1946年出現(xiàn)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)后,信息技術(shù)快速迭代升級(jí),最近10年發(fā)展到了4G網(wǎng)絡(luò)和云計(jì)算階段。即將到來(lái)的5G將提供eMBB高帶寬、URLLC極低時(shí)延、mMTC大連接等高品質(zhì)業(yè)務(wù),同時(shí)也面臨新的挑戰(zhàn)。
-eMBB場(chǎng)景,4K/8K大視頻內(nèi)容給傳輸/承載網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)較大壓力;
-mMTC場(chǎng)景,海量連接產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)催生對(duì)分布式算力的需求;
-URLLC場(chǎng)景,云端的算力實(shí)時(shí)性不夠,無(wú)法滿(mǎn)足毫秒級(jí)超低時(shí)延業(yè)務(wù)需求;
-數(shù)字化和智能化(圖像識(shí)別、機(jī)器決策、AR/VR等)的算力需求推高終端成本;
-從數(shù)據(jù)安全和隱私考慮,有些行業(yè)應(yīng)用希望在本地存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)。面對(duì)上述挑戰(zhàn),MEC(Multi-Access Edge Computing)成為業(yè)界焦點(diǎn)。MEC把算力附著在網(wǎng)絡(luò)邊緣,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的本地化,可以有效降低業(yè)務(wù)時(shí)延、帶寬開(kāi)銷(xiāo)和終端成本,提升業(yè)務(wù)體驗(yàn)和數(shù)據(jù)安全,為以人為中心的新型業(yè)務(wù)和以物為中心的萬(wàn)物互聯(lián)應(yīng)用提供有效支撐。
前世:4G時(shí)代孕育MEC的發(fā)展MEC并非5G的產(chǎn)物,4G時(shí)代不少主流運(yùn)營(yíng)商都啟動(dòng)了MEC試點(diǎn),對(duì)其技術(shù)和商業(yè)模式進(jìn)行探索。MEC試點(diǎn)項(xiàng)目通過(guò)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)邊緣增加計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理等能力,來(lái)承載不同的行業(yè)應(yīng)用,比如CDN、視頻監(jiān)控、人臉識(shí)別等。這些嘗試為5G時(shí)代MEC的蓬勃發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。然而4G時(shí)代MEC方案存在一些技術(shù)上的短板:
-MEC業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)不完善,4G時(shí)代ETSI定義的MEC整體參考架構(gòu)、應(yīng)用生命周期管理和運(yùn)維框架等,缺少多接入邊緣計(jì)算系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)切片支撐、接口規(guī)范和編排管理等部分。
-4G核心網(wǎng)CU未分離,導(dǎo)致邊緣側(cè)分流和對(duì)接方案復(fù)雜,無(wú)線(xiàn)側(cè)TOF(Traffic Offload)分流方案中監(jiān)管、安全與計(jì)費(fèi)方面有缺失,導(dǎo)致商用困難。
加上MEC應(yīng)用生態(tài)不完善,企業(yè)用戶(hù)的參與熱情不高,使得MEC在4G時(shí)代未得到廣泛應(yīng)用。MEC今生:5G的最佳拍檔5G網(wǎng)絡(luò)的連接密度和流量密度較4G提升數(shù)十倍乃至百倍,時(shí)延降低到幾毫秒,網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量得到大幅提升,不僅使已有的4G業(yè)務(wù)得以升級(jí),提升個(gè)人數(shù)字化體驗(yàn),同時(shí)將催生新的業(yè)務(wù)。ETSI定義MEC的七大應(yīng)用場(chǎng)景,包括智能移動(dòng)視頻加速、監(jiān)控視頻流分析、AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))、密集計(jì)算輔助、在企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)之中的應(yīng)用、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、IoT(物聯(lián)網(wǎng))網(wǎng)關(guān)服務(wù),并詳細(xì)定義了MEC參考架構(gòu)(見(jiàn)圖1)、端到端邊緣應(yīng)用移動(dòng)性、網(wǎng)絡(luò)切片支撐、合法監(jiān)聽(tīng)、基于容器的應(yīng)用部署、V2X支撐、Wi-Fi與固網(wǎng)能力開(kāi)放等,在規(guī)范層面更好地支撐MEC的落地。
從MEC的主要應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看,連接&分流、網(wǎng)絡(luò)QoS保障、算力供應(yīng)、能力開(kāi)放&共享、應(yīng)用的快速部署是MEC要解決的核心問(wèn)題。所以MEC的關(guān)鍵是打造靈活的網(wǎng)、多態(tài)的云和豐富的能力,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建應(yīng)用生態(tài)來(lái)為客戶(hù)提供業(yè)務(wù)。
-靈活的網(wǎng):全連接,邊緣分流,質(zhì)量保障支持多種網(wǎng)絡(luò)連接,包括4G、5G、Wi-Fi、固網(wǎng)、NB-IoT,滿(mǎn)足各種終端接入MEC。允許邊緣分流,實(shí)現(xiàn)流量本地化,降低承載/傳輸網(wǎng)的壓力,解決企業(yè)的組網(wǎng)問(wèn)題并消除其對(duì)數(shù)據(jù)安全的顧慮;5G網(wǎng)絡(luò)支持UPF在不同的位置按需進(jìn)行靈活的部署,并可提供多種分流策略。按需提供網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保障,通過(guò)切片/QoS機(jī)制保障業(yè)務(wù)對(duì)帶寬、時(shí)延等質(zhì)量訴求。
-多態(tài)的云:支持多樣化硬件,按需供應(yīng)各種算力,快速部署應(yīng)用支持各種形態(tài)的計(jì)算資源和加速硬件(智能網(wǎng)卡、GPU、FPGA等);按需供應(yīng)算力:提供裸機(jī)、虛機(jī)、容器資源,以及各種加速資源對(duì)網(wǎng)絡(luò)、圖像/視頻分析、加解密等進(jìn)行加速;邊緣輕量化、無(wú)人值守運(yùn)維:結(jié)合邊緣機(jī)房特點(diǎn),采取輕量化部署方案,并支持一鍵開(kāi)通和無(wú)人值守運(yùn)維方式。
-豐富的能力:開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)能力,簡(jiǎn)化應(yīng)用開(kāi)發(fā)通過(guò)開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)信息和能力,比如TCPO、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息能力、QoS能力、帶寬能力、位置能力等,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)的感知,增強(qiáng)業(yè)務(wù)體驗(yàn)。對(duì)通用的IT服務(wù)進(jìn)行抽象,提供給應(yīng)用開(kāi)發(fā)者,簡(jiǎn)化和加快應(yīng)用的開(kāi)發(fā),如視頻識(shí)別、低時(shí)延視頻、IOT設(shè)備管理、視頻優(yōu)化、APP注冊(cè)管理等服務(wù)。
-構(gòu)建應(yīng)用生態(tài),滿(mǎn)足個(gè)人用戶(hù)和行業(yè)用戶(hù)的需求5G使能千行百業(yè),不同的行業(yè)在信息化和智能化過(guò)程種面臨不同的問(wèn)題,運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商需要聯(lián)合行業(yè)合作伙伴,結(jié)合行業(yè)的差異化需求共同提供解決方案,運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備上聚焦網(wǎng)和云,行業(yè)伙伴則聚焦應(yīng)用。
MEC未來(lái):泛在網(wǎng)絡(luò)和泛在算力隨著邊緣網(wǎng)絡(luò)生態(tài)范圍的擴(kuò)大,更多的技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新將圍繞邊緣網(wǎng)絡(luò)發(fā)生,也更具廣闊的想象空間。
-云邊協(xié)同:平衡性能和成本,滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性需要MEC提供的本地算力成本明顯高于云計(jì)算,對(duì)于時(shí)延不敏感的業(yè)務(wù),可以交由集中云處理,比如海量數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析、AI模式訓(xùn)練等;AI推理和策略執(zhí)行則交給MEC。通過(guò)邊緣和云端算力協(xié)同,使得業(yè)務(wù)取得性能和成本的平衡。
-邊邊協(xié)同:實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)性,觸發(fā)邊緣網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)以V2X為例,車(chē)在移動(dòng)時(shí),在網(wǎng)絡(luò)/MEC覆蓋的邊界會(huì)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)/MEC的切換,為保障服務(wù)的連續(xù)性,需要通過(guò)邊邊協(xié)同來(lái)解決。MEC之間需要通過(guò)邊緣網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,這將觸發(fā)邊緣網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)。邊邊協(xié)同包含4個(gè)層面:網(wǎng)-網(wǎng)協(xié)同、網(wǎng)-云協(xié)同、云-云協(xié)同和應(yīng)用協(xié)同。
-算力網(wǎng)絡(luò):實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)感知算力,按需路由轉(zhuǎn)換成多邊互聯(lián)結(jié)構(gòu)。
-區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、共識(shí)機(jī)制、對(duì)等互聯(lián)等特點(diǎn)和邊邊互聯(lián)模型完美匹配,通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)可對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行可信認(rèn)證和鑒權(quán),提升業(yè)務(wù)和系統(tǒng)安全性。
-網(wǎng)格計(jì)算:實(shí)現(xiàn)超大型計(jì)算任務(wù)的分布式計(jì)算
當(dāng)分散的算力節(jié)點(diǎn)連成龐大的算力網(wǎng)絡(luò),便可演化為計(jì)算網(wǎng)格以承接大型/巨型運(yùn)算任務(wù),通過(guò)把應(yīng)用切分成若干相互獨(dú)立的運(yùn)算單元,通過(guò)算力網(wǎng)絡(luò)將其調(diào)度到不同的邊緣節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)起分布式運(yùn)算。
-函數(shù)計(jì)算:實(shí)現(xiàn)通用算力需求抽象,算力與連接同在函數(shù)計(jì)算是事件驅(qū)動(dòng)的全托管Serverless計(jì)算服務(wù),通過(guò)對(duì)常用的算力需求進(jìn)行抽象,封裝成豐富的函數(shù)集,供業(yè)務(wù)調(diào)用,業(yè)務(wù)則僅專(zhuān)注于本身邏輯。函數(shù)計(jì)算為業(yè)務(wù)提供彈性、高可用、擴(kuò)展性好、極速響應(yīng)的計(jì)算能力,便于快速構(gòu)建任應(yīng)用和服務(wù)。縱觀(guān)IT發(fā)展歷史,從大型機(jī)到PC機(jī),實(shí)現(xiàn)了算力從集中到分散的分配;從PC機(jī)到云計(jì)算,實(shí)現(xiàn)了從分散到集中的算力按需分配;從云計(jì)算到邊緣計(jì)算,實(shí)現(xiàn)了算力從遠(yuǎn)到近提升服務(wù)質(zhì)量。未來(lái)將進(jìn)一步發(fā)展上述新技術(shù),通過(guò)更加智能的網(wǎng)絡(luò)連接,更加豐富的算力,最終實(shí)現(xiàn)泛在網(wǎng)絡(luò)和泛在算力。
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