阿里雲李克:邊緣雲技術發展與實踐

jackson_wang發表於2021-12-16

備受關注的2021全球分散式雲大會·深圳站於12月15日隆重召開,分散式雲是2021年全球十大重要戰略科技趨勢之一,利用分散式架構技術創新,連線邊緣節點、私有云和公有云的閒置資源組成分散式混合雲發展潛力無限。在12月15日下午舉辦的邊緣計算論壇上,阿里雲資深技術專家李克為我們帶來了《阿里雲邊緣雲技術發展》為題的精彩演講,分享阿里雲在邊緣雲技術方面的沉澱、探索和實踐,如何為行業提供廣覆蓋、低成本、高可靠的邊緣基礎設施。

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7年磨礪:阿里雲邊緣雲的技術積累和沉澱

李克首先介紹了阿里雲邊緣雲技術發展的情況,自2017年阿里雲戰略佈局邊緣計算技術領域起,阿里雲作為國內領先CDN服務商,在智慧排程、拓樸感知、故障逃逸、分散式管控、自動化的裝機運維配置等技術方面有深厚的沉澱,結合阿里雲飛天作業系統的小型化、融合計算能力以及強大網路的多點協同能力,實現從CDN向邊緣雲的產品形態演進。歷時7年建設了2800+全球節點,完成了阿里雲邊緣雲的技術積累,為邊緣雲商業化打下了殷實基礎,在IaaS的底層上,打造一些通用的PaaS能力,來進行更好的業務場景支援,比如雲原生平臺、檢視計算平臺、全球互動通訊網路等。同時阿里雲邊緣雲已積累100+篇專利,釋出國內首部《邊緣雲端計算技術及標準化》白皮書,牽頭國內首個邊緣雲國標立項,參與制定團標《資訊科技 雲端計算 邊緣雲端計算通用技術要求》和行標《邊緣雲服務信任能力要求》。

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全面升級:阿里雲邊緣雲技術形態

阿里雲邊緣雲是依託於阿里雲CDN強大的節點網路和長期的技術積累沉澱的基礎上進行的產品和技術演進。面對2800+邊緣雲節點,百萬級POD例項超大規模應用的挑戰,在服務客戶過程中沉澱了智慧排程、拓樸感知、故障逃逸、分散式管控、自動化的裝機運維配置、多點協同等關鍵技術能力,實現邊緣雲ENS的高穩定和高可用。李克提出,全新升級的邊緣雲技術形態具備計算和網路的兩大新特徵 :

新算力,數字孿生與物理終端的協同計算

阿里邊緣雲,透過對邊緣算力的排程,基於物理終端接入位置、邊緣節點位置和算力狀態,進行邊緣算力與物理終端的匹配和協同排程,在保證業務低延時響應的同時,實現終端對邊緣節點算力的位置無感。面向雲應用、雲終端、雲手機等場景,實現部署在阿里邊緣雲的虛擬裝置或算力單元,與物理終端側的系統或應用,以及使用者的操作,實現計算協同。透過邊緣云為終端處理,提供充沛的低延時、彈性算力支撐,讓使用者擁有與裝置本地操作一致的業務體驗。

比如某客戶的流量模型出現變化的時候,是需要能夠快速感知的,是正常的業務突增,還是由於攻擊帶來的異常,又如在雲遊戲的場景,客戶的操作在端上,而遊戲的渲染在雲上,邊緣節點的低延遲,可以讓使用者感覺不到雲遊戲操作的差異;

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新網路,基於分散式節點的多邊協同網路

阿里邊緣雲海量的邊緣節點構建了一張無處不在的傳輸網,實現了終端-邊緣、邊緣-邊緣、邊緣-中心的一體化協同,為邊緣計算、中心計算之間提供優質、安全的網路傳輸能力。同時透過網路切片進行更精細化的網路管理,能夠針對不同業務,提供不同QoS的服務保障。

比如互動直播和下載對時延就有不同的要求,可以認為是一張可程式設計的網路在不同業務之間進行復用,並且有不同的傳輸保障。接下來在5G快速發展過程中,邊緣雲也必須與電信運營商緊密合作,基於運營商的MEC、5G切片等核心能力,構建‘雲-邊-端’ 一體的融合網路。

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應用落地:成熟的商業化技術應用場景

李克透過3個具體場景講解了阿里雲邊緣雲在實踐中如何解決的業務痛點:

CDN on ENS

為將CDN業務基於容器來部署需要將CDN業務雲化,涉及的技術難點主要體現在架構、穩定性、成本和效能方面,基於雲原生平臺部署CDN之後,獲得了非常好的收益:

  • 隔離性

透過網路和應用程式的隔離,不同使用者之間互不干擾,對應的釋出比較靈活,業務出問題時候的爆炸半徑也比較小;

  • 彈性

可隨時申請和釋放,不用走線下的節點建設,能夠很好的應對業務突發的場景;

  • 成本最佳化

相當於不同業務之間進行削峰填谷,提升了資源的複用性,所有的資源都是按需使用,更好地控制好水位和成本;

  • 創新性

對傳統的CDN進行了升級,除了傳輸之外,還可以升級成可計算CDN,比如可以提前預載入一些內容,一些瀏覽器的處理放到CDN邊緣節點,充分利用節點能力。

目前CDN on ENS改造已在規模化部署,新建的節點都是基於容器交付,阿里雲計劃在未來一年半時間內完成全量節點的CDN on ENS切換。

影子裝置+邊緣雲,提升瘦終端服務能力

終端上雲的場景,如在機頂盒場景裡面存在大量的老舊裝置,這些裝置如果不進行升級是很難執行起來最新的智慧應用,難以實現留存使用者和發展新業務的目標。這需要進行算力的上移,透過ENS的雲化層和應用託管層,能夠在終端和邊緣節點之間建立起對映,客戶的操作透過控制指令傳送到影子裝置,再透過流化技術輸出到裝置端,這項技術的價值體現在:

  • 對於終端客戶來講,可以用較低效能的機頂盒或者手機體驗到最新的應用或者遊戲;
  • 對於內容提供方來說,可以更快的進行應用的升級迭代和驗證;
  • 對於雲端計算廠商來說,可以持續打磨邊緣ENS平臺,以及實現資源在不同業務場景的複用。

目前這種業務已經在廣電客戶中大規模應用,有效幫助客戶實現降本和提效。

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5G+邊緣雲,實現自由視角線上直播

邊緣雲和5G結合的創新實踐場景落地,在CUBA的全明星賽中,透過邊緣雲端計算資源和5G的大頻寬能力結合,實現了直播時視角的自由拖拽。但由於解析度和計算能力的需求,只有高階機型才可投放,嚴重限制了終端使用者的覆蓋情況;隨著使用者視角角度增大和清晰度提升,現有線上投放自由視角影片,會產生一定的卡頓現象,透過引入邊緣雲,影片流可以在邊緣節點上進行加工和渲染,透過5G的低延遲結合達到極致的使用者體驗。

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今年是阿里雲邊緣雲商業化的第四年,阿里雲不斷挖掘邊緣雲端計算在垂直領域中的場景化應用,推動各行業應用架構升級。目前,阿里雲邊緣雲已經在新零售、交通、教育、家庭娛樂、生產製造等多個場景中有了很好的落地實踐,從客戶群體上來講,會越來越多和非網際網路接觸,特別是工業、製造、能源等有機房雲化和業務數字化需求的場景。

在構建生態上,李克希望透過一套完整的生態,能夠支撐各行各業的邊緣落地。一方面,阿里雲會積極擁抱雲原生,透過k8s等實現業務在不同平臺之間的靈活切換,讓業務更加規範和方便的使用邊緣雲端計算的能力;另一方面會和資源提供方做好生態合作,制定資源的對接標準,除了自建節點,未來還有大量的合作節點,以及第三方節點。

在應用場景上,除了之前的計算儲存網路之外,也希望推出更多的中介軟體產品,使越來越多的能力沉澱到邊緣雲上,能夠滿足邊緣的新的業務場景。

演講最後,李克表達了面向未來的憧憬:我們的願景是希望邊緣雲能夠成為新的基礎設施,實現各行各業的數字化轉型。阿里雲希望能和更多的行業合作伙伴一起,透過產品、技術、資源的深度融合,提供豐富的邊緣能力,支撐邊緣應用場景應用,為客戶持續創造價值。


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