2020年11月7日，以“5G·邊緣計算“為主題的全球邊緣計算大會在北京新世界大酒店成功召開，作為業內首個專門為邊緣計算人打造的行業盛會，此次活動現場共有超過600+來自政、產、學、研、用各界的企業負責人、權威技術專家、通信科技從業者、邊緣計算研究者、邊緣計算投資機構等參會，共話5G·邊緣計算議題及真知見解，反響十分熱烈。
阿里雲資深技術專家李克受邀參與大會，與現場嘉賓一起探討邊緣計算的技術趨勢以及未來的挑戰，並分享了阿里雲在5G邊緣雲層面，是如何結合運營商的優勢資源，為行業提供廣覆蓋、低成本、高可靠的邊緣雲計算基礎設施。
邊緣計算的發展趨勢
邊緣計算在過去的二十年經歷了一個輪迴，最開始大家可能沒有感知到，其實早在1999年互聯網爆發的時候，我們就使用了邊緣節點資源，因為當時大量租用各種IDC機房。應用部署在這種機房時，在覆蓋全國訪問上是存在問題的，所以在這個時代出現了最早的邊緣計算的產品，就是CDN內容分發網絡，CDN通過緩存的技術能夠把內容快速推到距離客戶最近的節點，這就是第一代的邊緣計算形態。
後來隨著雲計算的興起，2009年阿里雲成立，自建超大規模的數據中心成為趨勢，通過資源的池化提供標準的虛機、存儲、網絡、數據庫等基礎雲計算的技術服務和中間件產品，通過集中式資源建設，能夠實現複用和穩定性的提升。
最近兩三年，邊緣計算又一次興起，阿里雲在2018年就提出邊緣雲計算的白皮書，2019年針對邊緣雲計算做了技術標準行業制定，並對外提供了邊緣雲計算的產品，所以回過頭來看整個發展是一個輪迴的過程。
分析最近幾年邊緣計算的出現的原因，主要有兩方面：一個是場景的需要，另一個是成本的需要。
在場景層面，5G商用在即，60多萬基站已經建設好了，未來5G的接入和各種應用都會雨後春筍般地出現。而5G的特點就是大流量、低延遲、大連接，這些特徵傳統的數據中心是不能滿足的。大流量方面，在數據爆炸的年代，所有數據都湧向數據中心的話，會把中心機房的入口打爆。因為數據中心和端之間物理距離的存在，很難做到10毫秒以內的低延時。大連接方面，隨著IoT智能設備的普及，未來終端的規模量級暴增，需要分而治之，藉助更多的邊緣節點提供大連接的解決方案。5G和邊緣雲計算兩個場景合在一起，需要在中心雲和設備端之間打造邊緣雲的平臺，能夠起到承上啟下的作用，實現上下傳輸和能力互通。
在成本方面，雲計算客戶看重的就是成本、效率和穩定性，成本是邊緣計算一個非常大的優勢，自建數據中心需要投入大量的硬件，後續的運維和升級都要較高的成本。而邊緣節點就會比較靈活，節點可以是小規模的，機器或者網絡的SLA可以降低，這個過程中邊緣雲計算在成本方面就存在優勢。用某城市大腦項目舉例，分析成本構成時，超過一半都是帶寬成本，去數據中心機房的話成本是非常高的，另外計算也是可以進行下沉的，在邊緣進行原始數據處理，處理以後再回到雲中心，我們測算過，當數據量降低到百分之五，就可以節省一半的總體成本。
李克認為，中心計算和邊緣雲計算需要融合起來，面向5G時代，提供新應用場景和垂直化業務場景的解決方案。中心雲計算依然會存在，也有非常超強的計算、存儲以及彈性能力，但邊緣雲計算作為中心的延伸可以把計算和存儲能力下沉，屏蔽掉資源的異構化和地理差異，提供透明化的、一致的服務體驗。
邊緣雲技術面臨的核心挑戰
因為邊緣雲計算的機房分佈在距離用戶近的省市級或者更下沉的MEC節點之中，這些資源本身SLA不如數據中心那麼穩定，要在不穩定的資源上面構建穩定的服務，技術上就會有非常多的挑戰。
首先是資源管理，一方面資源形態是不統一的，各個節點的網絡環境、機型以及穩定性都是不一致的，需要針對不同的資源統一建模提供服務。比如要統一管理CPU、 GPU資源，也需要有針對ARM的解決方案。另外一方面資源規模也會飛速增長，隨著資源的進一步下沉，要在基站附近的MEC節點或者更多的合作節點運行邊緣雲的操作系統，這些資源都要納入起來，預計會達到百萬的量級，所以針對資源管理是一個非常大的挑戰。
其次，資源的高效使用，這時候就需要統一的融合計算的平臺，在這個平臺上把資源進行池化，提供不同的服務形態，比如虛機、容器和Serverless，這些都是需要對外提供服務的。
第三是雲邊協同，單個節點能力是有限的，需要把節點能力和其它節點整合起來，和中心聯動，形成統一的管控，所以雲邊協同是一個非常重要的技術點，邊緣協同也包含邊緣的自治能力，就是邊緣出了問題之後怎樣跨節點遷移，邊緣上的伸縮應該怎樣去做。
最後是，統一的底層網絡，所有的邊緣節點之間，以及邊緣和中心之間需要一個統一的傳輸網絡，能夠提供穩定可靠、質量成本最優的的體驗，這裡會涉及到協議棧優化、私有協議以及動態選路和組網技術。
“在資源管理上，我們充分擁抱雲原生，阿里雲在邊緣已經落地雲原生的能力，就是利用雲原生實現資源的抽象和納管，以容器作為主要的服務載體，並在上面進行內外部業務的交付。”
容器可以很方便地實現多個用戶之間的隔離，資源的彈性伸縮以及應用的註冊、發現、編排、發佈，節省了大量的開發、運維的成本。因為雲原生也是一個比較標準的生態，所以客戶的接受程度是非常高的。圖中就是雲原生大致的分層，底下是邊緣雲，包括節點的基礎能力以及對資源的切片能力，上面是基於容器平臺管理這些資源，容器平臺本身也是分層的，單一的k8s是很難管理這麼多節點的，多層體系需要把控制指令和調度指令非常好地進行統一調度和生產。
在雲-邊-端協同網絡上，需要實現分層設計，如果不對流量做控制的話，整個流量在網絡當中是非常複雜的，很容易出現雪球效應，所以需要依據節點的位置、端到節點的延遲分成不同的層次，不同的層次的節點需要承載的流量體量是不一樣的，需要提供的能力和技術點也是不太一樣的。
最靠近客戶的就近的節點，需要解決的是終端準確找到接入點，確保安全和最佳質量。上層的ENS節點需要做好廣覆蓋，確保資源能夠下沉到省市、地區粒度，再往上的核心節點需要能夠做好全局的流量調控和網絡加速。通過對於整個流量的分層切分，邊緣雲計算可以實現公共雲、邊緣雲和終端之間類似於高速公路的效果。
有了雲、邊、端的網絡，阿里雲打造了一張基於分佈式節點之間的統一網絡。該網絡在使用上是透明的，在傳輸上是安全的，在協議上是多樣的，在質量上是加速的，在成本也是可控的。
為什麼阿里雲做邊緣雲計算有一定的優勢？
李克認為，首先，阿里雲有比較好的資源覆蓋，2800+邊緣節點和130T帶寬儲備已經在那裡，基於已有的資源再做邊緣雲計算不需要太大的成本投入。其次，可以將阿里雲本身多年的雲計算技術做下沉，繼續拓展到邊緣。第三，在業務驅動維度，阿里巴巴集團有豐富的生態體系以及海量外部客戶，會產生大量的邊緣訴求。以上三點結合起來，阿里雲在邊緣計算方面是有比較好的先發優勢。
“實際上邊緣雲計算要做的一方面是把中心雲的計算資源下沉，另一方面是把邊緣端上的計算需求上移。我們希望計算髮生在應該去的那個地方，能夠以最低的成本、最好的效能來提供。"
雲端算力的下沉最典型的例子就是轉碼，可以利用邊緣上的空閒時間和CPU來做大量的轉碼服務，數據分析也可以在邊緣上做大量的數據卸載。終端算力上雲前面也有嘉賓介紹過，類似於雲遊戲、雲應用，這些場景都是實現終端算力的上移，端上的芯片可以不用那麼強，只要有流化顯示能力就可以了，應用的啟動、運行、視頻渲染這些事情都可以交給邊緣計算資源。
阿里雲在2017年，就開始進行邊緣雲節點預研，2018年和2019年進行大規模部署，從覆蓋省的維度慢慢下沉到覆蓋市的維度，未來也會有大量的運營商MEC節點之上的合作。在2019年，阿里雲邊緣計算提出城市計算的概念，基於城市中的新零售、智能交通、新制造等各個場景來打造平臺能力，包含：容器平臺雲原生的能力、偏視頻計算的平臺、GRTN全球實時通信的能力等等。
邊緣節點服務（ENS）
邊緣節點產品能力從計算上來講就是多階計算服務，支持虛機、容器、Serverless三種計算形態；存儲方面提供塊存儲、對象存儲、文件存儲等等形態，以及基於CDN抽象出來的KV存儲的能力；在網絡上支持節點之間的跨網組網以及數據交換的能力，包括節點之間不同的網絡切分能力；安全上提供內容安全、主機安全等等能力；最終，整個自動化納管程度也非常高，資源可以快速進入到庫存當中，資源能夠比較快地生產出來，基於應用管理系統來做全網的統一部署。
下圖是阿里雲邊緣節點服務（ENS）整個平臺化的結構，最下面的是設備的基礎設施，上面的是對接基礎設施做抽象，提供計算能力的IaaS的服務，再往上是基於PaaS平臺基於客戶提供複合場景的接口和能力。整個發展基調就是向下希望納管更多的資源，向上更加貼近客戶的場景，然後在整個體系當中做到統一的納管、統一的調度、和統一的生產。
未來，隨著場景和生態越來越豐富，大家對於雲邊端之間能力的要求是越來越高的。邊緣雲計算處在上下之間，是需要堅持標準、開放的原則，以此促進整個生態健康快速地發展。
在分享的最後，空見表示：阿里雲底層的算力是希望能夠開放合作，容納更多的合作資源。中間通過邊緣雲操作系統，能夠實現統一的分佈式融合計算的平臺。上層能夠開放API，提供符合業務需要的通用能力。其實雲計算也好、邊緣雲計算也好，永遠都是為業務場景服務的。就像3G出現的時候移動互聯網開始發展，4G出現的時候視頻行業就開始爆炸式增長，5G出現在低延時、大連接、大流量的場景一定會有顛覆性的應用出現，現在還是在探索的階段，到了那個時候，我們希望邊緣雲計算技術能夠做好準備，迎接風口的到來。
