中國移動研究院李鍇：敢問"邊緣云"路在何方
眾多的云環境明明在一個世界里，卻又仿佛被平行宇宙緊緊鎖住，不停的尋找但又在不停的錯過，在不知不覺間總是茫然的問路在何方，幸好，“邊緣云”恰到好處的出現在正確時間，路在腳下，等待綻放的燦爛。
抬起頭就覺得世界很大，笑看邊緣云應運而生
IT領域堪稱是新概念、新技術的斗獸場。隨著新型IT技術對傳統行業的滲透越來越深入，傳統企業也逐漸被IT互聯網行業帶入了群魔亂舞，他們早已不再是旁觀者，在自發上演的電影中，時刻準備著成為主角，也必須在整個過程中淡然處之。
試想虛擬化、容器、云計算、微服務、區塊鏈等技術撲面而來，直教人“亂花漸欲迷人眼”。在技術革新和需求的不斷涌現中，推動著文明時代向前發展。架構模型也在不斷的劃舊謀新，基礎架構從自建機房到托管設備再到云計算，應用從最早的單體模型到MVC分層模型再到微服務架構模型，程序的運行承載方式也從物理機到虛擬機和容器方面轉變。整個演變過程如摧古拉朽一般，還未曾仔細端詳你容顏，就變成匆匆過客，在唏噓中感嘆短短幾年便已是滄海桑田。
云計算在人們的注目歡呼中應運而生。云的出現，能夠滿足支撐更多的接入用戶，不斷變化的生產力需求，同時又可以節省采購設備和軟件的成本，頗有“葵花在手，江山我有”的膽識和自信。云利用規模優勢打開了水龍頭取水，著實讓客戶幸福的只需要交水費這么簡單，苦活累活可以不顧一切的甩給云計算廠商解決。此時的云就是蜜月期中你眼中永遠的TA，但最美的承諾總是因為太年輕，轉折的故事每天都在上演，前進的巨輪推動人類走入一個永遠不會干涸的欲望海洋，隨時都可能掀起波濤和巨浪。
當高清視頻、智慧城市、智能制造等需求風靡云涌，無人機、AR/VR、工業機器人也都蓄勢待發之時，正所謂天下大勢，合久必分，分久必合。此時的云在處理這部分業務時已顯得捉襟見肘，人們開始對那個既博愛又吝嗇的TA產生不滿。迅速豐富的業務對計算和存儲提出越來越多的個性要求，對高帶寬、低時延和大連接的網絡需求也比過去更為迫切。有個別"忠貞不屈"的業務仍然都交由云來處理，但難免在實時性、敏捷性以及安全隱私等諸多方面愈來愈無法滿足需求，但人們已經習慣云帶來的種種好處，舍不得離TA而去，在掙扎和彷徨過后，必須要求云部分能力有所改變，決定引導云在各種模塊協同統一情況下，靠近用戶側就近處理海量數據，諸多問題將迎刃而解。為滿足用戶側計算、存儲、網絡的需求，同時還能保留云計算帶來的諸多利益，邊緣云在云計算的肩膀上應運而生。
邊緣云順勢而為，助力ICT融合與企業數字化轉型
在我看來，潮流變遷推動前進中的邊緣云。顧名思義，邊緣云靠近數據源或用戶的網絡邊緣位置提供CT和IT的基礎設施，并為邊緣應用提供云服務和附帶網絡服務的能力平臺。
邊緣云為云換發了無限的青春活力，應用發展、平臺建設、網絡能力隨著差異化在極速興盛中，ICT技術在邊緣場景也不存在平行線，它們在邊緣云迎來融合良機，形成了淵渟澤匯。傳統云將來會變成不熟悉的樣子，5G移動通信技術與邊緣云的發展需要進行深度融合，他們渴望相互接近，邊緣云可以承載5G網絡轉發功能，5G網絡轉發繁榮邊緣云承載業務，兩者關系緊密且將相輔相成。
時勢造就邊緣云，機遇面前邊緣云應拒絕等待，迎難而上。通過邊緣云既可以穩定運行眾多新型IT技術又能承載5G網絡轉發功能，將帶來的不僅是產業變革，也為科創領域帶來重大機遇，幫助傳統企業從互聯網化轉型至數字智能化，同時結合大數據、人工智能與實體經濟結合，賦能制造業轉型升級，服務國家戰略在“智能+”概念上探索和落地。
構建“云網邊端”協同架構中，邊緣云直面挑戰
對未來的美好憧憬，潘多拉的盒子也顯得格外可愛。在數字智能化趨勢下，垂直行業給中國制造帶來的全新應用場景，實現工控設備互聯互通、制造流程高效可控、產品品質高度可靠，真正讓數據成為提升生產力效率工具，通過邊緣云使用通用x86服務器等硬件以及虛擬化技術，構筑在用戶側的云計算平臺，能提供計算、網絡、存儲、安全等可滿足智能制造的差異化需求彈性能力，并與計算、網絡服務，和終端等設備形成“云、網、邊、端”協同的技術架構。
作為置身ICT技術領域多年的實踐者，我們一直期望有這樣的時刻，即異構的IT基礎設施像哈利波特的魔法杖一樣，能夠滿足不同行業的多樣化需求，解開系統應用繁冗的復雜局面，開發工程師無需再考慮運行環境問題，運營人員在統一界面下完成企業的管理和發布，運維人員不用手動解決云平臺之間的兼容性問題, DevOps也會實現找到落地方案……，通過邊緣云平臺保證服務的高效穩定運行，讓各自核心職責都回歸初心，模塊間繁榮高效、和諧融洽，使系統與運行之間割據多年的局面在邊緣側將走向統一。
盡管理想很美好，但任務卻無比艱巨。當前相關領域的隔閡依然存在，跨行業的方案也存在諸多不同，同時技術體系和軟件版本相差甚遠，就連理清系統架構脈絡、形成完整的知識體系的時間成本都開銷巨大。但這些都無法阻礙邊緣云向前發展，在大勢所趨下，巨輪乘風破浪，永不停息。
云邊協同的場景隨著邊緣側設備節點的形態不一表現也各不相同。例如在物聯網邊緣場景下云邊協同主要考慮的是邊緣設備與邊緣云之間的協同資源協同和數據協同，邊緣節點提供基礎設施資源和設備自身管理API，豐富的南向網絡接口以支持廣泛的終端接入以及數據采集和預處理能力;云端提供資源調度管理策略，包括邊緣節點的設備管理、資源管理，網絡聯接管理和海量數據的存儲、分析與價值挖掘。這里的云可以是集中形態的云，也可以是由于下沉需求而構建的某種地市級別的邊緣云。在AI等數據處理分析場景下，云邊之間將引入智能協同，邊緣云為云端AI模型訓練提供數據輸入，負責AI在邊緣側的推理執行，并將執行結果反饋給云端; 云端基于邊緣云上傳的實時數據、歷史數據、AI執行反饋等信息開展集中式AI模型訓練。未來具體的云邊協同帶來的技術變革需要深入研究。
應夯實基礎，靈活架構下邊緣云IaaS先行
根深之樹不人風折，泉深之水不會涸竭。邊緣云涉及架構復雜，欲建立更為牢靠的羈絆，則底層基礎設施重要性就凸顯，只有底層基礎牢固可靠，才能穩定的承載各類網元和應用。想要發展垂直行業全新場景，須優先引導推動IaaS基礎設施層先行，依托定制化技術增強，打造滿足各類場景多種資源的融合架構，才能支撐邊緣業務的多樣化需求。
1)多種硬件共同推動
邊緣云應融合多種硬件類型，就像世界上沒有純色的天空，邊緣云需要形成“點、線、面”的硬件策略，才能在參差不齊的部署機房環境中，實現業務可靠運行。
由于標準DC、電信接入、企業園區等多種機房在空間、制冷、承重、市電容量等條件都存在差異的特性，各機房可因地制宜的部署不同種類的業務應用。在條件較好，改造升級少的機房中，可推薦使用通用X86服務器附加GPU、智能加速卡等硬件，不僅能夠承載轉發面網元以及CDN、工業控制、高精機器人等業務，還能實現硬件和軟件的解耦，避免被單一綁定。
在部分早期電信機樓空間、市電容量不足的機房中，經過簡單機房改造情況下，采用空間占用小、消耗電量少的定制化硬件滿足一些對可用性需求較低的業務場景，按實際環境和需求選取邊緣硬件形態，減輕骨干帶寬負載，實現降本增效的目的。
個別邊緣云考慮到成本等因素，盡管可以使用一體化設備，但為避免單一綁定，仍推薦采用OTII的通用硬件。地市、區縣及條件較好的接入機房可根據空間、網絡、配電等環境因素選用通用服務器或體積較小的定制服務器;演唱會直播、基建現場等臨時場景可采用一體機;企業園區可按需靈活選擇硬件形態。為靈活獲取監控信息，邊緣硬件需要推動物理接口進行標準化。
2)豐富的資源環境
邊緣云應滿足多種融合運行的虛擬實體，技術包容且豐富多彩，形成支持虛擬機、容器等混合IaaS層，并且具備包括軟件開發環境、數據庫和中間件等平臺級的PaaS層。積極與行業各廠商建立緊密合作，通過將IaaS和平臺級PaaS進行深度整合，為客戶提供全量完整的基礎設施服務能力。
推薦使用如OpenStack、Kubernetes等行業事實標準的管理組件，實現接口形態的標準開放，以便垂直行業應用編排管理與基礎設施層解耦，協同聯動。由于邊緣機房小且資源稀缺，為盡可能做到節源開流的云基礎設施，提升業務資源的可用量，需要減少平臺自身開銷，降低控制組件資源占用，在必要情況下，IaaS層可研究采用虛擬資源遠程或本地極致輕量化或計算拉遠等方式方法解決，同時在平臺層應豐富多種PaaS服務能力。
3)眾多邊緣云環境統一納管
豐富多彩并非袖手旁觀。中心節點管理組件直接對接分布廣泛的眾多邊緣云節點，存在管理效率低、權限策略復雜、網絡開銷大等一系列問題，建議考慮在運維能力較強的地市引入"邊緣云統一管理平臺"，為轄區內的地市級、區縣/接入級邊緣云提供集中管控。平臺需具備資源與服務申請門戶、資源管理、開放API、運維管理以及部分運營管理的功能，便于靈活承載電信網元、IT應用等多種ICT邊緣業務。
礪大志蘊擔當，邊緣云航行任重道遠
同舟共濟揚帆起，乘風破浪萬里航。永恒的追求都應滿足其實用價值。2019年圍繞醫療、教育、農業、交通等關鍵民生領域的情況，邊緣云需要積極與更多垂直行業場景深度結合進行落地，加強優勢互補。運營商、平臺和網絡設備廠商、CDN服務商、互聯網廠商等需彼此利用邊緣云解決深度計算、安全存儲和優質網絡等智能場景的多樣化復雜需求，支撐5G技術與垂直行業的深度融合，真正實現“高帶寬、低延遲、大連接、低功耗”應用的萬物互聯，不斷提升終端用戶的產品體驗，提升中國品牌的競爭力與影響力，強化邊緣云原始創新。
解決邊緣云目前存在的關鍵核心技術攻關，突破難題，全面加強與各層級組件之間的關系，完善邊緣云頂層設計，健全架構體系，以邊緣云IaaS、PaaS建設為基礎，打造垂直行業智慧平臺，為各行業轉型升級賦能。“簡政放權”讓邊緣云承擔應有的責任，為社會增添動力和價值，愿一起協同砥礪前行。
關于作者：李鍇，中國移動研究院網絡與IT技術研究所 邊緣云技術解決方案經理
【本文為51CTO專欄作者“移動Labs”原創稿件，轉載請聯系原作者】
