邊緣計算產(chǎn)品規(guī)劃實(shí)踐中的“微”與“智”

賽特斯柔性邊緣計算研發(fā)部系統(tǒng)工程副總監(jiān)|毛健

邊緣計算不是單一的技術(shù)，是多種技術(shù)融合的產(chǎn)物。如何合理地拆分業(yè)務(wù)，如何平衡資源受限與智能分析之間的資源沖突，如何準(zhǔn)確地將計算下沉至合適的邊緣都是賽特斯在后續(xù)產(chǎn)品規(guī)劃中的重點(diǎn)。

賽特斯柔性邊緣計算研發(fā)部系統(tǒng)工程副總監(jiān)|毛健

泛在網(wǎng)絡(luò)和計算可以實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的萬物互聯(lián)，最終建立一個充滿通信和計算能力的環(huán)境，并將該環(huán)境與人融合在一起。隨著智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等建設(shè)步伐的加快，網(wǎng)絡(luò)邊界的低價值越來越多，邊緣計算能很好地解決這一問題。邊緣計算能夠提供更快的訪問速度、更低的延遲，能夠通過云邊協(xié)同提高產(chǎn)能比，能夠提供更智能、更安全的數(shù)據(jù)服務(wù)。在邊緣計算產(chǎn)品規(guī)劃中，微服務(wù)、容器技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等越來越多地被應(yīng)用，下面筆者簡單談下賽特斯在邊緣計算領(lǐng)域的實(shí)踐。

邊緣到底如何計算

大家都在談邊緣計算，但是到底如何計算，可能大家的理解也都不同。例如，工業(yè)制造設(shè)備由于轉(zhuǎn)速過高需要停機(jī)處理，傳統(tǒng)的方式發(fā)送告警至云端，云端接收告警并下發(fā)控制指令給機(jī)器讓其停機(jī)，這個過程勢必會造成機(jī)器的長時間告警作業(yè)。如果在邊緣對上報的告警做決策分析就可以及時進(jìn)行停機(jī)處理，決策分析就是一種計算。另外，在邊緣網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)輕量化AI及大數(shù)據(jù)是一種計算，多種協(xié)議的轉(zhuǎn)換是一種計算，圖像的編碼壓縮也是一種計算……概括下來，邊緣計算大概有三類：一類是云計算業(yè)務(wù)的前置處理，一類是數(shù)據(jù)的智能分析，再有一類是控制的本地決策。

邊緣網(wǎng)關(guān)與邊緣云中的“智”

邊緣計算目前會在離數(shù)據(jù)源最近的網(wǎng)關(guān)或邊緣云中實(shí)現(xiàn)，也就是借助輕量化的AI對海量的泛在接入進(jìn)行低價值數(shù)據(jù)向高價值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。賽特斯智能網(wǎng)關(guān)FLexEGW和邊緣云FlexEStack通過集成輕量AI微服務(wù)實(shí)現(xiàn)人、車等結(jié)構(gòu)化處理，實(shí)現(xiàn)人臉、行為等識別及分析。但是視頻分析是計算密集型任務(wù)，特別是解碼過程資源消耗過大，如何實(shí)現(xiàn)輕量化，賽特斯進(jìn)行了很多研究，除了算法層面優(yōu)化外，采用關(guān)鍵幀解碼方式大幅降低了資源的消耗。邊緣的智能離不開云邊協(xié)同，深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)卷積網(wǎng)絡(luò)都對資源有著極大的要求，這些都可以在云端實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練，最終將訓(xùn)練結(jié)果及特征下發(fā)至智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行執(zhí)行，這種云邊協(xié)同的方式極大豐富了邊緣計算的AI可能，后續(xù)賽特斯計劃將機(jī)器學(xué)習(xí)、語義分析等都引入智能網(wǎng)關(guān)，增強(qiáng)邊緣的智能計算能力。賽特斯智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)分析處理能夠很好地將低價值數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)邊界處理掉，防止泛在接入下的無效數(shù)據(jù)堆積泛濫。

邊緣網(wǎng)關(guān)與邊緣云中的“微”

賽特斯智能網(wǎng)關(guān)FlexEGW和邊緣云FlexEstack數(shù)據(jù)服務(wù)全部基于微服務(wù)開發(fā)，由通用微服務(wù)、智能微服務(wù)和垂直行業(yè)微服務(wù)組成，通用微服務(wù)滿足設(shè)備接入、數(shù)據(jù)存儲及策略執(zhí)行控制及云端導(dǎo)出服務(wù)；智能微服務(wù)包括輕量AI及大數(shù)據(jù)服務(wù)，垂直行業(yè)微服務(wù)執(zhí)行定制化的業(yè)務(wù)需求。智能網(wǎng)關(guān)與邊緣云的微服務(wù)采用容器實(shí)現(xiàn)資源和運(yùn)行環(huán)境的隔離，實(shí)現(xiàn)快速安裝部署，微服務(wù)由專門團(tuán)隊(duì)維護(hù)特定模塊，可靠性、擴(kuò)展性都得到了極大提升。之所以選擇微服務(wù)是因?yàn)殚_發(fā)快速、不受限語言和易擴(kuò)展。

傳統(tǒng)單體式的軟件開發(fā)架構(gòu)過于龐大笨重，邊緣計算要在有限的資源中解決復(fù)雜的業(yè)務(wù)需求、要求輕量化、服務(wù)解耦，因此賽特斯邊緣智能網(wǎng)關(guān)和邊緣云普遍采用微服務(wù)架構(gòu)。微服務(wù)可以按業(yè)務(wù)進(jìn)行水平拆分，按數(shù)據(jù)流程的順序進(jìn)行垂直拆分，最終把單一的應(yīng)用拆分成網(wǎng)狀的小塊應(yīng)用，充分體現(xiàn)出“微”的理念。拆分后的微服務(wù)通過輕量API通信協(xié)議和簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行交互，比如http+json的方式。這樣做的好處是，服務(wù)之間不再需要關(guān)心對方的模型，僅通過事先約定好的接口進(jìn)行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)即可。這充分體現(xiàn)出微服務(wù)中“解耦”思想。

●應(yīng)用拆分開發(fā)更快速

邊緣計算中有很多微服務(wù)、時序數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)緩存、設(shè)備接入、智能數(shù)據(jù)分析等，經(jīng)過拆分，更容易開發(fā)，更容易后續(xù)優(yōu)化和迭代。

●不再受限于語言

微服務(wù)智能化需要引入AI等智能分析技術(shù)，比如圖像處理等，大部分圖像處理依賴于C語言的圖像函數(shù)庫，所以圖像處理微服務(wù)可能是基于C開發(fā)，本身微服務(wù)又是基于JAVA，微服務(wù)因?yàn)槭峭ㄟ^API訪問，只要定義好API，是什么開發(fā)語言顯得并不那么重要。

●更容易擴(kuò)展

微服務(wù)架構(gòu)模式使得每個服務(wù)獨(dú)立擴(kuò)展，可以根據(jù)每個服務(wù)的規(guī)模來部署滿足需求的規(guī)模。

容器正在成為新選擇

邊緣計算平臺需要一種技術(shù)在智能網(wǎng)關(guān)或邊緣云中通過隔離主機(jī)資源，實(shí)現(xiàn)分布式計算框架的資源調(diào)度。容器技術(shù)和容器編排技術(shù)成為首選，容器技術(shù)是主機(jī)虛擬化技術(shù)后，最具顛覆性的計算機(jī)資源隔離技術(shù)。通過容器技術(shù)進(jìn)行資源的隔離，不僅對CPU、內(nèi)存和存儲的額外開銷非常小，而且容器的生命周期管理非常快捷，可以在毫秒級開啟和關(guān)閉容器。

容器之所以成為邊緣計算的關(guān)鍵技術(shù)，首先是因?yàn)槿萜鲗Y源隔離帶來的額外開銷非常小，非常適合受限的邊緣資源；其次，邊緣計算平臺的運(yùn)算請求通常是事件驅(qū)動式的，特定的工作負(fù)載通過容器封裝不需要常駐內(nèi)存的特性，恰恰滿足了邊緣計算的要求；最后是因?yàn)楝F(xiàn)在的容器技術(shù)已經(jīng)模糊了IaaS和PaaS的界限，完全可以用容器搭建邊緣云，當(dāng)然是廣義的邊緣云。

賽特斯邊緣云基礎(chǔ)平臺FlexEstack目前采用賽云搭建，采用超融合一體機(jī)形式進(jìn)行交付，通過賦能AI及大數(shù)據(jù)，快速實(shí)現(xiàn)無效低價值數(shù)據(jù)的邊緣智能化處理，已經(jīng)應(yīng)用在工業(yè)、交通、環(huán)保等多個領(lǐng)域。但是在實(shí)際運(yùn)行中，賽特斯發(fā)現(xiàn)邊緣云需要更輕量化，于是開始研究基于容器的邊緣云。邊緣云應(yīng)用最廣的當(dāng)屬三大運(yùn)營商，眾所周知，三大運(yùn)營商都在加大圍繞DC為核心的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，在這個過程中邊緣云是重中之重。既然未來的網(wǎng)絡(luò)是業(yè)務(wù)驅(qū)動，那么容器封裝微服務(wù)很可能會成為主流。隨著運(yùn)營商邊緣計算、超邊緣計算的持續(xù)推進(jìn)，賽特斯基于容器化的邊緣云基礎(chǔ)平臺會越來越多地被應(yīng)用到各行各業(yè)的復(fù)雜應(yīng)用場景中。比如借助邊緣云實(shí)現(xiàn)對幼兒園動態(tài)視頻直播進(jìn)行快照直播、閑時推流；借助邊緣云實(shí)現(xiàn)工廠低延遲的數(shù)據(jù)交互服務(wù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的本地決策控制；借助邊緣云實(shí)現(xiàn)移動警務(wù)的視頻數(shù)據(jù)邊緣緩存等。

邊緣計算不是單一的技術(shù)，是多種技術(shù)融合的產(chǎn)物。如何合理地拆分業(yè)務(wù)，如何平衡資源受限與智能分析之間的資源沖突，如何準(zhǔn)確地將計算下沉至合適的邊緣都是賽特斯在后續(xù)產(chǎn)品規(guī)劃中的重點(diǎn)。賽特斯由智能網(wǎng)關(guān)、邊緣云、柔性邊緣計算管理及編排平臺FlexECO組成的端到端解決方案憑借其通用性、易擴(kuò)展、易維護(hù)、定制化等特點(diǎn)越來越多地受到物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等領(lǐng)域客戶的青睞，相信隨著5G的到來，賽特斯的端到端解決方案必定大放異彩。