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让边云网协同产生质变!「腾讯云」齐玉峰:边缘计算——拓展云的边界,发挥网的优势
亚太CDN产业联盟 | 2021-02-18 13:29
“分布式云”启动新商业引擎,“云原生”引爆亿万级苍穹,“分布式数据及存储”开创未来新篇。
 
2020年12月17日至18日, “Distributed Cloud|2020全球分布式云大会”将在深圳正式拉开帷幕。大会邀请到华为云、腾讯云、阿里云、金山云、浪潮云、蚂蚁集团、政府主管部门、标准制订方、以及深圳TOP200流量主级运营商等云原生、边缘云开发者相关企业共同参与,以推动技术变革,适应时代发展。
 
在12月17日下午举办的“边缘计算”论坛上,腾讯云专家产品经理齐玉峰,围绕边缘计算的价值主张、边缘计算的基础设施、腾讯云边缘计算产品矩阵、边缘应用典型场景等话题,带来了题为“边缘计算——拓展云的边界,发挥网的优势”的精彩演讲。
 
对于一项关键性的技术而言,唯一不变的就是不断地演进,也正因为如此,边缘计算的范围在业内一直以来都没有形成明确的定论。齐玉峰就边缘计算范围发表了自己的看法,他说,从端侧到中心云之间的广泛范围都可以划为边缘计算的领域,这让边缘计算覆盖的范围非常大,想象力和潜力空间同样非常大。如果尝试做再细致的划分,可以将边缘分为三个部分:第一部分在端侧的边缘,第二部分在云的边缘,第三部分是通信网络。
 
边缘计算是在端和云之间融合了网络、计算、存储、应用等核心能力的平台,它的关键驱动力是低时延、大带宽、本地交互、自治能力、安全隐私。
 
为了能够从多维度理解边缘计算,齐玉峰多个角度切入,对边缘计算进行了深入浅出的讲解。首先从运营商的网络角度看边缘计算的范围,可以看到提供计算和数据存储能力的数据中心在最上层,当用户的业务值来到这里需要经过漫长的节点、通过运营商的网络分发,再传输到视频中心处理,而边缘计算所做的是将计算能力下沉到靠近用户的位置,例如城域网的附近;层级高的节点会靠近骨干网,层级低的会靠近下层网络,无论是靠近骨干还是靠近下层网络,都可以把数据处理能力和数据产生的源头拉得更近,降低数据转发的次数,降低时延。
 
从5G发展角度看边缘计算的诉求,5G带来的三大场景,首先是增强宽带的场景预期,用户从4G升级到5G带宽是从十到百的倍率提升,这给带宽带来了巨大的压力。在时延方面,4G以前无线侧的时延是数十到上百秒,5G可以把无线传输时延从数十毫秒降到单位毫秒;骨干传输时延还面临很多问题,举例来说,从深圳ping一个北京的服务器和广州的服务器,到北京的服务的时延会比到广州慢4倍,这说明在官网传输的时延是无法解决的,需要有新的方案来应对。最后是面向物联网大连接的要求,随着5G快速发展,使得中心云接纳海量的应用变得更加具有挑战性,这是也是面向未来在边缘需要迎接的挑战。
 
齐玉峰就上述内容作了一个小结,边缘计算的价值主要体现在以下几方面,首先是就近服务带来的优势,在边缘需要对数据进行高可靠性安全性的服务;其次,是基于高效运维和基础设施建设的能力来提供高可靠性的服务,这也是另外的价值;第三,边缘云可以协同中心云向客户提供服务,这种协同能力是也是边缘计算的价值体现;第四,作为边缘云天然具有云服务的按需使用,弹性应对业务波动的特性价值。在此基础上,齐玉峰认为边缘计算需要低成本高性价比的方案,做出成本优势,这样才能让边缘计算带来核心的价值诉求。
 
从腾讯云团队的角度来讲,他们希望打造一个边缘云、身边的云、触手可及的云,在人和物的端侧产生的数据,在靠近端侧的计算去进行响应和处理,满足极致使用场景的诉求。
 
在纯技术干货的讲解之后,齐玉峰结合腾讯云的基础设施案例,对边缘计算的基础设施进行了介绍。腾讯云的基础设施分为多个层级,第一级是部署在核心城市,如北京、上海、广州、成都的核心节点,核心节点存放海量的服务器,提供全量云的服务,部署百万台服务器,有非常大的规模化优势。要将偏远区域的网络覆盖时延性能做到很优,于是有了第二层数据中心,也就是边缘数据中心,部署在部分省会城市。目前腾讯云部署的边缘服务器数量在几千到上万个服务器之间,可以提供高速的大带宽网络的专线的服务能力。再下一级边缘主要使用的数据中心是OC节点,位置除了在一线城市之外,还会延伸下沉到地级市,提供的机器数量规模相对少一些,但可以在更靠近用户的位置提供计算服务。
 
对于刚才提到的OC节点,齐玉峰说,现在边缘计算主要使用的OC节点,一开始其实是为CDN服务的,因为CDN服务具备平台调度能力,对机房的基础设施以及服务器的建设要求其实并不高。但把边缘计算服务部署到边缘后,业务要求高可靠的服务,就必须要进行优化升级。将OC节点升级改造为边缘一体化中心,腾讯云从架构、建设、运营三个维度来打造高可靠的边缘计算节点,主要体现在:
 
1 优化主机网卡和交换机支持bonding架构。
 
2 使用高性能融合网关TGW,支持业务无感知迁移。
 
3 中心管控异地容灾,避免单点故障。
 
4 流程化常态交付机制,保障新建节点一个月内上线。
 
5 运营评估筛选机制。对机房质量进行指标监控和定期评估,根据运营的质量进行调整更新。
 
在以上几个机制的保证之下,腾讯云的边缘能够提供高可靠稳定性的服务。
 
齐玉峰说,虽然腾讯云在边缘计算的建设起步比较晚,但是今年加大建设的力度,基本完成大陆除西藏外各个省份的覆盖,并且还在进一步扩大下沉建设的规模。
 
介绍完机房设施的建设,齐玉峰分享了腾讯云边缘应用GPU的方案。在边缘侧,人工智能、高清视频、图象处理的诉求越来越多,算法越来越复杂,数据量越来越大,使用X86性能达不到要求,无论是高清视频直播、云游戏或者渲染等都对边缘方面提出了很多诉求,在边缘下沉GPU的算力,GPU的方案提供直通型、虚拟化,直通型可以将GPU直通到虚拟机上,最大程度避免了损耗和性能的影响,对于GPU算力有极高要求可以选择这个场景。GPU虚拟化,可以对于算力精细化调度和成本精细化管理切分,这种方案主要的应用场景是云游戏,通过对主流显卡进行测试,结果平均的编码耗时提升约39%。
 
边缘计算在5G时代将会发挥关键作用,齐玉峰表示5G和边缘的结合是今后主要的关注点。5G提供的UPF下沉在边缘分布的能力,也是值得关注的特性,如果使用运营商的边缘分流方案,可以在运营商的网络当中通过UPF将业务请求分流到数据中心,或者是运营商的数据中心进行处理,使之就近得到服务,从而基于边缘低时延的场景进行更好的处理。
 
5G时代边缘还有更多的可行性,例如QoS的保障,随着5G技术的成熟,相信还会孵化越来越多的不同场景和业务的创新能力。
 
腾讯基于自研的硬件基础设施包括Iaas和PaaS的服务,以及自研的5G网络能力,提出了5G接入+边缘计算整体解决方案,底层是腾讯自研基础,基础之上结合边缘计算管理服务和能力,可以无缝运行云游戏、高清视频以及智能安防的应用场景,为5G边缘计算提供更多的支持。
 
在云边缘提供的边缘服务,自然离不开承接服务的边缘计算产品,齐玉峰紧接着对边缘计算产品矩阵进行了介绍。
 
下层是边缘计算中心部署的计算的资源和能力,包括网络计算GPU和5G的接入,通过腾讯自研的虚拟化方案,可以通过虚拟化的方式提供的计算实例和容器、裸金属等不同的产品服务形态。
 
中间是逻辑层面定义的边缘模块,使得客户能够很方便地批量处理不同区域、不同节点的资源操作,降低操作复杂性,提高处理效率。在此基础上分三方面,首先从算力来讲,提供的产品形态包括CPU/GPU算力、存储等,可以支持用户使用自定义的镜像;在安全方面,支持用户安全管控、接入主机的安全和DDos防护安全。在网络层租户和租户之间的安全性可以保障,在此基础上将VPC的自定义能力开放给用户,对于组网的方案,用户可以使用腾讯提供的能力进行规划。在边缘提供帮助客户搭建高可用的方案,在网络层有SD-WAN开发的边缘网络平台,边缘网络平台设想是基于腾讯云现有的边缘计算节点,可以为用户提供加速、传输和网络优化服务,以给用户提供智能加速为例,用户选择加速策略系统只能配置加速链路,客户还可以基于业务特点自定义构建所需要的加速路径。边缘网络还支持第三方接入。具备自动化网关配置、大报文传输、安全通信等优势。
 
针对物联网终端进行服务,齐玉峰做了简单的概述,对腾讯云物联网边缘计算平台IECP可以对物联网设备的数据进行转化和存储,可以方便加载AI的模型以及模式处理的计算逻辑的处理方式,在端侧利用用户自有资源,或边缘节点计算资源实现边缘计算。例如,使用边缘网关的设备可以完成边缘设备的需求。
 
都说边缘计算普及需要一款“杀手级”的应用,相关案例自然是关注的焦点,齐玉峰就行业遇到的主要客户诉求,分享了几个典型案例:
 
第一,携手在线教育,助力居家抗疫。由于疫情原因,在线教育有了蓬勃发展,腾讯云边缘计算很荣幸地为在线教育和在线办公提供了服务的支持,对于在线教育场景主要是将流跟流的处理能力这些模块部署到边缘节点,包括了边缘计算的节点的内容服务,通过把模块部署在边缘,可以使得老师和学生就近接入到边缘节点实现低时延交互的诉求。对于跨地域的交流,比如老师在国内,学生在国内,通过边缘加速的方案提供稳定可靠的服务,提升体验。
 
第二,携手云桌面,推动在线办公。疫情TV化的在线办公,让很多提供线上办公服务公司遇到了非常好的发展机会。但是对于设计师来说,线上办公却遇到了障碍,设计师需要高配的电脑,在线办公在目前的环境下无法满足他们的诉求。为此,可以把GPU的算力能力部署在边缘,设计师可以选择一台高配的边缘“云电脑”,规避复杂的软件安装过程,直接在云端点击渲染,实时查看渲染效果,提升设计师的工作效率。
 
第三,边缘GPU下沉,构建云游基础。云游戏有两个主流的技术流派,一个是基于图形指令的模型,另一个是基于音视频,后者是目前的主流方案,游戏渲染在云端处理。对云游戏的方案最大的诉求是连接时延保证50毫秒以内,如果时延过高的话玩家的操作信息就无法处理,这对边缘也提出了明显诉求。腾讯云借助于部署在全国各地的边缘节点,利用智能调度能力和服务发现能力,将业务请求放到离用户对近的边缘节点,与此同时结合RTC优化加强弱网体验,在网络波动和异常情况下不影响用户的游戏体验。
 
第四,融合平台技术,创新渲染云化。将底层的GPU算力、边缘的实时算力和中心的算力协同起来,遇到高性能大规模突发的时候可以到中心进行运算,只在边缘做实时化的渲染,通过资源管理的平台将用户请求落到最近的业务节点进行处理,在此基础上结合腾讯云自己的云游戏平台、桌面平台、渲染平台,可以满足用户的诉求。
 
第五,边缘就近服务,加速工业数字化转型。部署在工厂的基础设施有时不可靠,因此可以在边缘给工业用户切分出一个专区,用户可以搭建自己的应用平台,不用再担心基础设施的运维和升级。
 
第六,边缘+5G,无人机送外卖。目前腾讯云正在跟合作伙伴一起对无人机送外卖进行验证。基于5G和4G的无线的覆盖能力和边缘的覆盖能力,借助无人机搭载的AI智能,来实现这一场景。目前这项应用仍处于测试开发阶段,腾讯云将与合作伙伴一道促成这个方案的落地。预计在不久的将来,可以看到很多无人机在日常生活当中出现,把外卖送到家里。
 
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