摘要:邊緣計算產業聯盟對邊緣計算的定義是“在靠近物或數據源頭的網絡邊緣側,融合網絡、計算、存儲、應用核心能力的開放平臺,就近提供邊緣智能服務,滿足行業數字化在敏捷連接、實時業務、數據優化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求”。爲了滿足海量數據的超低延時的業務場景需求,5G 通信網絡中會出現大量部署在網絡邊緣側的小規模數據中心,來應對終端請求的本地化處理,邊緣計算的價值愈發凸顯出來,只有依靠“雲+邊+端”三體協同的處理模式才能夠更好應對。

最近“新基建”是個熱詞,那麼新基建到底是什麼?與之緊密相關的5G何去何從?這給邊緣計算帶來了什麼機遇?邊緣計算的生態產業鏈條是怎樣的?它的典型特徵和經濟效益是什麼?本文將爲大家帶來分享。

新基建是什麼?

近日,國家發改委官方首次明確了“新基建”的範圍,包括信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施三個方面。

其中信息基礎設施主要是指基於新一代信息技術演化生成的基礎設施,比如,以5G、物聯網、工業互聯網、衛星互聯網爲代表的通信網絡基礎設施,以人工智能、雲計算、區塊鏈等爲代表的新技術基礎設施,以數據中心、智能計算中心爲代表的算力基礎設施等;融合基礎設施主要是指深度應用互聯網、大數據、人工智能等技術,支撐傳統基礎設施轉型升級,進而形成的融合基礎設施,比如,智能交通基礎設施、智慧能源基礎設施等;創新基礎設施主要是指支撐科學研究、技術開發、產品研製的具有公益屬性的基礎設施,比如,重大科技基礎設施、科教基礎設施、產業技術創新基礎設施等內容。

可以看出,“新基建”是以5G、雲計算、物聯網、人工智能等新一代信息技術爲依託,基於新型基礎設施的投入建設,推動面向數字經濟的全面轉型,進而爲社會民生、工業和科技等方方面面注入全新活力。

5G應用離不開邊緣計算

作爲“新基建”通信網絡基礎設施的重要組成部分,5G的商業化必然會被加速落地。藉助於高效的5G網絡,萬物智聯的無縫連接基礎才得以保障。

5G包含三大核心應用場景,eMBB增強移動寬帶、URLLC超高可靠超低時

延通信和mMTC海量大連接物聯網。 它們帶來的不止是暢快的連接體驗,還有洶湧巨大的應用連接量和數據量,這對現有網絡架構的時延、帶寬、安全等方面都帶來了巨大的挑戰。

當數據量會越來越大,假設這些數據都在終端形成、積累,傳送到雲端,進行數據處理,再返回到終端指導業務。這一系列動作將對網絡帶寬產生每秒數百Gbps的超高需求,不僅會存在延遲,還需要面臨弱網卡頓、連接成功率低等諸多問題,終端體驗無法保障。同時,大帶寬對回傳網絡、業務中心造成巨大傳輸壓力,也會面臨着鉅額的帶寬成本。這意味着集中式的數據存儲和處理模式將面臨難解的瓶頸和壓力。

爲了滿足海量數據的超低延時的業務場景需求,5G 通信網絡中會出現大量部署在網絡邊緣側的小規模數據中心,來應對終端請求的本地化處理,邊緣計算的價值愈發凸顯出來,只有依靠“雲+邊+端”三體協同的處理模式才能夠更好應對。所以,邊緣計算是加速5G落地的核心技術,也是體現5G網絡核心價值的技術助力,爲構建萬物智聯世界提供了算力基礎。

邊緣計算可以通過高帶寬業務的本地分流,減少海量數據傳輸對核心網絡的佔用與源站的壓力,提升通信服務商網絡的利用率和業務源站可靠性。同時,通過計算能力的下沉,可以將數據的處理與分析在網路邊緣終結,避免

時延損耗,更有效地支撐時延敏感型業務。

業界對邊緣計算的理解有這幾種

目前業界對邊緣計算(Edge Computing)有多種理解和定義。

ISO/IEC JTC1/SC38將邊緣計算定義爲“一種將主要處理和數據存儲置於網絡邊緣節點的分佈式計算形式”。邊緣計算產業聯盟對邊緣計算的定義是“在靠近物或數據源頭的網絡邊緣側,融合網絡、計算、存儲、應用核心能力的開放平臺,就近提供邊緣智能服務,滿足行業數字化在敏捷連接、實時業務、數據優化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求”。

國際標準組織ETSI給出的定義是“在移動網絡邊緣提供IT服務環境和計算能力,強調靠近移動用戶,以減少網絡操作和服務交付的時延,提高用戶體驗”。

隨着5G技術逐步成熟和落地應用,MEC(Multi-Access Edge Computing,也被稱爲Mobile Edge Computing)作爲5G的關鍵技術成爲行業上下游生態合作伙伴們共同關注的熱點,其旨在網絡邊緣爲應用開放者和內容服務商提供所需的雲端計算功能和IT服務環境。

邊緣計算的核心特徵是什麼?

邊緣計算能夠在更靠近終端的網絡邊緣側提供服務,它具有諸多特徵:

首先,它具有低時延、高速的數據處理和分析能力,可以在更接近數據源頭處進行數據處理,而非外部數據中心或雲端進行,可有效降低時延。
其次,它具有更低的成本,通過邊緣計算,企業在本地設備的數據管理解決方案開銷比在雲端和數據中心網絡上的開銷會顯著降低。
第三,它可以幫助降低網絡流量的壓力,利用邊緣計算只需將少量有效信息上傳到雲端,因此不會佔用過多的網絡帶寬。
最後,它可以滿足數據本地存儲和安全處理要求,由於邊緣計算的數據收集和計算都在本地進行,敏感信息可不經過網絡傳輸至中心雲端,能夠有效避免傳輸過程中的數據泄漏、安全攻擊等。

綜上,邊緣計算是基於雲計算核心技術,構築在邊緣基礎設施之上的新型計算形式,在邊緣位置提供計算、網絡、存儲、安全等彈性能力。邊緣計算操作系統構建在各類邊緣基礎設施資源之上,利用資源虛擬化技術進行資源抽象形成虛擬資源,並對各類邊緣物理和虛擬資源進行統一管理和基礎安全防護。

邊緣計算有哪些經濟效益?

近幾年,得益於技術的飛速發展,邊緣計算產業受到了行業與資本的高度關注,走上風口。其平臺的研發、建設和推廣應用,可以爲交通、醫療、文娛、工業互聯網等產業帶來可觀的經濟效益,但是自建節點依然會面臨很多挑戰,比如資產重、成本高、彈性能力差、運維難度大、對安全與可靠性的考驗等等,所以選擇具備完整技術體系的雲廠商來快速實現邊緣計算能力,與公共雲一起完整支撐“中心+邊緣”的業務架構需求,避免自建過程中的問題,已經成爲絕大多數企業的選擇。這種模式的經濟效益主要包括:

第一, 靈活部署:各種覆蓋場景的一站式邊緣計算服務和敏捷交付。具備開放的運行環境,可靈活部署各類雲服務和應用、在線遠程管理、運行指標可視化監測等。並且十分方便地完成與中心雲系統對接,按業務需求靈活部署各類應用。同時支持多種處理器架構,採用邊緣計算服務後,可以獲得“一分鐘敏捷交付”的能力。

第二, 降低成本:按需購買,按量付費,實現業務的彈性伸縮需求,節省了自建所需的供應鏈管理、建設及資金投入成本。引入邊緣計算後,大量的處理響應在本地發生,終端到雲的訪問頻次將減少80%以上,計算、存儲、網絡等成本可以節省30%以上。

第三,安全穩定:利用雲計算核心技術積累構建安全穩定的邊緣計算核心系統。具備與傳統雲服務一體化的高安全能力,包括DDoS清洗和黑洞防護能力、多租戶隔離、異常流量自動檢測和清洗、中心-邊緣安全管控通道等。支持多操作系統同時隔離運行,內置信息安全防護功能。

第四,降低時延:空間距離的縮短帶來的好處不只是縮短了傳輸時延,還減少了複雜網絡中各種路由轉發和網絡設備處理的時延。由於網絡鏈路爭搶的幾率大大減小,能夠明顯降低整體時延,支持毫秒級別響應週期的實時應用場景。

邊緣計算的典型行業應用暢想

目前,邊緣計算的應用場景從覆蓋上可以分爲全網覆蓋類和本地覆蓋類兩大類。

全網覆蓋類應用的核心要求是從邊緣節點在地區和運營商網絡兩個層面上的覆蓋度,來保證就近計算,比如CDN內容分發、互動直播等業務,或者基於足夠多的節點進行網絡鏈路優化,比如SDN/SD-WAN、在線教育互動課堂、實時音視頻通信等。

本地覆蓋類應用的核心要求是邊緣節點的本地化,即邊緣節點的接入距離要足夠近(目標<30公里),時延足夠低(目標<5ms),來支持本地化服務的上雲需求,例如工業、醫療、新零售等行業的視頻數據上雲,連鎖門店等線下行業的IT基礎設施上雲等。這類應用通常具有大帶寬需求,最能體現邊緣計算時延和成本優化等核心優勢。

隨着人工智能和大數據的發展,各行各業都在利用科技智能化和大數據分析等前沿科技手段,提升行業應用的科技效率,減低產業數字化系統的運維成本。例如在數字機牀和工控領域等行業,可以把AI能力和數字分析能力部署在工業園區內,以實現在邊緣局域範圍內完成實時的工控智能。在機場、車站等人流密集區域,通過把物體識別和視頻上雲能力部署在邊緣側,實現在邊緣側實時處理分析具有特徵值的人和物,滿足實時的業務需求。

阿里雲在邊緣計算領域的投入

雲服務商擁有充足的雲資源和豐富的應用場景,邊緣計算則是對雲計算的延伸和補充。阿里雲的邊緣節點服務(ENS)基於IDC、運營商邊緣節點和網絡構建,提供“融合、開放、聯動、彈性”的一站式分佈式方案,幫助用戶業務下沉至運營商側邊緣,有效降低計算時延和成本。同時,阿里雲Link IoT Edge平臺可部署在不同量級的智能設備和端側計算節點中,通過定義物模型連接不同協議、不同數據格式的設備,提供安全可靠、低延時、低成本、易擴展的本地計算服務。阿里雲邊緣計算方案覆蓋從雲中心到物聯網終端的異構基礎設施,構築“雲邊端”一體的邊緣計算生態服務體系。

邊緣計算能夠最大程度上與傳統雲計算在架構、接口、管理等關鍵能力上實現統一,並整合邊緣設備成爲雲的一部分。邊緣計算與雲計算的關係,就好比人類的“大腦”與“遍佈全身的神經系統”之前的關係,相輔相成,缺一不可。未來爲了讓我們的“物理世界”更加智能,需要將我們的邊緣神經系統從“雲”這個大腦開始,層層前移,一觸到底,直達“物理世界”的每一個角落。邊緣計算就是要通過層層前移,深入到每一個計算場景。

最近,阿里雲宣佈未來3年再投2000億的消息刷爆了朋友圈。用來搞新技術、新基建,具體包括雲操作系統、服務器、芯片、網絡等重大核心技術研發攻堅和麪向未來的數據中心建設。

而着眼當下,一場計算體系架構的巨大革命也即將到來。據Gartner預測,2021年將有40%的大型企業在項目中納入邊緣計算原則。而到2022年,邊緣計算將成爲所有數字業務的必要需求。聚集了運營商、設備廠商和雲服務的邊緣計算領域,正在從起步階段嚮應用落地的里程碑上加速狂奔,迅速發展。相信在不久之後,邊緣計算將爲社會帶來更多驚喜。

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