阿里云楊敬宇：我們的邊緣計算技術點可能超前了業(yè)界一點

專家稱，“5G時代的到來，引發(fā)了20年來計算機體系結構的一次重大變革。”

●那么，究竟是什么引發(fā)了計算體系20年來的重大變革？

●作為新型的基礎設施，邊緣計算為什么在5G時代突然受到各行各業(yè)的廣泛關注？

●5G的“大帶寬”、“低延時”的特點，給云計算基礎設施帶來全新挑戰(zhàn)？

●基于這些行業(yè)挑戰(zhàn)，業(yè)界大廠在5G、邊緣計算方面提出了哪些技術解決方案，又進行了哪些的技術準備？

●邊緣計算的產(chǎn)業(yè)要想發(fā)展起來，要具備哪些必備的條件？

●作為開發(fā)者，我們如何參與到這次計算體系結構變革的浪潮中？

9月18日，阿里云正式發(fā)布邊緣計算視頻上云解決方案，阿里云資深技術專家(現(xiàn)任阿里云邊緣計算技術負責人)楊敬宇會后接受記者采訪，從邊緣計算行業(yè)背景、發(fā)展趨勢、技術現(xiàn)狀、方案場景、用戶價值、開發(fā)者收益等多個角度，進行了深入的探討。

20年來計算體系大變革

在消費互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的時代，主要有CS、BS兩種計算架構。在程序員的眼里，一方面，是服務器端開發(fā)，如Linux；另一方面是終端開發(fā)，比如：早期PC時代有Windows，移動時代有iOS、Android，現(xiàn)在有智能電視和物聯(lián)網(wǎng)，這是過去20多年來一直延續(xù)的二維計算體系。

5G之前，在終端和云中心之間是運營商網(wǎng)絡，功能是網(wǎng)絡轉發(fā)，計算對時延的敏感性較低。隨著5G時代的到來，遠程醫(yī)療、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等應用場景的出現(xiàn)，應用場景對時延、計算提出了全新的要求，從而出現(xiàn)了這種大的技術架構的變革，計算架構由原來“云-端”，變成了“云-邊-端”。

Tip:

這個“邊”就代表了邊緣的節(jié)點，邊緣計算顧名思義，指在靠近端或數(shù)據(jù)源頭的，為中心平臺就近提供端的計算服務。邊緣計算的理念和章魚有些類似，這里的“節(jié)點”可以理解為章魚的觸角，屬于分布式計算的一種。

5G是邊緣計算整個產(chǎn)業(yè)場景爆發(fā)的一個前提條件。過去，所有的應用都在圍繞著消費互聯(lián)網(wǎng)去實現(xiàn)，5G觸及到各種產(chǎn)業(yè)方向的時候，計算就需要出現(xiàn)在通信管道的場景中。這意味著，在5G基站的位置，可以把信息流從源頭管道中分離出來進行計算。5G提出的“大帶寬”、“大連接”、“低時延”、“高可靠”的概念，都是圍著AR、VR、交互視頻、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)，這些新的產(chǎn)業(yè)場景來打造的。

為了滿足產(chǎn)業(yè)需求，5G和邊緣計算技術應運而生，同時也引發(fā)了20年來計算體系結構的一次重大變革。

2020可能是一個時代的切割線

我們從過去20年的消費互聯(lián)網(wǎng)走向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，5G和邊緣計算的技術提出，為產(chǎn)業(yè)應用提供了很多新的機會，但技術和產(chǎn)業(yè)也有一個相互適應的過程。過去20年主要的應用基于消費側，未來的產(chǎn)業(yè)應用則是基于供給側，隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、車聯(lián)網(wǎng)這些更偏供給側應用場景的發(fā)展，邊緣計算的體量也在日漸增長。

如何把5G、邊緣計算與各行各業(yè)進行結合？很多運營商、廠商都在進行試點，還沒有真正形成規(guī)模化，就像2000年體量也很小的互聯(lián)網(wǎng)一樣。2020可能真的是一個時代的切割線，再過20年，甚至5年后，我們在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域，會進入一個新的爆發(fā)期，現(xiàn)在5G、邊緣計算仍處于孵化期，規(guī)模也遠沒有真正起來。利好消息是，在疫情期間，人們很多學習、辦公、生活的方式都在往線上遷移，這也觸發(fā)了邊緣計算領域更快速的發(fā)展。

從技術角度看，邊緣計算就像手機基站一樣，散落在全國各地的每個角落。中心計算一個節(jié)點幾十萬臺機器，而邊緣計算雖然單點計算量小，但需要全國甚至全球范圍去部署，節(jié)點非常多，這其中的分布式資源的管理是一個非常復雜的問題。如果想把分布式資源充分復用，就首先要把這種分布式小型化的資源“云化”。

這里指的“云化”和公共云的云化不一樣。公共云會有很多計算存儲分離、網(wǎng)絡分離、安全分離；但是邊緣計算因為節(jié)點很小，所以需要以融合為特點，多功能合一，構建一個小型化的，高性價比的計算設施。此外，如何去做多個邊緣節(jié)點之間的協(xié)同計算，減少用戶節(jié)點切換感知。如何讓各種的產(chǎn)業(yè)應用去使用，建立和產(chǎn)業(yè)應用之間的技術連接，這些都是正在飛速成長，日臻完善的邊緣計算，需要面對技術難點。

視頻上云——邊緣計算第一波應用

在消費互聯(lián)網(wǎng)時代，有各種圖文、視頻等消費型應用。在未來，5G、邊緣計算產(chǎn)業(yè)的第一波應用很大可能會和視頻有強相關。比如，在工業(yè)制造里面，會通過攝像頭、AI計算去做質檢或者流水線上的管控，產(chǎn)業(yè)應用層面的“視頻上云”，將是未來很重要的行業(yè)需求。5G時代，視圖數(shù)據(jù)成為最重要的內容載體，大帶寬低延時的特點給云計算基礎設施帶來全新挑戰(zhàn)，阿里云邊緣計算的視頻上云解決方案也應運而生。

解決方案一方面提供大量分布式的邊緣計算資源，和邊緣云操作系統(tǒng)。支持4G/5G/數(shù)字電路等多種方式靈活接入，網(wǎng)絡延時可以進一步降低到5毫秒?；诨ヂ?lián)網(wǎng)視頻積累的一鍵上云協(xié)議，可以將上云操作時間降低到1分鐘以內，支持操作人員通過掃碼等方式快速完成剩余配置。另一方面，在邊緣云的操作系統(tǒng)上，提供很多的視頻上云的通用能力，如：視頻的接流、緩存、AI計算框架等。視圖存儲的成本再降低50%，同時支持h.265、4k/8k超高清視頻，支持百萬級并發(fā)的視頻處理，同時，AI的計算性能可以提升到200%以上。不管你是車聯(lián)網(wǎng)，連接的攝像頭，還是各種物聯(lián)網(wǎng)設備連接，都可以使用這樣一個操作系統(tǒng)平臺。

據(jù)了解，阿里云邊緣計算和行業(yè)合作伙伴已經(jīng)共同打造了5大場景和15個細分市場的解決方案，覆蓋交通、新零售、教育、智慧住建、家庭等場景實現(xiàn)數(shù)字化升級。楊敬宇也希望有更多的合作伙伴、設備商加入阿里云的邊緣計算生態(tài)中來。

“阿里云邊緣計算平臺通過提供資源和技術的通用能力，并希望聯(lián)合合作伙伴一起，激活各個產(chǎn)業(yè)方向，從而把整個產(chǎn)業(yè)的規(guī)模做大”，楊敬宇表示。

“這個技術點，我們可能超前了一點”

搭建邊緣計算平臺至少分為兩個層次，第一個層次是將廣域分布的邊緣計算節(jié)點設施云化，即將“小而多”的邊緣節(jié)點設施做資源虛擬化和切片。而更為重要的第二層是在前一個層次的基礎上完成多個分布式邊緣節(jié)點間的“協(xié)同網(wǎng)絡”和“協(xié)同計算”，它們是搭載在小型化節(jié)點上的一個非常重要的技術能力。

邊緣計算中每個節(jié)點“小”且“多”，就像CPU的每個核一樣。如果我要做計算，到底用哪一個？一個CPU 64核，你選哪一個核呢？這個工作就由ENS協(xié)同計算，又叫邊緣云操作系統(tǒng)去完成。

操作系統(tǒng)其實就會幫你選擇具體在哪個點上去計算，協(xié)同計算是邊緣云操作系統(tǒng)一個最核心的技術。

“我們在這方面的技術(協(xié)同計算)技術投入比較早，可能更超前一點”，楊敬宇說。

如果僅僅基于單點給你提供一個CPU或者邊緣節(jié)點，這個節(jié)點壞掉了，用戶的應用可能就會崩潰掉。阿里云邊緣計算解決方案通過協(xié)調調度，希望應用對節(jié)點的切換沒有感知。不僅易于部署，應用在節(jié)點之間可以按需進行協(xié)同切換，用戶你不用關心這背后的技術難點，這就是操作系統(tǒng)要達成的一個核心能力。

在DOS之前，基于CPU使用用匯編語言編程的程序是很少的，隨后，DOS、Windows、移動時代的應用之所以能夠大爆發(fā)，是因為操作系統(tǒng)做了很多底層的工作，讓我們的應用開發(fā)變得非常簡單。今天的邊緣計算，要想讓應用場景爆發(fā)，協(xié)同計算也必須解決在大規(guī)模節(jié)點基礎上，如何讓產(chǎn)業(yè)應用更好的使用操作系統(tǒng)平臺的問題。

協(xié)同網(wǎng)絡和協(xié)同計算類似，邊緣節(jié)點之間不僅能夠協(xié)同互通，同時邊緣云和阿里云的中心云也能協(xié)同；此外，邊緣云和運營商的5G核心網(wǎng)互通，協(xié)同網(wǎng)絡主要目的就是把所有的邊緣云基礎設施上的點協(xié)同起來。用戶使用的時候，看到的是單一的、簡單的界面，將更容易去使用。

所以，“協(xié)同網(wǎng)絡”+“協(xié)同計算”的能力，都是為了支持整個操作系統(tǒng)的工作，希望用戶可以輕松的去使用邊緣計算平臺的設施。

三大能力，缺一不可

隨著5G技術的發(fā)展和應用場景的落地，關注邊緣計算領域的廠商也越來越多，且各家都有不同的特點，楊敬宇闡述了阿里云邊緣計算的三大優(yōu)勢。

首先，基于阿里云的大型飛天云操作系統(tǒng)，邊緣計算團隊在做兼顧邊緣計算場景技術特征的云邊一體的小型化的飛天，同時提前布局了多點協(xié)同計算技術。通過10年的技術積累，在節(jié)點小型化，融合計算和協(xié)同計算等邊緣云操作系統(tǒng)核心技術層面，有自己的先發(fā)優(yōu)勢和歷史沉淀。

第二，阿里的CDN已經(jīng)可以平滑穩(wěn)定的運行在云化的阿里邊緣云設施之上。除此之外，還有像GRTN(全球實時傳輸網(wǎng)絡)、中間件、數(shù)據(jù)庫，都會運行在邊緣云上，阿里巴巴集團的生態(tài)積累了大量的可以應用到邊緣云中的技術能力，從而方便邊緣云客戶基于這些豐富且標準化的邊緣技術組件和服務，構建垂直行業(yè)應用。

第三，從應用層面講，不論是“大文娛”，還是“新零售”，阿里云有豐富的邊緣計算應用場景，依托于整個阿里巴巴集團的生態(tài)，比如“盒馬鮮生”、“餓了么”、“天貓精靈”，可以快速拓展邊緣計算的場景應用。

“我們有上下貫穿的能力，這是阿里的優(yōu)勢，我認為整個邊緣計算要做起來，不僅有底層的分布式邊緣計算資源設施，還要有邊緣云操作系統(tǒng)和豐富的邊緣中間件技術能力，更要有豐富的真正適合邊緣計算的應用場景，三者缺一不可”，楊敬宇說。

談到阿里云邊緣計算的技術挑戰(zhàn)及未來關注的技術方向，楊敬宇表示，邊緣計算團隊基于公司戰(zhàn)略，做了三個層面縱深的技術能力建設：

第一、高性價比的邊緣節(jié)點硬件及小型云化技術，以及多點協(xié)同計算技術。

第二、邊緣中間件能力建設，如何把阿里云的各種能力，包括內容分發(fā)、緩存能力放到邊緣云上。

第三、如何和未來各種邊緣場景建立技術連接，讓5G創(chuàng)新場景應用或者垂直行業(yè)的應用，能夠方便地搭載在邊緣分布式小型化云和標準化能力之上。

（文章來源：砍柴網(wǎng)）