在数字化浪潮席卷全球的今天,数据洪流以前所未有的速度增长,对现有的网络基础设施提出了严峻的挑战。为了应对这一挑战,边缘计算应运而生,它将计算和数据存储推向网络边缘,更靠近用户和数据源,从而大幅降低延迟、提高效率并催生全新的应用场景。
在最近举行的2019边缘计算产业峰会上,行业专家汇聚一堂,探讨了边缘计算的未来发展方向。一个重要的里程碑是,一份具有里程碑意义的行业报告——《运营商边缘计算网络技术白皮书》正式发布。这份白皮书是由行业内的顶尖专家组成的团队共同努力的结晶,它首次全面地梳理和提炼了各种边缘计算场景对网络提出的核心需求,为整个行业的未来发展指明了方向。
在这本白皮书的字里行间,跃动着的是对于未来互联世界的深刻洞察。它不仅仅是一份技术文档,更是一张通往全新数字体验的蓝图。它将各种边缘计算场景的网络需求总结为了七大关键方面,这些需求既是对现有网络的挑战,也是推动网络技术革新的强大动力:
七大关键需求:构筑边缘计算网络的基石
1. 无处不在的多接入: 边缘计算的魅力在于其能够渗透到社会的各个角落,无论是在繁忙的都市街道,还是在偏远的乡村地区,用户都需要通过各种接入方式,包括固网和移动网络,无缝地连接到边缘计算资源。这就要求网络能够支持灵活多样的接入模式,确保用户随时随地都能享受到边缘计算带来的便利。
2. 坚如磐石的可靠连接性: 在边缘计算环境中,数据的传输必须稳定可靠,任何中断都可能导致严重的后果,尤其是在对实时性要求极高的应用场景中,例如自动驾驶和远程医疗。因此,网络需要具备强大的容错能力和冗余机制,确保连接的稳定性和可靠性,为各种关键应用保驾护航。
3. 无缝的边云协同: 边缘计算并非孤立存在,它需要与中心云紧密协作,共同构建一个完整的计算生态系统。边缘计算负责处理本地的实时数据,而中心云则负责处理大规模的离线数据分析和存储。这就要求网络能够实现边缘和云之间的无缝协同,确保数据的顺畅流动和资源的优化配置,从而发挥出整体的最大效能。
4. 智能的算力调度: 不同的应用场景对算力的需求千差万别,有的需要强大的计算能力,有的则更注重低延迟。边缘计算网络需要具备智能的算力调度能力,能够根据应用的需求,动态地分配算力资源,并选择最优的节点来处理业务,从而实现资源的精细化管理和利用。
5. 开放融合的互联互通: 边缘计算的蓬勃发展离不开开放和融合。运营商的网络需要与各种园区网络实现互联互通互操,打破信息孤岛,实现资源的共享和协同。同时,还需要建立安全互信机制,确保数据的安全和隐私,为各种创新应用提供坚实的基础。
6. 灵活的异构接入: 在现实世界中,存在着各种各样的接入网络,包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等。边缘计算网络需要能够支持各种异构接入网络,实现不同网络之间的互联互通,从而满足各种复杂场景的需求,例如智能工厂和智慧城市。
7. 极致性能的确定性网络: 某些应用场景对时延和带宽有着极致的要求,例如工业自动化和增强现实。这就要求边缘计算网络能够提供确定性的时延、高带宽和高并发能力,确保应用的流畅运行和卓越的用户体验。
四大挑战与六大关键点:加速5G MEC网络建设
《运营商边缘计算网络技术白皮书》不仅提出了七大关键需求,还针对运营商的5G MEC(Multi-access Edge Computing,多接入边缘计算)网络建设,提出了四大挑战和六大关键点,为运营商指明了前进的方向。
四大挑战:
1. L3VPN覆盖挑战: UPF(User Plane Function,用户面功能)的下移需要无线核心网的业务端口下移,增加了L3 VPN的覆盖需求。
2. 边云协同挑战: UPF需要和中心云中的 control plane 和管理系统通信,对运营商承载网提出了边云协同需求。
3. 固移融合接入挑战: MEC需要提供无缝的FMC(Fixed-Mobile Convergence,固移融合)业务,需要ECA提供多接入,跨越无线网络和固网的连接。
4. 现场MEC挑战: 企业园区里的基站和MEC需要低延迟的直连,且保证企业重要业务数据不出园区。
六大关键点:
1. 最短ECA: 缩短ECA(Edge Computing Access,边缘计算接入网络)的距离,减少网络传输延迟。
2. 低延迟分片: 实现网络的切片,为不同的应用提供差异化的QoS(Quality of Service,服务质量)保障,尤其要保证低延迟业务的需求。
3. ECN中路由器的集成通信能力: 增强ECN(Edge Computing Network,边缘计算内部网络)中路由器的通信能力,提高数据传输效率。
4. ECI多点通信: 支持ECI(Edge Computing Interconnect,边缘计算互联网络)的多点通信,实现边缘节点之间的互联互通。
5. 边云协同: 实现边缘计算和云计算的协同,充分发挥各自的优势,构建一个完整的计算生态系统。
6. 运营商网络和企业网的安全互通: 建立安全互信机制,确保运营商网络和企业网络之间的安全互通,为各种创新应用提供安全可靠的保障。
边缘计算网络技术体系:三大组成部分
为了更好地理解边缘计算网络,白皮书首次提出了边缘计算网络技术体系,将相关的网络基础设施分为三个主要部分:
• ECA(Edge Computing Access,边缘计算接入网络):这是边缘计算网络技术体系中至关重要的组成部分,它需要具备融合性、低时延、大带宽、大连接和高安全等特点。ECA的核心思路在于缩短边缘计算系统与用户系统之间的距离,减少流量在网络中的绕行,从而降低延迟、提高效率。
• ECN(Edge Computing Network,边缘计算内部网络): ECN更强调架构简化、功能完备、无损性能以及边云协同的集中管理体系。由于边缘计算系统规模通常小于云计算系统,因此扁平架构和融合架构等方案成为ECN的发展方向。
• ECI(Edge Computing Interconnect,边缘计算互联网络): ECI相比于DCI(Data Center Interconnect,数据中心互联网络)更为复杂多变。边缘计算系统需要与多种类型的系统连接,包括云计算系统、其他边缘计算系统和用户自建的系统等。因此,ECI需要连接更多不同的对象,同时还需要考虑到在边边协同的基础上提供低时延的网络性能。
拥抱边缘计算,共创美好未来
《运营商边缘计算网络技术白皮书》的发布,标志着边缘计算产业进入了一个新的发展阶段。它不仅为运营商的5G MEC网络建设提供了重要的指导,也为整个行业的发展指明了方向。