阿里雲楊敬宇：邊緣計算行業通識與阿里雲ENS的技術演進之路

近日，阿里雲楊敬宇在CSDN阿里雲核心技術競爭力在線峯會上進行了《5G基礎設施-阿里雲邊緣計算的技術演進之路》主題演講，針對5G時代下，行業和技術的趨勢、邊緣計算產業通識以及阿里雲邊緣計算從過去到將來的技術演進之路進行分享。

5G+AI需求推進邊緣計算不斷向前 算力分佈形態發生根本變化

回顧歷史，自從1994年接入互聯網，已經有20多年的時間，從應用場景看，終端從PC時代走到了移動時代，也包括電視、攝像頭、IoT等終端。而背後的基礎設施也從早期的自建服務器，到當前全站上雲這種模式。總體看來，網絡架構是雲、端兩層架構。

當5G來臨，消費互聯網逐漸向產業互聯網延伸，物聯網、工業互聯網、車聯網、醫療健康、在線教育、企業遠程視頻會議等大帶寬、低時延、大流量的場景被激活，原有的雲、端兩層網絡架構很難知足新的產業互聯網之下對低時延、低成本以及本地化計算的需求，這就促成了邊緣計算出現的第一波應用。與此同時，5G的一個關鍵特性是，與2G、3G、4G的管道形式不一樣，5G容許在基站或者網絡中的任何位置進行分流，因此5G也爲邊緣計算提供了技術上的可行性。以上兩點，是邊緣計算在5G時代走上風口的最核心緣由。

在雲、端兩層網絡架構中，計算要麼發生是在雲上，要麼在手機、PC、電視機等終端上面，隨着IoT萬物智聯的普及，工業互聯網、車聯網、智能家居、智慧城市、自動駕駛、雲辦公、3D視頻等新型的產業應用出現以後，所有的計算髮生在雲端可能沒法知足時延要求，而所有發生在端側，對端的要求又比較高。

因此，計算從本來的雲端兩層結構，逐漸遷移到基站以上和雲如下的位置，在城市這樣的位置實現距離與效率的平衡，演變成雲、邊、端三層結構，這將是將來主流的計算分佈形態。

楊敬宇： 2020年是劃時代的一年，是從消費互聯網走向產業互聯網的轉折之年，也是邊緣計算領域真正乘風而行的一年，期待5G邊緣計算可以規模商用和真正落地。

邊緣計算行業通識：技術架構、產業協同與應用場景

前面也提到，5G原生支持在通訊管道內分流作邊緣計算，技術上具有了計算下沉到基站的可能性。也就是，在4G以前，在通訊網絡中一頭是端，一頭是雲。若是把通訊網絡比做一條高速公路，它是沒有服務區的，全部的信息流都是從這條高速公路上流轉運行。5G有一個很是好的特性，就是容許在高速公路上修建服務區，當信息在基站的位置，就能夠把它分流出來進行本地計算，能夠在社區網格、街道鄉鎮、地市區縣、省會城市等等整個通訊網絡的任何一個位置實現計算。

在場景方面，將來沉浸式消費計算和產業互聯網會涌現大量的「低時延高可靠/大帶寬/大鏈接，低成本，屬地化」等邊緣計算需求。將來5G邊緣計算有一些產業應用會大量的涌現。同時，終端的計算上雲，好比雲遊戲、雲桌面等應用場景，不論是對用戶的成本，仍是企業和設備的成本與維護來說，都是最佳的狀態。

邊緣計算產業上下游有衆多參與者，主要包括運營商、雲廠商、專業服務廠商以及設備和芯片商等，分別從各自的優點來爲邊緣計算產業發展提供助力。

雲廠商一直提供一種按需付費的雲服務，隨着產業互聯網的到來，雲廠商會結合邊緣計算將雲服務進一步延伸和拓展，大型、集中的計算仍是交由雲中心來完成，對於時延、成本、本地化計算有強需求的則放在邊緣來完成。於運營商來說，邊緣計算是在運營商的城域網或5G核心網、基站等位置去計算，計算就發生在運營商的整個網絡體系裏面，不管是國外仍是國內的三大運營商，目前對邊緣計算的投入都是很是大的。而專業服務廠商包括一些CDN廠商，他原來定義的計算實際上是放在地級市這種IDC之中，還不是嚴格意義上的通訊互聯網的邊緣，一樣也是一種邊緣。另外，邊緣計算之中有一部分是設備，好比在網關領域作邊緣計算，這就涉及到了設備商和芯片廠商的領域了。

現階段邊緣計算的應用場景大約分兩大類，一類是須要在全國各地，甚至全球各地去部署這種分佈式計算資源，典型應用就是CDN內容分發網絡，它其實就是在分佈式節點上去提供內容緩存與轉發。將來在線教育、在線會議和其餘場景也是分佈式互聯網應用的核心場景。另一類就是產業應用，對計算有本地化、低時延的訴求，可能在10千米、百千米範圍內就要完成計算，好比視頻匯聚、智慧園區等等場景。

邊緣節點服務：開放、標準、靈活、易用的邊緣雲操做系統

談到公共雲與邊緣雲的區別以及邊緣雲的主要技術特徵和挑戰，楊敬宇認爲主要有四點。

第一，公共雲與邊緣雲都是大規模，可是規模屬性不一樣。公共雲是中心式的大規模的雲，一般由少許的大資源去構成，而邊緣計算一般是由大量的小節點組成。同時，從技術上來說，公共雲的整個的保障體系、機房、電力、網絡環境和邊緣雲所處環境是不太同樣的，因此邊緣雲與公共雲的建設、資產管理邏輯都有所不一樣，這也是它很是大的一個挑戰。

第二，邊緣雲並非每1個小節點是一朵雲，楊敬宇所認爲的邊緣雲，是上萬個節點或者上百萬的節點組成的一朵雲。因此邊緣雲是須要基於不可靠互聯網的造成集中管理、統一調度的，甚至當邊緣節點出現網絡中斷的時候還可以脫網自治。

第三，邊緣計算要承接物聯網、車聯網各類各樣的網絡鏈接需求，因此邊緣計算要解決如何去作5G網絡分流的問題，包括計算什麼樣的流量須要分流，分流計算完以後又該怎樣錄流，它不是簡單的提供一個計算服務，而是要雲網一體的去提供給客戶去使用。

第四，從客戶的使用方法上來說，以往公共雲你們習慣的方式是：買一個region、幾臺機器，還有一個IP，就會知道它在哪裏。可是邊緣計算若是沿用這樣的形式實際上是可能會是一個災難。

楊敬宇作了個恰當的比喻：實際上，使用邊緣計算就應該像咱們使用電話同樣，當電話的時候我必定會使用一個4G或一個基站，甚至當開車的時候，手機連着基站仍是會不斷髮生變化，可是做爲使用者並不會關心基站在什麼位置，我只是享受了打電話這個服務，我但願服務對我而言是無感的。因此，對於這種大規模邊緣計算基礎設施來說，不是簡單地去賣用戶一個一個節點的計算能力，而須要考慮如何提供給用戶一個在體驗上更加無縫、在成本上有極大幫助的這麼一套計算體系。咱們一直將ENS比喻成一個操做系統，操做系統它的特色就是個人應用程序是基於進程、線程來使用CPU和內存，用戶不用關心這個程序到底在CPU的哪一個核上以及它用哪一個時間片去計算。因此，ENS操做系統要作的就是算力的管理以及算力的無縫使用，這是比公共雲更難處理的一部分。

如上圖所右側示，阿里雲ENS最底層仍然是各類各樣的基礎設施，基於這個基礎設施以及阿里雲的虛擬化、以及在網絡計算存儲安全方面的技術沉澱，在上面造成一個大規模、分佈式的未知未知無感的、屏蔽底下資源差別、規模差別和使用差別的一個邊緣雲操做系統或者邊緣計算平臺。經過能力的開放以及運維聯動，爲上層應用提供了一套更便於使用的基礎設施。

阿里雲是從2017年開始進行技術上的打磨，而且基於遍及全球的CDN節點去改造爲邊緣計算節點，通過2年的發展，在2019年時，阿里雲邊緣計算其實作到了中國300多個地級市的全域覆蓋，將計算的時延控制在10毫秒之內。也就是當用戶去看視頻，可能25幀的視頻須要播放40毫秒，那麼10毫秒就會讓用戶的視覺上毫無換幀的感知，對於雲遊戲、雲桌面等應用，能夠在時延上獲得極大的知足。

邊緣計算的概念近幾年十分火熱，可是各家在理解定義上，包括所實現的技術棧上，仍是存在必定的差距。爲了邊緣計算行業積極良性的發展，阿里雲在行業標準化方面也投入了大量的精力。2018年12月，阿里雲牽頭髮布了邊緣雲白皮書，在行業內首次定義了邊緣雲計算的概念。在2019年9月的雲棲大會上，阿里雲聯合20多家單位對邊緣雲計算的通用技術要求標準進行發佈，同時在12月份，阿里雲也得到了由中國電子技術標準化研究院頒發的首批《邊緣雲標準符合性測試證書》，也意味着阿里雲在推動邊緣雲領域標準化建設上更進一步。

楊敬宇認爲：阿里雲邊緣計算是要構建城市計算，也就是以地級市爲單位的去逐漸部署邊緣雲基礎設施，爲阿里巴巴經濟體與行業客戶的各種應用落實到邊緣雲提供助力，去賦能5G時代萬物智聯的智慧城市生活更快來臨。