備受關注的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，利用分布式架構技術創(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。在4月7日下午舉辦的邊緣計算論壇上，阿里云資深技術專家李克為我們帶來了《阿里云邊緣云計算的技術和實踐》為題的精彩演講！

01 邊緣計算的核心目標是人、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，將工作負載部署在邊緣的一種計算方式。采用分散式運算架構，在盡可能靠近物、數(shù)據(jù)源或用戶的地方進行應用計算與數(shù)據(jù)存儲，僅將必要的結果送到云中心。同時，邊緣計算也是中心云和設備之間的緩沖，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、隱私/安全性。

李克總結道：邊緣計算的核心目標是推動人、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，對應著終端計算、IDC計算和中心云計算。其中Near Edge是標準服務器或設備，在距離端側最近的地方，例如在工廠和園區(qū)，可以為任何Arm，X86設備；而Far Edge是標準的IDC節(jié)點，而Cloud是公共云或專有云服務，特征為資源集中、中心化管理。

在IDC資源定義下，邊緣計算的結構又可以分為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。

02 2022年邊緣云計算將成為數(shù)字業(yè)務剛需

5G發(fā)展帶來大數(shù)據(jù)、大連接、低時延應用場景，需要邊緣云計算提供基礎的計算能力，催生邊緣云需求快速增長。邊緣云分布式的網(wǎng)絡架構，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，對應的建設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)務的基礎設施。

傳統(tǒng)的公共云肯定會一直存在，提供超強的計算和存儲能力，距離客戶較遠，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，中心式公共云的大數(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；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)。

03 阿里云邊緣云產(chǎn)品ENS

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

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應用的ARM陣列，機型的不統(tǒng)一和節(jié)點網(wǎng)絡環(huán)境不統(tǒng)一，使得節(jié)點建設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)。

資源的使用 資源使用也需要更好的技術方案，云中心的標準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投入，能夠將所有邊緣異構節(jié)點形成統(tǒng)一資源管理。

云邊一體的管控技術 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，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。

協(xié)同網(wǎng)絡的挑戰(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，能夠提供穩(wěn)定可靠、質量成本最優(yōu)的的傳輸體驗。

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

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的基礎服務，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的基礎上，打造一些通用的PAAS能力，來進行更好的業(yè)務場景支持，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)務場景，如今阿里云邊緣云產(chǎn)品ENS已擁有眾多產(chǎn)品能力：

• 在計算上，支持三種基礎計算形態(tài)，虛機容器和安全容器，終端的數(shù)字孿生計算。
• 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。
• 在網(wǎng)絡上，實現(xiàn)了節(jié)點內的多種網(wǎng)絡形態(tài)，跨節(jié)點的網(wǎng)絡加速和交換能力，以及邊緣的負載均衡產(chǎn)品。
• 在安全上，提供了四七層的防攻擊能力，針對內容和主機的安全能力等，600G的DDoS攻擊。
• 在管控上，能夠高效的進行節(jié)點的自動化建設，以及容器虛機的高效生產(chǎn)，和鏡像發(fā)布的管控。

在架構上，李克進一步介紹道：阿里云邊緣云計算產(chǎn)品ENS從基礎設施開始，一層層進行封裝，底層的服務器、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)務和創(chuàng)新場景的落地。

04 邊緣業(yè)務場景實踐

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、第二個是技術優(yōu)勢、第三個是自有業(yè)務的優(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，還是視頻服務，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，對應的計算、存儲、網(wǎng)絡開銷每年高達幾億，而且業(yè)務還在持續(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)涉及到調度和計費場景，其可用性也需要保障。

目前的做法是設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基座。

李克認為云原生核心是改變業(yè)務使用資源的模式，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備和操作系統(tǒng)，即使有了虛擬化技術，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)，對外提供標準化的服務和接口，提供應用注冊、發(fā)現(xiàn)和編排的能力，未來的應用只有基于了微服務，不必關系資源的彈性和運維才是真正的云原生技術。
目前云原生平臺典型的技術有容器、微服務和服務網(wǎng)格，邊緣云原生在技術上分為三層，底層是基礎的容器技術，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的容器存儲和網(wǎng)絡支持，在中心，無法使用單一的K8S集群管理這么大規(guī)模的服務器和POD，因此需要分層的容器化平臺，調度和控制指令能夠快速下達到每一個小的集群。

在容器臺之上，提供了MESH的應用管理能力，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、以及位置無關的SERVERLESS服務。

目前邊緣云計算已經(jīng)實現(xiàn)了全面的云化，內部業(yè)務如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)點都可以進行標準的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)模復制，而5g和邊緣計算出現(xiàn)恰好彌補了資源覆蓋和網(wǎng)絡傳輸問題，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，能夠實現(xiàn)比較好的資源復用，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)模化支持，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、質量服務保障，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、高質量的智能分析、智能計算。

05 展望未來：標準化+開放的生態(tài)建設

最后，李克表示在未來邊緣云發(fā)展要注重兩個關鍵詞：標準化和開放生態(tài)的建設。越來越多的生態(tài)應用依賴于 “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鍵角色；需要大家在標準和開放上持續(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，實現(xiàn)資源的統(tǒng)一納管、統(tǒng)一調度、統(tǒng)一生產(chǎn)，對外提供統(tǒng)一的開放API。

李克最后總結，不管技術如何發(fā)展，場景永遠是第一位的， 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，當更有價值的應用出現(xiàn)時，邊緣云一定要提前做好準備。