延、傳輸成本比較敏感的應用場景(尤其在工業控制領域)開始浮出水面。與此同時,在類似德國“工業4.0”等工控信息智能化的發展中,信息物理融合系統(CPS,也稱虛擬實體融合系統)在靠近物或數據源頭的網絡邊緣側實現,并對網絡、計算、存儲、應用等核心能力進行融合逐漸成為趨勢。
 
  邊緣計算與網絡架構的融合成為發展的新課題
 
  在移動通信領域,5G三大應用場景之一中的“低功耗大連接”要求能夠提供具備超千億網絡連接的支持能力,滿足100萬/Km2連接數密度指標要求。這樣的高密度連接和海量數據對時延和功耗也提出了新的要求。通過架構上的設計盡可能將源和目的之間的距離縮短,也成為新的網絡架構設計時一個重要考量的方面。因此,云尤其是邊緣計算架構與網絡架構之間的融合設計,成為這一發展階段新的課題。
 
  傳統的云架構之下,所有的智能都在云端,網絡所需要考慮的就是信號覆蓋、網絡質量的問題。但隨著端系統數據處理能力需求的爆炸性增長,很多應用場景開始傾向于將應用處理放在邊緣,體現出一種“哪里生產,哪里消費”的架構思路。這種方式給網絡的邊緣賦予了足夠的“智能”,或者說處理能力。“端”變成了輔助“大腦”工作的“智能神經網絡”。
 
  這樣一來,一方面,邊緣服務在終端設備上運行,反饋更迅速,解決了時延問題,使得一些工業用戶場景成為可能;另一方面,邊緣計算將內容與計算能力下沉,提供智能化的流量調度。業務實現了本地化,內容尤其是熱門內容實現了本地緩存,解決方案的效率得到了顯著的提升。
 
  國外運營商與云企業合作 服務向邊緣靠攏
 
  近期,AT&T加強了與微軟合作,除了大規模采購微軟的云服務之外,還將網絡邊緣計算功能與其5G網絡和Azure云服務集成在一起。這一合作的目的是嘗試通過在靠近商業站點的特定地理位置部署高級云服務,從而大幅縮短延遲并改善用戶體驗。在云架構已經成為趨勢之時,客戶非常需要低延遲、高計算能力以及網絡路由能力,這一要求已經超出了傳統云服務提供商的能力——網絡能力也成為展現在最終客戶面前云架構能力的一部分。
 
  具體落實到項目上,AT&T和以色列的創業公司Vorpal合作,通過使用無人機測試Azure的網絡邊緣計算能力。Vorpal的VigilAir產品可以實時檢測和定位無人機,尋找其可供執法機構和機場使用。AT&T稱:“通過使用Plano AT&T測試環境提供的Azure云服務運行他們的VigilAir應用程序,并使用AT&T LTE和5G網絡連接他們的無人機跟蹤傳感器,Vorpal可以實現所需的低延遲和計算可擴展性。”
 
  在云網融合服務方面進行拓展的并不只有AT&T。Level 3和Equinix公司已經宣布與Amazon Web Services實現互連。Verizon也宣布了其私有IP安全的云端互連解決方案。該方案將通過Verizon的全球IP網絡、Terremark的托管中心以及合作伙伴Equinix三方的聯合,可在企業網絡中提供各數據中心之間持續、安全的互聯。這應該是運營商在云化業務拓展的一個重要服務方向。
 
  Linux發起EdgeXFoundry,推動邊緣計算實踐
 
  除了運營商之外,IT企業也在大力推動邊緣計算的標準和實踐案例。
 
  Linux基金會2017年發起了一個名為EdgeXFoundry的新項目。該項目期望為IoT計算和可互操作的組件構建一套開放的框架。該項目的核心是基于與硬件和操作系統完全無關的參考軟件平臺建立的互操作框架,使能即插即用的組件生態系統。EdgeXFoundry 使有意參與的各方在開放與互操作的物聯網方案中自由協作,無論他們是使用公開標準或私有方案。
 
  換言之,EdgeXFoundry 針對的問題是物聯網器件的互操作性問題。目前,具有大量設備的物聯網產生大量數據,迫切需要結合邊緣計算的應用,但物聯網的軟硬件和接入方式的多樣性給數據接入功能帶來困難,影響了邊緣計算應用的部署。EdgeXFoundry的生態系統能夠解決這些互操作的問題。基于開源的思路,該項目提供了包括安全、管理、設備和服務4個核心領域的API以構成框架。
 
  該架構簡言之就是在系統邊緣部署運行著EdgeX核心程序的網關設備,輔以安全、管理等服務,形成一個邊緣側強大的處理節點。IoT前端的設備(傳感器)在與云端進行交互時會在這一個節點完成規劃中的一些交互處理工作。而在這一處理節點運行的程序是采用開源的方式來提供的,并在運行過程中不斷豐富和隨著與項目的結合個性化。
 
  得到65家企業支持,EdgeX Foundry為運營商提供新思路
 
  同時,EdgeX Foundry社區也期望能夠實現對開源成果進行優化,使得標準更向產品化的方向靠近。
 
  目前,這一項目已有超過65家企業支持,其中 Anolog Deivces、Dell EMC 和 SamSung 是白金會員,包括 VMware、AMD、Ubuntu、Toshiba 在內的 51 家企業和組織是銀牌會員,Cloud Foundry、RIOT、ULE Alliance、Zephyr、OMG、IIC等物聯網相關項目和組織也與其結成了協作關系。
 
  EdgeXFoundry的推進經驗為運營商的云網融合工作提供了更為開放的思路。簡言之,5G環境之下,未來隨著網絡的IT化及各方配套能力的提升,市場對運營商提出了新的能力要求:對云架構的理解,將云能力融合到網絡能力中策劃出更為合理的應用場景。這對習慣于售賣資源,做規模經營的那些市場參與者而言,無疑是巨大的挑戰。

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責編:yangjl
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