分布式云元年，為何云邊協(xié)同如此重要？

科技云報道原創(chuàng)。

《十四五規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》中提出要“協(xié)同發(fā)展云服務(wù)與邊緣計算服務(wù)”，一種滿足更廣連接、更低時延、更全局化需求的云計算新模式——分布式云應(yīng)運而生。

近年來，隨著5G與IoT連網(wǎng)裝置的快速成長，加上邊緣數(shù)據(jù)源的急劇增加，以及Kubernetes逐漸成為微服務(wù)應(yīng)用程序與容器協(xié)調(diào)的標準，2021年正在成為分布式云奠基的關(guān)鍵一年。

Gartner認為，分布式云是第一個納入云服務(wù)地理位置的云型態(tài)。如此一來，企業(yè)就能跨越多重云管理分散的組件，進而釋放出部署更多高度訂制化的IT服務(wù)潛能，并從邊緣地點的數(shù)據(jù)源中獲取額外價值。

作為云計算從單一數(shù)據(jù)中心部署向不同物理位置多數(shù)據(jù)中心部署、從中心化架構(gòu)向分布式架構(gòu)擴展的新模式，分布式云將云計算的能力從中心向邊緣延伸。

圍繞邊緣云與邊緣終端，分布式云在CDN、視頻渲染、游戲、工業(yè)制造、自動駕駛、農(nóng)業(yè)、智慧園區(qū)、交通管理、安防監(jiān)控等應(yīng)用場景下，相關(guān)產(chǎn)業(yè)已初現(xiàn)端倪，蓄勢待發(fā)。

在這個過程中，云邊協(xié)同作為分布式云發(fā)展的重要核心，通過協(xié)同發(fā)展云服務(wù)與邊緣計算服務(wù)，搭建起了數(shù)字經(jīng)濟與5G時代下云計算行業(yè)進一步融合發(fā)展的橋梁。

云邊協(xié)同為何重要？

云邊協(xié)同是分布式云中非常重要的特性，那么為何云邊協(xié)同那么重要？

眾所周知，邊緣計算是將基礎(chǔ)設(shè)施資源進行分布式部署再統(tǒng)一管理的。資源較為集中的稱為“中心云”，資源量較少的部署點稱為“邊緣云”。

中心云構(gòu)建在傳統(tǒng)的中心化云計算架構(gòu)之上，部署在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心之中，提供全方面的云計算服務(wù)。中心云的存在是為了管理多個邊緣云和為邊緣云提供充足的虛擬化資源。

由于中心云是由大量的服務(wù)器虛擬化組成的，可以提供持久化存儲和為需要大計算量的應(yīng)用提供資源，如大數(shù)據(jù)應(yīng)用Hadoop、Spark，人工智能應(yīng)用Tenseflow等。中心云通過管理網(wǎng)絡(luò)來控制邊緣云，并提供安全的連接。

邊緣云與中心云相對應(yīng)，是構(gòu)筑在靠近事物和數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣處，提供可彈性擴展的云服務(wù)能力的云計算模式，并能夠支持與中心云協(xié)同。

不同于把大量的資源整合的中心云，邊緣云平臺更是一個分布式的平臺。由于邊緣節(jié)點部署在邊緣側(cè)，通常只有數(shù)臺服務(wù)器組成的虛擬化資源池，但是終端的各類設(shè)備是通過邊緣側(cè)接入邊緣平臺的，因此通常來說，邊緣側(cè)的資源短缺的壓力比較大。

在很多如醫(yī)療、工業(yè)、車聯(lián)網(wǎng)等場景中，許多終端、傳感器通過網(wǎng)絡(luò)接入到邊緣平臺中，給邊緣云提出了更高的要求。

事實上，在為用戶提供“更近的計算”這條前行之路上，會遇到很多技術(shù)挑戰(zhàn)。例如，在邊緣云平臺中，存在少數(shù)的中心云和多數(shù)的邊緣云，因此如何進行平臺的資源調(diào)度變得十分重要，云邊協(xié)同的功能開發(fā)就成為了主要的開發(fā)工作之一，其中包含：計算資源、安全策略、應(yīng)用管理、業(yè)務(wù)管理等方面的協(xié)同。

云邊如何協(xié)同？

云計算與邊緣計算需要通過緊密協(xié)同，才能更好地滿足各種需求場景的匹配，從而最大化體現(xiàn)云計算與邊緣計算的應(yīng)用價值。 在具體的應(yīng)用場景中，云邊是如何實現(xiàn)協(xié)同的呢？

以物聯(lián)網(wǎng)場景為例，由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)上傳到云端進行處理，會對云端造成巨大的壓力。為了分擔(dān)中心云節(jié)點的壓力，邊緣計算節(jié)點可以負責(zé)自己范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)計算和存儲工作。

同時，大多數(shù)的數(shù)據(jù)并不是一次性數(shù)據(jù)，那些經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)仍需要從邊緣節(jié)點匯聚集中到中心云，云計算做大數(shù)據(jù)分析挖掘、數(shù)據(jù)共享，并進行算法模型的訓(xùn)練和升級。升級后的算法推送到前端，使前端設(shè)備更新和升級，完成自主學(xué)習(xí)閉環(huán)。

此外，這些數(shù)據(jù)也有備份的需要，當邊緣計算過程中出現(xiàn)意外情況，存儲在云端的數(shù)據(jù)也不會丟失。

如果從邊緣計算的特點出發(fā)，實時或更快速的數(shù)據(jù)處理和分析、節(jié)省網(wǎng)絡(luò)流量、可離線運行并支持斷點續(xù)傳、本地數(shù)據(jù)更高安全保護等，在云邊協(xié)同的各個場景中也有著充分的體現(xiàn)。

事實上，不僅是物聯(lián)網(wǎng)場景，在云計算開源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的白皮書中，深入分析了云計算與邊緣計算協(xié)同的九大應(yīng)用場景及其價值：

場景1：CDN結(jié)合邊緣計算向下一代內(nèi)容分發(fā)平臺升級

CDN結(jié)合邊緣計算，將vCDN（virtual Content Delivery Network，虛擬內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）下沉到運營商的邊緣數(shù)據(jù)中心，從而降低響應(yīng)時延，可提升QoS指標，同時提高用戶體驗，降低眩暈感和延遲卡頓。

場景2：新時代的萬億云游戲市場

“快速切換，點開即玩”。新時代的云游戲利用云邊協(xié)同快速擴張，游戲研發(fā)、硬件設(shè)備商、通信設(shè)備商、游戲平臺將基于自身現(xiàn)有優(yōu)勢從不同角度切入，實現(xiàn)萬億云游戲市場的突破。

場景3：云邊協(xié)同是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要支柱

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景中，邊緣設(shè)備只能處理局部數(shù)據(jù)，無法形成全局認知，在實際應(yīng)用中仍然需要借助云計算平臺來實現(xiàn)信息的融合。因此，云邊協(xié)同正逐漸成為支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要支柱。

場景4：傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)的智慧升級

能源產(chǎn)業(yè)在傳統(tǒng)模式下，需要大量的人力定期對數(shù)據(jù)進行收集和處理，一來人工成本非常高，二來數(shù)據(jù)分析效率低、時延大。因此，云邊協(xié)同正為傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)的智慧升級提供道路。

場景5：加速數(shù)字中國在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域落地

云邊協(xié)同將推動農(nóng)業(yè)供給端的變革，農(nóng)業(yè)由經(jīng)驗主導(dǎo)向數(shù)據(jù)主導(dǎo)轉(zhuǎn)變，通過智能化手段，可以將人的經(jīng)驗傳遞給機器，通過數(shù)據(jù)挖掘，可以發(fā)現(xiàn)新的生產(chǎn)規(guī)律和農(nóng)業(yè)商品優(yōu)化的新空間。

場景6：家庭智能化信息服務(wù)成為可能

云邊協(xié)同使電器控制、安全保護、視頻監(jiān)控、定時控制、環(huán)境檢測、場景控制、可視對講等家庭智能化功能得以實現(xiàn)，同時使政務(wù)、醫(yī)療、教育等產(chǎn)業(yè)進一步豐富家庭智能化信息服務(wù)成為可能。

場景7：智慧交通借助云邊協(xié)同向車路協(xié)同方向發(fā)展

車路協(xié)同是智慧交通的重要發(fā)展方向之一，能力構(gòu)建涉及車內(nèi)邊緣計算、道路邊緣計算、車路協(xié)同云等方面，云邊協(xié)同可以從多方面提供車車、車路動態(tài)實時信息交互，并開展車輛主動安全控制和道路協(xié)同管理。

場景8：云邊協(xié)同引領(lǐng)安防智能化技術(shù)潮流

現(xiàn)代安防監(jiān)控可以和人工智能相結(jié)合，面向智能安防、視頻監(jiān)控、人臉識別等業(yè)務(wù)場景，以低時延、大帶寬、快速響應(yīng)等特性實現(xiàn)本地分析、快速處理、實時響應(yīng)。

場景9：云邊協(xié)同重新定義醫(yī)療保健

醫(yī)療保健是藥師直接且負責(zé)任地提供的與藥物治療相關(guān)的服務(wù)，其目的是達到改善病人生命質(zhì)量的確切效果，云邊協(xié)同則從實時本地數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)斷點續(xù)傳、數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)确矫孀屷t(yī)生我患者提供更快、更高的護理。

結(jié)語

可以看到，云邊協(xié)同前景是美好的，但路也要一步步走。

一方面，邊緣計算技術(shù)理論尚不成熟，與云計算協(xié)同應(yīng)用處于初級階段，即使在虛擬現(xiàn)實、無人駕駛、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)界普遍看好的邊緣計算應(yīng)用場景中，目前成熟的行業(yè)實踐仍然較少。

另一方面，隨著5G商用，網(wǎng)絡(luò)帶寬、傳輸速率將得到大幅提升，能夠更好滿足海量數(shù)據(jù)傳輸及實時性要求，目前預(yù)想的一些邊緣計算場景或許使用5G網(wǎng)絡(luò)便可滿足需求，而不需另外部署邊緣節(jié)點。

因此，5G加持下，“真實”的邊緣計算落地應(yīng)用，需要結(jié)合行業(yè)場景進行探索挖掘，綜合考慮時延、可靠性、隱私保護等業(yè)務(wù)要求和電力、算力、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)瘸杀?，對下沉到邊緣?cè)的算力、業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行充分的可行性分析，做好邊緣側(cè)與云端分工協(xié)同的架構(gòu)和功能設(shè)計，并在應(yīng)用中循序漸進、不斷改進，以實現(xiàn)效益最大化。

來源：科技云報道

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