用邊緣計算擴充套件雲端計算的邊界
邊緣計算是幾年前出現的概念。它在行業中有著許多不同的定義，並且一個公認的定義是在更加靠近終端的網路邊緣上提供服務。一方面，網路位置必須足夠接近終端。另一方面，必須在這個網路位置提供滿足邊緣計算要求的綜合服務能力。
隨著網際網路的發展，業務場景往往是複雜和創新的。不斷增長和最終的體驗要求帶來了對架構和成本優化的需求。以前比較簡單的中心終端架構無法管理網路效能和業務流量壓力，需要多級中心邊緣終端架構。
此外，隨著物聯網和4G/5G等新技術的發展，越來越多的智慧裝置連線到網際網路。根據調研機構IDC公司的資料統計，到2020年將有超過500億臺終端裝置連線到網際網路，這是一個巨大的數字。大量物聯網裝置生成的資料正在呈指數級增長。如果將如此大量的資料和裝置訪問流量直接路由到雲端計算中心，則雲端計算中心將不堪重負，從而帶來許多問題，例如網路擁塞。邊緣計算支援建立大規模分散式體系結構，該體系結構允許在邊緣計算上處理某個範圍內的特定百分比的資料。只有少量必要的資料和訪問流量需要路由到雲端計算中心。
邊緣計算能提供哪些功能?
首先是更低的網路延遲。空間距離的縮短可以減少傳播延遲。更重要的是，它減少了複雜網路上各種路由/轉發和網路裝置處理場景造成的延遲，從而顯著減少整體延遲。
第二是支援大頻寬的場景。通過邊緣處理大流量業務，邊緣計算可以有效避免網路擁塞等問題，並顯著降低成本。
第三是處理高度併發訪問。邊緣計算使用分散式架構來減輕雲端計算中心的負載。
從這些方面來看，可以看出邊緣計算是雲端計算中心能力的補充。其定位不是取代雲端計算中心，而是擴充套件雲端計算邊界，並賦予新的雲端終端業務架構以及雲端計算中心。雲端計算與邊緣計算之間的協同作用是網際網路(IoB)時代的基本形式。
邊緣計算如何提供服務?
行業專家認為邊緣計算絕對不是直接將雲端計算的複製和傳輸能力轉移到邊緣，因為邊緣的執行環境與雲端計算中心完全不同。邊緣計算規模小，資源有限，並且是異構的。此外，邊緣計算的節點分散在網路的遠端。在此基礎上建立分散式業務體系結構，必然涉及排程。
考慮到上述原因，邊緣計算應該提供平臺來隱藏邊緣計算的底層複雜基礎設施，並且標準化和開放底層計算、儲存、網路基礎設施的能力，以及分發、排程、安全性和其他所需功能通過分散式架構。通過這種方式，使用者可以輕鬆構建自己的分散式邊緣業務架構。
目前，阿里雲公司已在邊緣計算領域開發了多種雲端計算產品。在這裡討論的是阿里雲在邊緣計算基礎設施層面的通用服務能力規劃，即邊緣計算分佈平臺。
在當前的邊緣場景中，最成熟的應用是內容交付網路(CDN)。內容交付網路(CDN)預先將內容快取到邊緣節點以實現低延遲和更低的內容消費成本。針對內容交付網路(CDN)架構，開發團隊希望將邊緣計算構建到計算分發平臺中，該平臺通過中心的資源排程來檢查客戶的資源需求，並選擇適當的邊緣節點資源。然後，平臺根據計算分配能力將業務邏輯打包，並分發到邊緣節點，以便客戶的業務可以輕鬆地在邊緣上執行。
在將適當的業務邏輯傳送到邊緣節點以便執行之後，資料生成和消費可以在邊緣內形成閉環，而不必返回到雲端計算中心進行處理。首先，邊緣計算的基礎設施建立在各種邊緣節點上，包括諸如邊緣計算IDC的固定網路節點，諸如無線基站的移動網路節點，以及具有不同資源能力和網路環境的更多異構協作節點。基於邊緣計算基礎設施，諸如ENS和LNS的軟體系統用於封裝底層複雜基礎設施形式，然後進行抽象並開放上層的標準化介面和服務能力。
談到邊緣計算的網路範圍，行業專家表示：“網路邊緣不同於更加接近終端的政府、企業、校園和家庭的使用者端網路，以及不同地區(如省份)的運營商網路，從終端到中心的網路連線相對複雜，邊緣計算必須提供廣泛的覆蓋範圍，從最後幾百或幾十公里到最後十公里到終端，以確保提供服務能力。邊緣節點服務(ENS)針對中間運營商網路，包括固定網路上的IDC環境和行動網路上的移動邊緣計算(MEC)環境。通過基於邊緣節點服務(ENS)描繪邊緣網路範圍，我們可以快速識別一些目標場景，例如作為內容分發網路(CDN)和互動直播。”
現有業務發展的難點和挑戰
在邊緣節點服務(ENS)等邊緣計算服務出現之前，客戶只有一個選擇：他們必須從不同地區的不同運營商處購買節點，並建立自己的邊緣基礎設施。而自建基礎設施將帶來一系列問題和挑戰。
首先，自建基礎設施要求客戶自行執行供應鏈管理，例如業務採購和伺服器採購，以及節點建設，從而導致過多的資產投資和成本。在突發業務流量的情況下，客戶因缺乏靈活性而受到限制，因為新節點的構建需要較長的交付週期。在臨時的業務高峰後，大量資源閒置。此外，自建基礎設施給客戶的運營和維護帶來了挑戰。首先，客戶需要管理從邊緣節點的構建、交付到操作的整個過程。其次，客戶必須管理可能在物理伺服器級別、作業系統級別和邊緣節點的軟體應用程式級別發生的運營和維護問題。每當出現問題時，客戶都需要使用一組工具來遠端檢視日誌和查詢原因。在這種情況下，客戶迫切需要基於GUI的自動化運營和維護。
另一個挑戰在於安全性和可靠性。邊緣IDC基礎設施的可靠性取決於第三方運營商的服務。客戶需要處理各種複雜情況，例如，採取對策來響應運營商網路切換。客戶還需要及時發現並應對邊緣節點上可能出現的硬體和軟體故障。這些要求需要在業務架構的設計和開發中實施，並帶來巨大挑戰和更高的成本。為了安全起見，應將重點放在不同級別的問題上，例如網路流量安全性和主機安全性。每個級別的安全解決方案開發成本都很高。以DDoS保護為例。當發生對邊緣節點上的IP地址的攻擊時，整個網路可能變得不可用。為了實現所需的保護效果，客戶可能需要在每個邊緣節點上部署組合的軟體和硬體系統解決方案。
阿里雲的邊緣節點服務(ENS)
邊緣節點服務(ENS)的開發旨在解決客戶在上述目標方案中在自建邊緣基礎設施中可能遇到的難點和挑戰。邊緣節點服務(ENS)依靠靠近終端和使用者的邊緣節點提供計算分佈平臺服務，使客戶能夠輕鬆地在邊緣執行適當的業務模組，並建立雲端計算和邊緣計算協同的分散式邊緣架構。它具有低延遲和低成本的特點，並且減少了雲端計算中心的壓力。邊緣節點服務(ENS)的邊緣節點覆蓋了中國的主要區域和運營商。在邊緣節點上，可以根據客戶的需求動態排程計算資源，客戶可以將業務應用軟體準備到影象包中，並將其分發到邊緣節點。邊緣節點服務(ENS)進一步將阿里雲的公共雲邊界擴充套件到邊緣，完全滿足客戶對複雜“中心+邊緣”業務架構以及公共雲的需求，從而真正為使用者提供雲端計算的基礎設施功能。
邊緣節點服務(ENS)的價值觀和優勢
通過使用阿里雲的邊緣節點服務(ENS)，客戶可以在幾分鐘內建立邊緣資源，將從終端到節點的響應時間縮短到5毫秒，併為中心節省30%以上的頻寬成本。
邊緣節點服務(ENS)將一些自建基礎設施的問題封裝到底層，因為這些問題是不可見的，並且不需要使用者擔心。這大大減少了業務啟動或擴容的資本投入，也節省了大量的管理成本。其次，憑藉其動態資源排程功能，邊緣節點服務(ENS)可以幫助客戶在相對較短的時間內擴充套件或縮減資源容量。客戶可以按需以現收現付模式購買資源。這可確保滿足業務資源要求，同時為客戶節省成本。
在產品體驗方面，邊緣節點服務(ENS)提供了一個完整且易於使用的Web管理控制檯和OpenAPI，以支援遠端線上管理和計算資源的分佈管理，各種操作指標的實時視覺化監控以及各種使用情況的統計分析資料。它極大地增強了監控和運維功能和效率，並簡化了監控、運營和維護。
節點的自主服務和自我恢復功能是評估可用性的核心要求。當中心由於斷開而失去對邊緣節點的控制時，人們需要確保節點內服務的可用性和連續性，以保證基本的服務能力。當邊緣節點重新建立與中心的連線時，需要將完整的狀態和資料傳送到中心。
此外，通過使用動態資源遷移和排程功能，可以確保計算資源的高可用性，並隔離多個租戶以避免爭用資源。在安全性方面，邊緣節點支援DDoS檢測、流量清理，以及IP黑洞保護功能。
邊緣節點服務(ENS)的典型應用場景和示例
以下闡述了幾種典型的邊緣節點服務(ENS)應用場景和例項。
第一類典型場景是業務架構對節點覆蓋的要求。這種情況主要發生在網際網路行業的線上業務上。通常，這些場景對目標服務範圍的區域限制很少，邊緣節點應確保在整個網路上有足夠和廣泛的覆蓋範圍。這五個特定情景代表了當前的邊緣節點服務(ENS)方案，可以充分發揮邊緣節點服務(ENS)的優勢，為客戶的業務帶來更大的價值。
第一種情況是內容分發網路(CDN)。如前所述，內容分發網路(CDN)業務是典型的邊緣計算方案，它可以在邊緣節點服務(ENS)上無縫執行。與之前的解決方案相比，使用邊緣節點服務(ENS)的線上客戶現在在總體成本、運維能力和其他方面獲得了更高的收益和明顯的改進。
第二種情況是互動式直播，它要求低延遲和低頻寬成本。
第三種情況是線上教育和實時音訊和視訊通訊。這種情況有兩個特點，即更加強調低延遲和依賴端到端通訊作為基本模式。邊緣節點在此場景中的作用是使客戶能夠訪問最近的轉發網路，並提供更多的網路轉發節點。
第四種情況是檢測和監測。在這種情況下，希望與最接近使用者的邊緣的實際業務和網路環境相匹配，以檢測核心業務的某些業務邏輯、業務穩定性和效能指標的正確性。特別是，如果業務邏輯或使用者體驗在不同的目標區域中不同，邊緣節點服務(ENS)可以模擬最近邊緣的實際結果。對於上述的實時通訊，動態路由的前提是檢查和評估現有網路節點和鏈路的質量，這也是檢測的實際例子。
第五種情況是遊戲加速和SD-WAN。在這種情況下，基本上期望在邊緣節點上建立邊緣軟閘道器或軟路由，並通過優化網路協議和網路鏈路實現加速和安全等目標。邊緣節點在此場景中的作用類似於實時通訊。
第二類典型場景是本地化，側重於超低延遲(在1毫秒內滿足業務需求)和本地10公里內的大頻寬業務場景。此類情景更偏向於具有區域特徵的傳統行業或線下業務。例如，在ET City Brain場景中，視訊監控在雲平臺上實施。在新的零售場景中，一些商店在雲平臺上執行視訊人工智慧、自動識別監控、銷售和其他活動。本地行業中的一些IT設施遷移到雲平臺。一些雲端計算供應商正在逐步產生關於這些場景的成熟例子。
最後，行業專家分享了對邊緣節點服務(ENS)未來發展的看法。首先，隨著5G的到來，人們將看到對移動邊緣計算(MEC)的需求激增。其次，雲端計算供應商將繼續升級計算分佈平臺功能，其中包括全球分銷能力，增強大規模節點的資源排程效能和使用者體驗，併為客戶提供更強大的自動化遠端運維功能，支援基於場景的邊緣運維。最後，在基礎設施層面，人們已經看到了將邊緣計算與人工智慧結合使用的要求。一些雲端計算供應商正計劃支援GPU和其他功能，以幫助構建邊緣場景的分散式資料分析平臺。此外，還將進一步提高網路吞吐量和效能，以支援在邊緣情況下佔很大比例的大流量業務的處理。