什么是“边缘云计算”?可以颠覆云的通配符

什么是边缘计算 ?

边缘计算定义了一种分布式架构,能够实现将应用程序和相关数据在网络边缘进行处理,从而提升整体系统性能。因为边缘计算是在更加靠近用户(数据源)的网络边缘提供弹性资源,从而能很好的解决当前传统云数据中心面临在时延、传输、靠近用户等方面的挑战。

您可能知道,网络的边缘是其覆盖范围的最远范围。云平台是一种网络覆盖,它使多个网络位置成为单个网络域的一部分。因此,边缘云是物理网络最远范围内的单个可寻址逻辑网络,这理所当然。全球范围的边缘云计算应该是一种方法,可以将多个远程数据中心作为单个资源池进行访问——处理器、存储和带宽。

上一段的关键词是“应该”。许多 IT 生产商都将从构建边缘云的技术类型中受益。从理论上讲,分布式应用程序的每个用户都应该从这种即将实现的概念中受益。但是,正如最近的大流行所证明的那样,世界是巨大的,也许在社会意义上,它正在变得更大。由超大规模数据中心运营商运营的网络边缘似乎更接近他们的客户。您可能会认为,电信网络的边缘将位于或靠近它们最远的发射机和基站。托管设施网络的边缘可能位于小型建筑物、偏远校园,甚至一些壁橱和地下室。

至少你是这么认为的。但这些位置都不一定相互交叉。从业务角度来看,这些位置不一定是建立服务器集群最有意义的地方。因此,事实证明,边缘云可能是分布在其运营商核心之外的所有位置的集合,这些位置可以从同一虚拟网络中共同寻址。

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“Edge 本身并不存在,”戴尔科技公司战略和规划高级副总裁马特贝克在今年早些时候的新闻发布会上解释说。“边缘是更广泛环境的一部分:边缘到核心到云。”

因此,您的组织最终可能使用的边缘云可能取决于许多可变因素:

  • 将边缘数据中心连接到网络核心以及公共云数据中心提供商的光纤电缆的可用性。
  • 州和省、市和直辖市渴望激励和振兴边缘设施建设的投资过程,包括税收优惠。
  • 电力供应商与边缘设施运营商进行采购交易的意愿。
  • 边缘设施区域的可持续或可再生三相电源的可用性。
  • 设施运营商的议价影响力,特别是在雇用和与当地资源签订合同以及向城市和市政服务提供低成本或免费服务方面。

边缘云是如何产生的?

典型的联网应用程序具有可通过一个位置访问的单个地址点。在公共云中,该位置可能会发生变化,甚至可能会跨可用区转移,但仍然有一个中央服务器。分布式应用程序的功能可能驻留在网络中的许多地方,包括更靠近数据库或客户的域。

IT 工程师和架构师的梦想——或者,在这个梦想更接近现实的地方,他们的目标——是在那些“边缘”位置分发共同构成应用程序的功能,在这些“边缘”位置,为了用户的利益或服务器(通常是一个或另一个,因为它们位于分发链的不同端)。最初,边缘云概念是实现此目的的一种方式:一种在地图上选择功能最适合部署的点的方法,从战略上讲,并将它们放置在那里。

2014 年,诺基亚贝尔实验室向 IEEE 通信会议提交了一份对边缘云的第一次引用。该论文解释说,边缘节点将是一个存在点 (PoP),提供对网络边缘计算和存储资源的直接访问。所有边缘节点的集合将是一个边缘区域,而使这些节点可互操作的将是某种与核心数据中心的网络命名空间联合。

鉴于这种设置,贝尔实验室设想事情会这样发展:

边缘云是数据中心节点与所有边缘区域的联合。假设边缘云运营商拥有预先存在的传统 IaaS 数据中心云。通过添加边缘云功能,边缘云运营商现在可以扩展云的功能以在边缘网络部署应用程序。

但电信意义上的“应用程序”并不意味着 SAP、Oracle 或 Microsoft Exchange。它们通常是网络功能,其虚拟形式 (VNF) 填充了当今的电信数据中心。电信网络调度程序已经将 VNF 分发到他们需要的地方。将这些服务分发到更多不同位置的优势,至少目前是理论上的——至少在一些电信网络工程师中,这是有问题的。

“边缘云”的各种排列

“边缘云”的定义问题不仅只有一个答案,就像测验中多项选择题的正确答案一样。每个定义都阐明了世界计算基础设施中一个独特而重要的概念。只是,在利益相关者为建立新的利润丰厚的市场而进行的通常不协调的努力中,他们最终会将相同的、引人入胜的名称应用到各自的商业模式中。

“由于需要让数据和应用程序更接近用户,”通信基础设施提供商 Ciena 公司网站上发布的一个定义写道,“边缘云将由数量级更多的数据中心组成,按比例缩小和离最终用户很近。”

边缘云的所有定义中的共同元素,包括下面打印的那些,是应用程序管理员公认的需要指定它们在地图(不是网络地图,而是行星地图)上部署的位置。与典型的公共云不同,在可用区(例如,美国西部、美国东部、澳大利亚)为您提供尽可能多的位置,企业可能更喜欢这样一种选择,即工作负载和位置之间的距离它们被使用的地方被最小化。

1. 作为虚拟基础架构平台,一种边缘云使软件工作负载能够在各种战略区域之间部署,其中之一可以在使用方式和使用人员方面提供最小的延迟。

2. 作为一个物理基础设施平台,ZDNet于 6 月首次向您介绍,边缘云可能是地理上分散的数据中心的集合,这些数据中心以这样一种方式互连,它们可能在网络的一个级别被视为单个领域。

3. 一类完全独立的物理基础设施平台——在这种情况下,由亚马逊 AWS 等公共云提供商运营的较小设施——将数量较少的云连接服务器(比提供商自己的超大规模设施小得多)放置在更大的范围内多个位置,使用电信公司的光纤线路互连——例如,Verizon 的。边缘云的这一概念为用户提供了一种在战略位置实施现有公共云服务的方法。

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4. 在电信行业,出现了一种新的概念,即中心局将其网络功能和客户应用程序分发到远程位置而不改变其功能,从而能够将资源分配到更多的农村和偏远地区。中国电信等将这一概念称为边缘云。Juniper Networks 供应商已将此概念作为真正的产品采用,称为Contrail Edge Cloud。GSMA 公共/私营电信行业合作社将此概念 [如上所示] 描绘为“运营商云”。美国联邦通信委员会似乎已采用此概念作为用于政府目的的边缘云的官方版本 [ PDF]。(尽管有人说 3GPP 组织的多接入边缘计算或 MEC 是它自己的边缘云,但 3GPP 选择不这样称呼它。)

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5. 边缘云模型的另一种排列是完全私有的,甚至可以将完全冷却的独立服务器重新架构为边缘云设备,因此可以更轻松地在本地安装。构建此类设备的公司的一个示例是 Hivecell。这种架构的“云”方面来自公司的商业模式:有效地将这些设备的使用而不是设备本身作为“平台即服务”(PaaS)进行销售。

“‘边缘’这个词是相对的,”在接受采访时,边缘云基础设施平台制造商 StackPath 的首席技术官 Wen Temitim 解释说,他现在是 StackPath 合作伙伴公司瞻博网络的技术和边缘架构副总裁。

“如果您非常关注企业数据中心用例,那么它可能更倾向于数据中心提供商,”Temitim 继续说道。“如果你非常关注最终用户体验,那么你就会更多地考虑移动运营商和有线提供商。”

为什么边缘云很重要?

今天,您的基于公共云的服务和应用程序来自超大规模数据中心。您的流媒体多媒体来自一组不同的数据中心设施,但仍然使用光纤电缆高度连接。通过本文中的“超大规模”,我们是指测量,规划了大型建筑,其构造能够为它的租户部署更大量的计算,存储,内存,带宽和电力非常迅速(通常几天之内)增量。Amazon Web Services (AWS) 可以非常迅速地扩展其任何设施的容量。

边缘数据中心(例如,微型数据中心或 µDC)是一种不同的野兽 – 如果您愿意,可以将其视为超大规模暴龙的速龙。它更小、更灵活,能够部署在更广泛的地点,尤其是包括中小城镇的大都市区。它可以使计算能力更接近数据中心资源的用户,最大限度地减少延迟并提高服务质量。或者,它可以使这种能力更接近渴望与世界上的亚马逊和 Azure 竞争的电信和互联网服务提供商,大概是他们自己的服务质量价值主张。

但是这些较小的设施不能只是从空中空降到位。他们仍然需要连接和电源——不是为电动割草机供电的同一个电源插头,而是三相电源,它在可变气候和操作条件下更具适应性和稳定性。

  • 对比自建机房,边缘计算节点具备业务灵活、低成本开销、可靠性强等优势。
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  • 对比中心云主机,边缘计算节点具备广覆盖、低延时、低成本等优势。
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运营技术 (OT) 与信息技术 (IT) 的区别

边缘系统供应商 Vapor IO 的首席执行官 Cole Crawford 在最近的一次采访中解释说:“随着公司转向虚拟化,不仅在虚拟化,而且在网络层,在那里你放置了一个虚拟网络功能 [VNF],在那里您终止ASN [自治系统编号路由]以将 SD-WAN 功能暴露回某个位置……您必须在边缘考虑在第 3 层设施中可以认为理所当然的事情。边缘不是始终与大型 Tier-3 设施一样具有容错能力。

“因此,如果您使用单相电源,如果您仅使用支持 N 1 的 [有备用电源] 物理数据中心平台,那么突然之间,OpenStack 或Tanzu或者OpenShift,或者任何可以从遥测角度查询的东西,现在需要包括我们所说的 OT 云——一种操作技术能力。在这里,用于分割 CPU、内存、磁盘和网络的编排器,现在正在考虑,’什么是 SLA?我是否使用 UPS 电源运行?使用发电机电源?使用主电源?对我来说存在哪些延迟配置文件?’”

这就是克劳福德所说的,翻译成更像一种通用语言的东西:将计算基础设施的每个部分都放在一个建筑物中会带来很多便利。您可以在几乎任何可以提供的方便的服务器中部署网络的必要功能,例如 VNF,或者您可以启用调度程序,例如 OpenStack(或者,在 CNF 的情况下,例如 Kubernetes 的编排器,其中 OpenShift 是Red Hat 的商业化身),为您做到这一点。

一旦您将所有事物解耦并将部件分布在多个相互连接的设施中,以前通过将所有事物集中在单个建筑物周围来解决的物流问题就变成了一个必须解决的实际问题。Crawford 相信(并且诚然,在某种程度上,可能会指望)这种权力下放是不可避免的。但是,如果不引入新元素来取代中心化的便利性,这些部分就无法再次凝聚起来。这就是 OT 云,它是一个集线器平台,使这个分布式网络具有超大规模云的功能。

在这里,最后是一个悬而未决的问题:谁运行 OT 云?答案可能会在短期内决定谁向客户发送账单。克劳福德认为,从长远来看,它可以重塑整个互联网。

他说:“我相信,这是我们最终试图打造一个行业的灵丹妙药。” “在某个时候——我不知道那是什么时候,我觉得迟早要到来——我们将不再能够机械地干扰互联网,而我们今天正在这样做。”

超规模缩减的可能优势

一种边缘云部署选项——其存在时间比大多数人意识到的要长得多——来自现有较小数据中心设施的所有者和运营商。自 2009 年以来,总部位于弗吉尼亚州赫恩登的 EdgeConneX一直在构建一个全球网络,它被称为“超本地数据中心”——通过私有光纤连接与公共云提供商互连的设施。它是在有线电视提供商 Comcast 和 Charter Communications 的资助下成立的,旨在提供更接近观众的云 DVR 存储容量。

“大约在 2015 年左右,正如我们让内容更贴近消费者一样,”EdgeConneX 首席执行官 Randy Brouckman 在最近的一次采访中表示,“云提供商当然认识到他们需要让云更贴近企业,如果他们想要获得部署了“云边缘”。与世界上最大的超大规模企业合作为 EdgeConneX 开辟了机会,使我们的数据中心更接近我们的客户需要的地方——从技术上讲,我们客户的客户需要他们的地方。这种位置敏感数据中心的概念是至关重要的是,无论您是在云边缘附近构建大型核心节点,还是我们可能会想到的“边缘边缘”节点。我们能够证明数据中心的核心架构和设计可以从 2-10 兆瓦扩展到数十兆瓦。”

Brouckman 补充说,CSP 和企业数据中心客户有三个共同的需求:更低的延迟、更高的性能和更低的成本。从理论上讲,后一组的工程可能与前一组的工程没有什么不同,特别是因为两者可能同样投资于工业物联网、5G、AI/ML 和云游戏等应用类别。

至少有少数架构可用于构建 Brouckman 所说的“位置敏感数据中心”网络。这些设施将更接近客户、更接近数据、更接近互连路线——更接近某物,并且有充分的理由。目前,正是这个原因将是一个跳球。

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