邊緣計(jì)算如何成網(wǎng)？算力網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分布計(jì)算系統(tǒng)全局優(yōu)化

12月31日消息（安迪）在“2019中國無線技術(shù)大會(huì)--5G/MEC/算力網(wǎng)絡(luò)論壇”上，華為技術(shù)有限公司資深研究員，互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、云網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域資深專家李峰圍繞算力網(wǎng)絡(luò)Computing-First Networking(CFN)發(fā)表了主題演講。

資源分散、部署復(fù)雜、效率和資源復(fù)用率低，分布化MEC需要成網(wǎng)

當(dāng)前，5G驅(qū)動(dòng)邊緣計(jì)算成為熱點(diǎn)、加快MEC的部署。面向未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，人工智能等新興業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)邊緣計(jì)算、甚至現(xiàn)場級(jí)邊緣計(jì)算將為用戶提供靈活的就近接入，提供極致的用戶體驗(yàn)。除了泛在的算力和算法，計(jì)算載體也變得更輕快。

因此，在李峰看來，未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求是：不同計(jì)算功能，按需求不同，按網(wǎng)絡(luò)狀況不同，可以在離用戶的不同距離，實(shí)時(shí)地實(shí)例化。但是，當(dāng)前MEC網(wǎng)絡(luò)存在一些問題：業(yè)務(wù)靜態(tài)部署，資源無法復(fù)用，存在閑置資源浪費(fèi)；計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)之間缺乏互動(dòng)調(diào)度能力，當(dāng)計(jì)算資源過載時(shí)、甚至不可用時(shí)業(yè)務(wù)體驗(yàn)下降；當(dāng)前依賴客戶端應(yīng)用層重連，等待時(shí)間秒/分鐘級(jí)，將引起用戶體驗(yàn)下降、甚至變得不可接受；靜態(tài)預(yù)先配置、或者DNS解析的路由尋址方式，效率低，開銷大，不適合于輕量級(jí)的計(jì)算資源。

上述這些問題是由應(yīng)用自行單點(diǎn)方案解決？還是由網(wǎng)絡(luò)提供更好的平臺(tái)能力？李峰認(rèn)為：“通過提供算力網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)分布計(jì)算系統(tǒng)的全局優(yōu)化——單個(gè)MEC站點(diǎn)的資源有限，為滿足高性能并發(fā)訪問，未來大量分布化的MEC需要成網(wǎng)；當(dāng)前業(yè)務(wù)系統(tǒng)規(guī)模越來越大，普遍采用分布式計(jì)算+分布式存儲(chǔ)架構(gòu)，從網(wǎng)絡(luò)角度看本質(zhì)是從多個(gè)實(shí)例中選擇一個(gè)合適的實(shí)例提供服務(wù)；MEC規(guī)模部署后，計(jì)算資源分散化，需要按業(yè)務(wù)需求、資源負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)狀況、成本等多維因素靈活調(diào)度計(jì)算任務(wù)，從而提高資源利用率，降低業(yè)務(wù)運(yùn)維成本，助力業(yè)務(wù)引入MEC。”

邊邊協(xié)作：算力網(wǎng)絡(luò)有望實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源利用率最優(yōu)、網(wǎng)絡(luò)效率最優(yōu)、用戶體驗(yàn)最優(yōu)

“網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該內(nèi)建計(jì)算任務(wù)動(dòng)態(tài)路由的能力，以解決MEC部署復(fù)雜、效率低、資源復(fù)用率不高等問題。”李峰指出，算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特征包括：將計(jì)算能力狀況和網(wǎng)絡(luò)狀況作為路由信息發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)基于虛擬的服務(wù)ID將計(jì)算任務(wù)報(bào)文路由到最合適的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)用戶體驗(yàn)最優(yōu)、計(jì)算資源利用率最優(yōu)、網(wǎng)絡(luò)效率最優(yōu)。算力網(wǎng)絡(luò)解決的問題包括：邊緣計(jì)算是單點(diǎn)，算力網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算成網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)邊邊協(xié)作，利用服務(wù)的多副本特性，實(shí)現(xiàn)用戶的就近接入和服務(wù)的負(fù)載均衡，適應(yīng)服務(wù)的動(dòng)態(tài)性。

簡單來說，把“用戶盡快獲得計(jì)算結(jié)果”作為第一設(shè)計(jì)原則，拉通網(wǎng)絡(luò)中各分散計(jì)算資源為“算力網(wǎng)絡(luò)”。李峰表示：算力網(wǎng)絡(luò)的愿景是建立一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，幫助海量應(yīng)用、海量功能函數(shù)、海量計(jì)算資源構(gòu)成一個(gè)開放的生態(tài)。

其中，海量的應(yīng)用能夠按需、實(shí)時(shí)調(diào)用不同地方的計(jì)算資源，提高計(jì)算資源利用效率，尤其是邊緣計(jì)算等資源受限節(jié)點(diǎn)；通過服務(wù)的自動(dòng)化最優(yōu)路由和負(fù)載均衡，提高業(yè)務(wù)用戶體驗(yàn)，尤其是與真實(shí)世界有交互的應(yīng)用（如AR）；對(duì)數(shù)據(jù)/計(jì)算/網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整體優(yōu)化實(shí)現(xiàn)效率和體驗(yàn)最佳；“少挪動(dòng)數(shù)據(jù)、除非是計(jì)算密集任務(wù)””網(wǎng)絡(luò)狀況變化時(shí)，需改變計(jì)算位置；提供完善的安全、隱私、激勵(lì)等機(jī)制。

面臨兩大技術(shù)挑戰(zhàn) 設(shè)計(jì)上需考慮五大核心問題

李峰同時(shí)指出，算力網(wǎng)絡(luò)面臨兩大技術(shù)挑戰(zhàn)：挑戰(zhàn)1：通常要跨多個(gè)邊緣提供服務(wù)的多副本，以保證更好的性能和可靠性，如何將客戶端服務(wù)請(qǐng)求和終端數(shù)據(jù)引導(dǎo)到多個(gè)邊緣站點(diǎn)？以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和可靠性。挑戰(zhàn)2：由于用戶移動(dòng)性、服務(wù)移動(dòng)性、故障等原因，服務(wù)的位置可能會(huì)跨邊緣站點(diǎn)發(fā)生變化，從而引發(fā)主機(jī)的IP地址的改變，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷。

在李峰看來，算力網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)上需要考慮以下五大核心問題：

一是服務(wù)狀態(tài)的擴(kuò)散：將服務(wù)狀態(tài)在算力網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行擴(kuò)散和同步，采用逐級(jí)匯聚的擴(kuò)散方式，以增強(qiáng)系統(tǒng)擴(kuò)展性。

二是業(yè)務(wù)流粘性保持：對(duì)于流粘性有需求的業(yè)務(wù)流，需要用戶與某服務(wù)節(jié)點(diǎn)交互的數(shù)據(jù)包路由至相同的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，保持其流粘性，避免出現(xiàn)斷流、丟包、流量亂串等。

三是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)輕載：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備盡量減少流級(jí)狀態(tài)，將流級(jí)狀態(tài)卸載到客戶端。

四是客戶端不能修改標(biāo)準(zhǔn)的socket。

五是質(zhì)量下降、不可用時(shí)快速切換：出現(xiàn)原服務(wù)質(zhì)量下降、不能滿足業(yè)務(wù)需求或故障轉(zhuǎn)移時(shí)，CFN需要重新選路，將業(yè)務(wù)請(qǐng)求盡可能快地切換到其他更合適的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，避免當(dāng)服務(wù)過載或不可用時(shí)，出現(xiàn)用戶體驗(yàn)下降、甚至不可接受。

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