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邊緣節點服務ENS重磅升級 阿裏雲首次定義“邊緣雲計算”概念層層深入

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隨著5G、物聯網時代的到來以及雲計算應用的逐漸增加,傳統集中式的雲計算技術已經無法滿足終端側“大連接,低時延,大帶寬”的需求。結合邊緣計算的概念,雲計算將必然發展到下一個技術階段,也就是將雲計算的能力拓展至距離終端更近的邊緣側,並通過雲邊端的統一管控實現雲計算服務的下沈,提供端到端的雲服務。如此,邊緣雲計算的概念也隨之產生了。為了積極引導邊緣雲計算技術和應用發展,以及邊緣雲計算相關標準化的制定,阿裏雲和中國電子技術標準化研究院聯合發布《邊緣雲計算技術與標準化白皮書》,在業界首次從標準的角度明確定義了”邊緣雲計算“的概念。

業內首次定義的“邊緣雲計算”究竟是什麽?
邊緣雲計算,簡稱邊緣雲,是基於雲計算技術的核心和邊緣計算的能力,構築在邊緣基礎設施之上的雲計算平臺。形成邊緣位置的計算、網絡、存儲、安全等能力全面的彈性雲平臺,並與中心雲和物聯網終端形成“雲邊端三體協同” 的端到端的技術架構,通過將網絡轉發、存儲、計算,智能化數據分析等工作放在邊緣處理,降低響應時延、減輕雲端壓力、降低帶寬成本,並提供全網調度、算力分發等雲服務。

邊緣雲計算的基礎設施包括但不限於:分布式IDC,運營商通信網絡邊緣基礎設施,邊緣側客戶節點(如邊緣網關,家庭網關等)等邊緣設備及其對應的網絡環境,通過位置層層前移,深入到每一個計算場景裏,去滿足客戶大連接、大流量、低時延、安全性等核心訴求。

邊緣雲可以最大程度上與中心雲采用統一接口、統一管理,這樣能夠最大程度地降低用戶開發和運維成本,真正實現將雲計算的範疇拓展至距離數據源產生更近的地方,彌補傳統架構的雲計算在某些應用場景中的不足之處。

更多關於邊緣雲計算的解讀,具體參見白皮書。

阿裏雲的邊緣雲計算平臺——ENS
中國互聯網網絡結構十分復雜,橫向來看分為骨幹網、核心網、匯聚網、接入網等多個層級,末梢還有家庭或商用的客戶側接入終端。每個網絡層級的傳輸能力、網絡時延、算力容量、算力歸屬有所差異,但都是邊緣節點的重要組成部分。縱向來看,無論哪個網絡層級提供邊緣雲的服務,都需要自下而上搭建起底層硬件、資源平臺、PaaS服務和工具、場景解決方案的服務生態,才能提供便捷、統一的使用體驗,最大化賦能客戶。

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在這一橫一縱之間,阿裏雲在2018年率先提供了基於運營商邊緣節點和網絡的彈性分布式算力資源平臺,也就是邊緣節點服務ENS,連接最後10公裏的ENS可以幫助用戶將計算、轉發等業務下沈至邊緣,把終端到邊緣節點的時延縮小到5毫秒,終端到雲的訪問頻次將減少80%,計算、存儲、網絡等成本可以節省30%以上。

ENS的核心特性:
首先是全覆蓋,ENS打造了一張全覆蓋的節點網絡,能夠覆蓋全國主要地區和運營商,實測得到的終端數據到就近節點的延時平均只要5ms。

第二點是開放易用、安全可靠,這是邊緣雲能夠留住客戶、持續賦能客戶的重要因素。ENS提供了相對開放的運行環境、靈活的算力規格,同時持續開發交付批量、可視化、自動化管控運維的能力,讓客戶可以相對容易的完成架構對接和運維管理。

第三點是高性價比,和中心雲一樣,高性價比對於各種體量客戶來說都是一個重要價值。ENS可以提供了一站式采購、敏捷交付、按量付費、動態擴縮容的產品能力,使得客戶先期的資金、人力投入、使用中的運維投入降到最低。

ENS與自建節點的對比:
既然ENS能更好的賦能客戶,那麽是否有量化的指標來對比與自建節點的差異呢?

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從上圖中可以看出,在業務彈性方面,一個成熟的采購建設團隊新建單個、定容量的節點需要1-2個月,ENS只需要一分鐘提交算力規格和算力大致分布的需求,系統就可以智能選點創建海量算力,及時應對業務彈性需求。

在資產層面,傳統的談判、采購、建設模型,單次投入100萬起步,ENS可以做到100% 的零資金啟動,完全按量付費,並且提供天粒度的資源彈性,同時用戶數據流量在邊緣收斂後,帶寬成本也會得到顯著降低。

可靠性及運維層面,一個穩定可靠的自建節點,對於架構和運維的能力要求還是蠻高的,監控、容災、遷移、主機安全、流量安全、故障處理流程都需要精細化管起來。接入ENS則可秒級監控、分鐘級定位和排障,是經過嚴苛的業務考驗磨煉出來的硬實力。

ENS從1.0到2.0的產品服務演進:
談產品服務演進,離不開一個個具體交付使用的功能模塊。ENS高級產品經理王文娟在第八屆中國雲計算標準和應用大會曾提到:“邊緣雲所處的發展階段,就像是一顆小樹,首先需要紮下根來,樹幹逐漸粗壯有所支撐,然後伸展出主力的枝幹,最後在此基礎上慢慢枝繁葉茂、支撐起一個生態。ENS一路飛速持續演進,如今已逐漸成長為一個彈性、簡單、穩定的邊緣算力服務平臺。”

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2018年2月,經過充分的PoC驗證後,ENS第一批核心標準節點上線,他將阿裏雲飛天技術系統輕量化、定制化落地邊緣,支持算力資源隔離、網絡安全隔離、高可用等標準能力。

2018年6月,ENS完善了7*24小時全方位的實時監控體系,從硬件基礎設施、網絡、底層飛天組件到業務管控等軟件應用全覆蓋,並且通過服務關聯、聯合查詢、智能收斂做到分鐘級定位和解決問題。在這個階段,客戶釋放了大量的監控和運維消耗。

在2018年10月,ENS重點提升使用體驗,做到了一鍵批量創建服務、自定義鏡像構建、編排、自運行,同時調度能力能夠做到基於客戶算力分布需求智能選點,避免了客戶理解系統背後復雜的節點選擇和服務調度。ENS還提供了基於邊緣服務為單位的算力批量運維,啟停、增刪、升級白屏化批量操作,不需要無謂的關註底層算力資源。

在本月,ENS 2.0產品升級正式上線,為客戶提供更加彈性靈活、形態多樣的分布式邊緣計算,全面支持算力資源的統一管理。同時啟動支持全面的按量付費,算力、存儲、帶寬全部實現按天按月出賬計費,用戶0資金啟動業務,隨著業務波動隨時增刪算力資源。穩定業務按月計費穩定服務,活動或臨時業務需求,按天計費提供充分彈性。

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王文娟表示,未來的場景、需求和挑戰仍然很多,我們的功能演進仍將持續小步快跑,致力於打造彈性、簡單、穩定的邊緣算力服務平臺。

ENS在行業和業務場景中的探索和實踐——視頻監控場景的深度解讀
經過接近一年的探索, ENS認知的邊緣雲場景,除了流量本地化,還有全網廣覆蓋的大量場景。

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目前在ENS的服務平臺上,已經在實踐承載大量CDN的邊緣緩存、邊緣調度、邊緣分發業務,以及一大批直播平臺的邊緣收流、合流、互動、彈幕等業務。而現在火熱的在線教育、智慧辦公、智慧醫療等行業核心依賴的音視頻通信技術,也因為其低時延、大連接、大流量等需求特點,陸續成為使用ENS的重要場景。

基於ENS的視頻監控的場景應用:
如果監控只在一個物理地點、少量幾路,用本地監控、甚至PC機來接收和處理,問題都不大。但是當監控流分布在同一城市N個地點、甚至N個城市,幾千幾萬路流,人肉監控和運維難以應對的時候,這個情況就會面臨巨大挑戰。

ENS在這個領域實踐的具體方案可以用下圖概括,大量的、分散的前端攝像頭通過物理專線或軟專線接入基於ENS節點承載的視頻匯聚節點,做一層數據收斂匯聚和實時分析運算,只把必要的少量數據和特征值回傳雲中心。

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邊緣雲計算不僅能夠解決TB級甚至更大的視頻流低成本接入的問題,還可以提供豐富的計算能力,在邊緣完成視頻的分析和識別工作後,再將結構化的數據快速傳遞回中心雲(大腦)進行信息融合。邊緣雲計算不僅實現了“低時延,低成本”的協同,還能有效抵抗網絡抖動等不穩定因素,提升系統整體的穩定性。

上文提及的業務場景只是冰山一角,隨著邊緣雲計算行業的標準化、輕量化、平臺能力完善,邊緣雲的行業生態會更豐富、潛力巨大,阿裏雲將持續投入,與行業同仁共建邊緣計算服務生態,實現邊緣與雲的無縫銜接,賦能用戶像用雲一樣簡單的使用邊緣計算服務。

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