芯耀
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ICT 領(lǐng)域正在從集中式的云計(jì)算走向分布式的邊緣計(jì)算時(shí)代。
與集中式的云計(jì)算不同，多接入邊緣計(jì)算（MEC）將云端的算力和應(yīng)用下沉到 5G 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，使之更靠近終端 / 數(shù)據(jù)源，可近乎實(shí)時(shí)的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用分發(fā)，并可保障本地?cái)?shù)據(jù)的安全性和隱私性，從而可使能 VR/AR、云游戲、智能制造、遠(yuǎn)程控制、車聯(lián)網(wǎng)等 5G 時(shí)代的大量新興應(yīng)用；同時(shí)，終端的計(jì)算能力也可上移到邊緣云，從而減少終端的算力要求，降低終端成本，更易于實(shí)現(xiàn)應(yīng)用普及。
這種分布式的 MEC 邊緣云架構(gòu)首次實(shí)現(xiàn)了“云 - 網(wǎng) - 邊 - 端 - 業(yè)”融合，史無前例地為運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部管道注入了算力、應(yīng)用和平臺(tái)能力，給運(yùn)營(yíng)商帶來了無限的商業(yè)機(jī)會(huì)，也是推動(dòng)千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的引擎。
為此，全球領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商均將 MEC 邊緣云列為重要戰(zhàn)略并積極布局搶先機(jī)。中國(guó)聯(lián)通就是其中的先行者。
作為最早規(guī)劃建設(shè) MEC 平臺(tái)的電信運(yùn)營(yíng)商，中國(guó)聯(lián)通早在 2017 年就率先制定了 MEC 部署策略與演進(jìn)規(guī)劃，2018 年自主設(shè)計(jì)了符合中國(guó)聯(lián)通特點(diǎn)的 MEC 平臺(tái)架構(gòu)，2019 年完成了邊緣業(yè)務(wù)平臺(tái)建設(shè)，2020 年實(shí)現(xiàn)了 MEC 平臺(tái)與 BSS 域和 OSS 域全方位貫通，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)商用。
2020 年 4 月 29 日，中國(guó)聯(lián)通發(fā)布首張 MEC 邊緣云規(guī)模商用網(wǎng)絡(luò)，面向業(yè)界集中展示了國(guó)際領(lǐng)先的 MEC 邊緣云網(wǎng)絡(luò)及平臺(tái)能力。
在 MEC 平臺(tái)商用和規(guī)模部署后，2020 年 6 月 28 日，為了進(jìn)一步擴(kuò)大生態(tài)合作，加速邊緣應(yīng)用開發(fā)，中國(guó)聯(lián)通聯(lián)合英特爾，繼 2019 年聯(lián)合發(fā)起了“MEC 邊緣云業(yè)務(wù)開發(fā)者訓(xùn)練營(yíng)”活動(dòng)后，再度開展“中國(guó)聯(lián)通&英特爾 MEC 開發(fā)者研討會(huì)”。
在本次研討會(huì)上，中國(guó)聯(lián)通和英特爾的專家們對(duì)中國(guó)聯(lián)通 MEC 生態(tài)應(yīng)用開發(fā)實(shí)踐進(jìn)行了詳細(xì)解讀。
領(lǐng)先的體系架構(gòu)
中國(guó)聯(lián)通結(jié)合自身實(shí)踐總結(jié)，以“源于標(biāo)準(zhǔn)，高于標(biāo)準(zhǔn)”的設(shè)計(jì)理念，在 3GPP 和 ETSI 標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行擴(kuò)展和增強(qiáng)，部署了國(guó)際領(lǐng)先的 MEC 邊緣云架構(gòu)和平臺(tái)。
中國(guó)聯(lián)通邊緣云整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為三大層級(jí)，分別為全網(wǎng)中心節(jié)點(diǎn)、區(qū)域中心 / 省節(jié)點(diǎn)和本地邊緣節(jié)點(diǎn)。
MEAO（邊緣平臺(tái)編排器）全國(guó)統(tǒng)一集中部署在核心數(shù)據(jù)中心，北向?qū)舆\(yùn)營(yíng)管理平臺(tái) OSS/BSS，南向?qū)Ω鱾€(gè)區(qū)域的 MEPM 進(jìn)行調(diào)度，負(fù)責(zé)全局統(tǒng)一調(diào)度。
MEPM（邊緣平臺(tái)管理器）部署在各省的區(qū)域中心機(jī)房，是 MEAO 調(diào)度能力的實(shí)際載體，具備區(qū)域自治能力，支持邊緣 IaaS、CaaS、VAS 和應(yīng)用的生命周期管理，ISV 接入管理等，支撐區(qū)域運(yùn)維人員進(jìn)行域內(nèi)所有邊緣數(shù)據(jù)中心的管理。
再往下是廣泛分布的邊緣節(jié)點(diǎn)，其包含了邊緣云基礎(chǔ)底座 ME_ICT-IaaS，負(fù)責(zé)流量控制和分發(fā)等功能的邊緣節(jié)點(diǎn)平臺(tái) MEP，以及向邊緣應(yīng)用開放關(guān)鍵 IT 和 CT 能力的 ME-VAS（邊緣增值服務(wù)）。
對(duì)于大量的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)邊緣節(jié)點(diǎn)，中國(guó)聯(lián)通為客戶提供了 EdgePOD 等一體化標(biāo)準(zhǔn)解決方案，可靈活按照客戶需 求提供各種定制化的軟硬件產(chǎn)品。
EdgePOD 集成了基于英特爾至強(qiáng)?可擴(kuò)展處理器、傲騰持久內(nèi)存、英特爾以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)適配器等產(chǎn)品的服務(wù)器，能夠以更強(qiáng)的處理能力、存儲(chǔ)能力和更快的數(shù)據(jù)傳輸能力應(yīng)對(duì)持續(xù)提升的數(shù)據(jù)傳輸容量給邊緣節(jié)點(diǎn)帶來的挑戰(zhàn)，還可針對(duì)不同的邊緣節(jié)點(diǎn)環(huán)境和業(yè)務(wù)需求，靈活提供部署方案。
基于以上架構(gòu)，中國(guó)聯(lián)通 MEC 邊緣云平臺(tái)可對(duì)成千上萬(wàn)個(gè)廣泛分布的邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行資源整體調(diào)度和統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)“一點(diǎn)創(chuàng)新，全國(guó)復(fù)制”。
開放的平臺(tái)布局
除了領(lǐng)先的架構(gòu)體系，還需要開放的平臺(tái)，以建設(shè)強(qiáng)大的邊緣生態(tài)。中國(guó)聯(lián)通 MEC 邊緣云平臺(tái)秉承三個(gè)開放理念：能力開放、技術(shù)開放和工具開放，讓開發(fā)者更方便的開發(fā)應(yīng)用，讓更多的應(yīng)用無縫嵌入邊緣平臺(tái)。
相比云計(jì)算環(huán)境，邊緣計(jì)算要復(fù)雜很多，它是 IT、CT 和垂直行業(yè)的融合，涵蓋了無線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)、4G、5G 等多種 CT 制式，也包含不同的處理器、操作系統(tǒng)、虛機(jī)環(huán)境等，這對(duì)于以往習(xí)慣于在云端進(jìn)行開發(fā)的開發(fā)者來說不太友好，可能會(huì)導(dǎo)致邊緣應(yīng)用從開發(fā)到實(shí)際部署上線需花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，甚至可能會(huì)出現(xiàn)多次開發(fā)的問題。
為了讓服務(wù)提供商和開發(fā)者能夠在任意邊緣節(jié)點(diǎn)上簡(jiǎn)便的構(gòu)建部署應(yīng)用或從云端遷移應(yīng)用，聯(lián)通邊緣平臺(tái)參考了英特爾開源軟件套件 OpenNESS，其運(yùn)行于通用服務(wù)器架構(gòu)的平臺(tái)之上，支持 VM、 container 的等多種環(huán)境，能向開發(fā)人員隱藏網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，還提供了豐富的優(yōu)化工具及套件。
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比如拓?fù)涔芾恚═opology Manager）和 TAS（Telemetry Aware Scheduler）微服務(wù)。
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目前多 socket 服務(wù)器都采用 NUMA 架構(gòu)，在這種架構(gòu)下，每個(gè) Socket 的 CPU 與相近的內(nèi)存、網(wǎng)卡組成一個(gè) NUMA Node，如果沒有拓?fù)涔芾恚赡軙?huì)出現(xiàn)應(yīng)用程序被分配在 NUMA Node 1 上，而網(wǎng)卡和內(nèi)存位于 NUMA Node 2 上，從而導(dǎo)致訪問速度變慢，性能下降。而通過拓?fù)涔芾砦⒎?wù)，可以讓應(yīng)用跑在同一個(gè) NUMA Node 里，從而實(shí)現(xiàn)性能最優(yōu)。
TAS 通過搜集維護(hù)數(shù)據(jù)和參數(shù)等信息可實(shí)現(xiàn)更智能的負(fù)載分配和調(diào)度，讓負(fù)載運(yùn)行在最合適的節(jié)點(diǎn)。比如，TAS 實(shí)時(shí)檢測(cè)到節(jié)點(diǎn) A 異常，并且同時(shí)判斷節(jié)點(diǎn) B 可以增加工作負(fù)載，就迅速地將高價(jià)值應(yīng)用遷移到節(jié)點(diǎn) B，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶幾乎無感知的無縫業(yè)務(wù)遷移。
再比如 SVT 和 OpenVINO。
隨著高清視頻直播、視頻監(jiān)控、VR、云游戲等云視頻應(yīng)用興起，云端編碼成為一項(xiàng)關(guān)鍵使能技術(shù)。編碼需要在最短的時(shí)間內(nèi)將內(nèi)容壓縮，且要求不能顯著影響圖像或者視頻的質(zhì)量。目前業(yè)界已經(jīng)開發(fā)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)較高的壓縮效率，但符合這些標(biāo)準(zhǔn)的編碼器卻非常復(fù)雜，往往需要消耗大量的計(jì)算和內(nèi)存資源，成本高昂。
針對(duì)這樣的情況，英特爾推出了基于軟件的視頻編碼技術(shù)——SVT（Scalable Video Technology，可擴(kuò)展視頻技術(shù)），其主要通過自身的架構(gòu)算法和對(duì)英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器的特定優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)，可將圖像分割成多個(gè) segment 進(jìn)行并行處理，既能提升效率，也不會(huì)損失圖像質(zhì)量。通過 SVT 編碼、邊緣 CDN 和 5G 網(wǎng)絡(luò)，英特爾與中國(guó)聯(lián)通成功展示了 360 度 VR 直播業(yè)務(wù)，可以將遠(yuǎn)在北京的冬奧展覽館實(shí)時(shí)呈現(xiàn)給上海的觀眾。
除了視頻，另外一個(gè)備受關(guān)注的邊緣業(yè)務(wù)就是 AI 了。眾所周知，深度學(xué)習(xí)將帶來大量的新機(jī)遇和應(yīng)用，但實(shí)際部署仍然面臨不少難題。通常，深度學(xué)習(xí)的訓(xùn)練（Training）是在數(shù)據(jù)中心環(huán)境下完成的，推理（Inference）則部署在各種平臺(tái)上，這容易出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象。此外，還面臨多種編程語(yǔ)言、不同的操作系統(tǒng)類型、不同應(yīng)用需求，以及硬件和軟件之間的專用 API 等復(fù)雜性問題。
針對(duì)這些問題，英特爾推出了一套高性能的面向深度學(xué)習(xí)的工具套件——OpenVINO，其支持英特爾的多種硬件平臺(tái)，包括 CPU、GPU、VPU、FPGA 等，提供的工具包能助力高效部署深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推斷模型，加速?gòu)倪吘壍皆贫说纳疃葘W(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用。
總的來說，中國(guó)聯(lián)通與英特爾在技術(shù)上的合作覆蓋了從底層硬件到上層 CT 和 IT 增值業(yè)務(wù)開發(fā)，以及軟件平臺(tái)的參考設(shè)計(jì)、性能優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn) API 定義等，以打造統(tǒng)一、開放、靈活、簡(jiǎn)單的 MEC 邊緣云平臺(tái)，讓合作伙伴和開發(fā)者可以快速部署和上線應(yīng)用。
共創(chuàng)共贏生態(tài)
有了領(lǐng)先的架構(gòu)，有了開放的平臺(tái)，接下來就是生態(tài)建設(shè)。在邊緣云生態(tài)體系規(guī)劃上，中國(guó)聯(lián)通以平臺(tái)布局、生態(tài)引入、聯(lián)合保障和收益共贏四大步驟，為合作伙伴提供產(chǎn)品孵化到推廣落地的商業(yè)閉環(huán)，以共同推動(dòng)邊緣應(yīng)用枝繁葉茂，共贏 MEC 生態(tài)。
在生態(tài)引入方面，首先，中國(guó)聯(lián)通建設(shè)了 MEC 實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室是全國(guó)唯一具備 5G MEC 應(yīng)用端到端測(cè)試、5G 切片端到端業(yè)務(wù)驗(yàn)證、基于 NSA/SA 的 MEC 分流架構(gòu)驗(yàn)證等能力的全功能實(shí)驗(yàn)室，為合作伙伴提供了最佳的測(cè)試環(huán)境；其次，除了內(nèi)部孵化創(chuàng)新，中國(guó)聯(lián)通也將從外界引入生態(tài)，包括百度、阿里、騰訊等公有云合作伙伴，美的、富士康、三一重工、徐工集團(tuán)等工業(yè)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，也包括創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和高校團(tuán)隊(duì)等，還包括 RedHatMarketPlace、Docker Hub 等開源社區(qū)生態(tài)。
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那么怎樣將這些生態(tài)引入中國(guó)聯(lián)通的邊緣平臺(tái)呢？主要有兩種方式：一是應(yīng)用包一鍵上架，其將傳統(tǒng)應(yīng)用一鍵轉(zhuǎn)換為邊緣應(yīng)用包，然后再選擇區(qū)域進(jìn)行推廣；二是支持開發(fā)者從源碼孵化邊緣應(yīng)用，開發(fā)者可以在平臺(tái)上選擇各種開源的開發(fā)框架，可通過 API 調(diào)用 IT 和 CT 能力。
為了持續(xù)維護(hù)生態(tài)價(jià)值，中國(guó)聯(lián)通 MEC 邊緣云平臺(tái)還提供運(yùn)營(yíng)監(jiān)控、運(yùn)維監(jiān)控、合作聯(lián)合運(yùn)維派單、合作運(yùn)維統(tǒng)一響應(yīng)等，支持生態(tài)上線之后的聯(lián)合保障和業(yè)務(wù)支持，確保應(yīng)用的落地和需求反饋回路。運(yùn)營(yíng)監(jiān)控可對(duì)全國(guó) MEC 資源整體可管、可控、可視；運(yùn)維監(jiān)控可以實(shí)時(shí)監(jiān)控異常告警、業(yè)務(wù)狀態(tài)、CUP/ 內(nèi)存等各種資源，方便運(yùn)維人員排查故障；聯(lián)合運(yùn)維派單可自動(dòng)派發(fā)工單給聯(lián)通和合作伙伴的業(yè)務(wù)人員；合作運(yùn)維統(tǒng)一響應(yīng)可方便客戶登錄相關(guān)網(wǎng)站向聯(lián)通客服投訴和反饋問題。
中國(guó)聯(lián)通還將遵循“開放能力、孵化創(chuàng)新、規(guī)模復(fù)制、收益分成”的原則，向 MEC 邊緣業(yè)務(wù)開發(fā)者提供豐富的市場(chǎng)回報(bào)。依托于聯(lián)通 5G 現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境及 MEC 業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行應(yīng)用部署，未來在全國(guó)上萬(wàn)個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)一鍵式自動(dòng)開通；可獲得聯(lián)通 31 省銷售渠道資源的賦能，全國(guó)超過 60000 營(yíng)銷隊(duì)伍聯(lián)合進(jìn)行 MEC 業(yè)務(wù)產(chǎn)品的推廣，成單后可進(jìn)行收益分成；對(duì)于提供優(yōu)質(zhì)邊緣應(yīng)用的企業(yè)，聯(lián)通將引入“百億 5G 應(yīng)用創(chuàng)投資金”進(jìn)行扶持，在資本推助下加速產(chǎn)品孵化；對(duì)于成功認(rèn)證上線的應(yīng)用，將入圍中國(guó)聯(lián)通 MEC 供應(yīng)商名單；還可獲得在聯(lián)通官網(wǎng)和各大媒體上進(jìn)行宣傳曝光的機(jī)會(huì)，以及聯(lián)通&英特爾在人工智能（OpenVINO）、視頻處理（SVT）、高性能網(wǎng)絡(luò)（DPDK/SRIOV）等方面的技術(shù)支持。
2020 年，5G 規(guī)模商用部署已開始。MEC 是 5G 使能千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵引擎，也是運(yùn)營(yíng)商從管道經(jīng)營(yíng)向信息化服務(wù)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵抓手。5G 新基建，制勝在邊緣。中國(guó)聯(lián)通正以領(lǐng)先領(lǐng)跑的姿態(tài)布局邊緣云，共筑新生態(tài)。
