深耕邊緣計算 揭祕阿里雲邊緣雲網一體化的技術實踐

簡介： 過去兩年，5G和邊緣計算技術做爲一種新型基礎設施受到產學研用各界的普遍關注，何種超級應用場景會隨之出現並率先獲得規模化應用，成爲產業最熱議的話題。「應用的規模化必定與5G與邊緣計算的技術特性強相關。」在2020雲棲大會邊緣計算技術應用創新專場上，阿里雲資深技術專家楊敬宇表示。

過去兩年，5G和邊緣計算技術做爲一種新型基礎設施受到產學研用各界的普遍關注，何種超級應用場景會隨之出現並率先獲得規模化應用，成爲產業最熱議的話題。「應用的規模化必定與5G與邊緣計算的技術特性強相關。」在2020雲棲大會邊緣計算技術應用創新專場上，阿里雲資深技術專家楊敬宇表示。

消費和產業視頻場景 雙輪驅動邊緣計算

與3G、4G相比，5G突出的技術特性是大帶寬，大鏈接，低時延高可靠，核心網支持雲上部署，同時支持網絡切片和終端流量邊緣分流，原生適合部署邊緣計算（MEC）。在這樣技術特徵之下的5G時代，視頻體驗的升級將率先被激活。沒有了網速的束縛，視頻消費體驗與產業應用的進程將迎來躍進式發展。

在消費側，更高清、大容量、交互式的視頻媒體形式將快速得以應用，4K/8K超高清視頻、VR/AR沉浸式體驗、3A大做的超真實雲遊戲等走進大衆生活；在產業側，視頻數據在交通、教育、新零售、工業、城市治理等各個行業的應用加速規模化落地。

5G將是一個基於交互式視頻、高清視頻的時代，在這個時代，視頻的大帶寬、低延時的特色給雲計算基礎設施提出了新的挑戰，如何讓計算在邊緣和中心結構化分佈、以體驗爲基礎進行應用計算架構設計、最大化下降核心網的傳輸成本，是5G時代每一個場景都須要去思考和解決的問題。

楊敬宇認爲：做爲5G的孿生技術，邊緣計算具有節點數量多、分佈普遍、距離終端更近、訪問延時低、彈性伸縮等特色，是應對視頻大規模應用的最佳解決方案，能夠普遍適配當下各個行業海量視頻數據的計算和分發需求。

CDN on ENS：一路進階的阿里雲邊緣計算

邊緣節點服務（ENS）是阿里雲在2017開始研發的一款邊緣計算產品，基於全球2800多個CDN節點，阿里雲逐步將CDN節點設施進行技術升級，經過CDN跑在ENS上，阿里雲邊緣設施從加速型業務逐步向邊緣雲網一體化服務演進。目前，阿里雲邊緣計算已經實現了300+節點在全國省會城市以及熱門地區三線城市的全域覆蓋，將計算的時延控制在10毫秒之內。

一年前的2019杭州雲棲大會上，阿里雲曾定義邊緣計算爲城市計算，其核心理念就是以城市爲單位逐步部署ENS節點，並與阿里公共雲基礎設施和生態應用打通，側重提供本地消費應用和產業計算服務。一年後的今天，阿里雲CDN系統、RTC系統、城市物聯網、工業互聯網平臺、雲遊戲、雲桌面以及達摩院的視覺計算平臺等一批PaaS平臺及應用已經平滑地部署和運行在ENS之上。

楊敬宇在演講中分享道：目前，ENS已經具有多種計算形態（虛機、容器、安全容器、數字孿生計算）、多種存儲服務（高可用塊存儲、文件存儲、邊緣視圖緩存、CDN緩存）、多種網絡服務（互聯網IP、VPC網絡、互聯網IP+VPC混合網絡）以及融合安全（節點安全、網絡安全、系統安全）等全方位能力，繼承了阿里雲自主知識產權的飛天系統的不少優秀技術特性。

此外，ENS不只在安全性、可靠性方面完整繼承中心雲的特徵，並且能夠根據須要隨時進行生產和擴容。在應用層，基於垂直化場景對節點的計算能力進行調度，CDN負責分發，RTC系統提供業界領先的音視頻能力。在邊緣，大量部署視頻直播點播PaaS平臺，使流量的成本降到最低。這套體系和中心雲、飛天IoT操做系統進行有效協同，實現了雲-邊-端的完整計算體系和框架，提供了阿里雲無所不在的計算能力，能夠普遍應用到各類場景中。

聚焦雲網一體化 ENS基礎設施全面升級

邊緣計算做爲中心雲計算的延伸，自然具備分散部署、廣域覆蓋、環境複雜等特性，也正由於這些特性，邊緣計算和邊緣網絡必須造成雲網一體才能讓計算變得更靈活，適用於更多的應用場景。會上，楊敬宇介紹了阿里雲邊緣計算雲網一體化基礎技術研究的兩個方向。

協同網絡：優化節點、中心雲與終端網絡的數據互通

基於普遍的節點能力，阿里雲構建了ENS協同網絡，實現了終端-邊緣、邊緣-邊緣、邊緣-中心的一體化協同，爲上層業務應用屏蔽複雜的網絡環境，爲邊緣計算、中心計算之間提供優質、安全的網絡鏈接能力，提高數據互通效率。

例如，在線教育，網絡直播等諸多應用場景中都存在節點間實例內部數據交互、與中心雲及終端園區網絡的實例數據互通需求，ENS的協同網絡基於邊緣組網、安全加速與網絡切片三大技術特徵，幫助上述場景完美應對挑戰。其中，邊緣組網能夠根據自身需求將邊緣節點間的實例私網打通，造成可軟件定義的VPC網絡；安全加速具有多徑加速功能，同時經過隧道技術實現了承載網的信息安全，有效抗擊節點間的互聯網、網絡抖動和跨網等問題；網絡切片則是ENS提供一種軟件定義的專網服務，有效保障通訊質量，將來當5G網絡切片服務開放後，ENS切片網絡能夠跟5G切片服務打通，最終爲客戶提供端到端的網絡切片服務。

協同計算：爲終端數字孿生計算場景提供簡單易用的邊緣雲

隨着5G和邊緣計算等新技術逐步解決了傳輸帶寬，傳輸時延等技術問題，終端的計算雲化就成爲一種可能。楊敬宇表示：將來的新型終端將主要用於物理世界到數字世界的信息轉換，鍵鼠、顯示器等傳統的人機交互功能都屬於這一範疇，終端會朝3D感知、沉浸式體驗方向進一步發展。而每一個物理終端在數字世界都會建立數字孿生計算體，用於完成終端的計算部分。

ENS協同計算爲終端數字孿生計算場景而生，雲遊戲雲桌面PaaS平臺只需在ENS上對應註冊建立一個數字孿生計算體，並與物理終端的身份ID進行配對後，便可實現與手機使用基站類似的體驗，完成就近的孿生計算服務，無需關心數字孿生體具體部署在哪裏，這一切都由ENS來完成。

ENS協同網絡與協同計算能力，能夠解決雲邊端及邊緣節點間的系統協同問題，使用戶免於部署和維護複雜的分佈式計算設施，實現真正的簡單易用。

深耕城市場景 邊緣計算+城市應用正當時

依託阿里巴巴豐富的生態應用優點，阿里雲邊緣計算不斷探索和試點，已經在新交通、傳媒、教育、家庭娛樂、生產製造等多個本地化城市場景中有了很好的落地實踐。

在智慧交通領域，阿里雲邊緣計算疊加AI能力，爲甘肅公交建集團搭建了智慧高速系統，實現高速視頻的點播、直播，智能檢測、數據可視化，讓交通視頻就近上雲處理，視頻延時下降到10毫秒級，交通事件視頻AI計算響應時間提高70%，讓公路安全事件處理效率提高80%，真正作到了交通全域態勢感知，讓高速更加智慧，服務水平獲得了極大的提高。

在車聯網領域，阿里雲邊緣計算爲首汽約車提供實時視頻流、編解碼、音頻回傳轉碼、直播轉發、圖片抓取等業務的就近分發與調度，大幅減小資源消耗，提高AI業務效費比，利用自然的地域可靠性優點，不只能支撐車路協同、車聯網等業務迅速落地，同時是發揮5G下V2X應用的最佳選擇，打通決策、感知、分析鏈路。

在新零售領域，阿里雲邊緣計算與盒馬聯合打造了新零售視頻大數據系統，使得盒立刻雲建設成本下降了50%以上，提高門店管理效率，同時讓消費者享受更便捷的購物環境，助力新零售行業數字化升級。

在教育領域，阿里雲邊緣計算和好將來共建智慧教室、智慧課堂，數萬路教育視頻聯網快速上雲，系統搭建週期縮短至2天之內，快速實現教育場景的互聯網數字化應用升級，在疫情期間支持‘停課不停學’，全面提高教育領域的授課覆蓋率和課堂效率。

在廣電傳媒領域，華數傳媒以阿里雲邊緣節點服務（ENS）爲平臺底座，打造了一張全國廣電的內網CDN，進行靈活擴容和便捷運維，同時基於ENS邊緣直播轉碼能力優化流媒體直播體驗。此外，依託ENS的邊緣算力、邊緣存儲能力，華數傳媒與阿里雲協同組建智慧廣電城市雲，將爲智慧社區、智慧園區、市政管理、智慧校園等應用提供城市級雲基礎設施。

在IoT智能終端領域，天貓精靈基於阿里雲邊緣計算節點的終端雲化能力，經過毫秒級實時鏈接，將終端本地應用遷移至阿里雲邊緣雲端，實現了更低的終端硬件成本、更豐富的雲應用種類、更平滑的用戶體驗，加速打造泛娛樂應用生態。

除此以外，阿里雲也在智慧工地、明廚亮竈、家庭娛樂、雲遊戲等垂直領域拓展了諸多5G邊緣計算的應用創新。楊敬宇表示：將來，阿里雲將繼續以城市爲單位，加速部署邊緣雲基礎設施，打造離用戶更近的計算，爲城市計算的應用場景賦能，攜手產業夥伴共同迎接數智經濟時代的到來。