5G时代,边缘计算平台开源新趋势

作者简介:姜伟,东南大学硕士,紫金山实验室未来网络研究中心/工业互联边缘计算工程师,专注于边缘计算领域云化平台开发,微服务架构研究。

边缘计算的兴起

近年来,随着万物互联时代的到来,网络终端设备及IoT设备的普遍应用,数据总量呈爆发式增长的态势,而随着5G商用的逐步推进,在工业互联网、自动驾驶、物联网等领域呈现出旺盛的市场需求。根据Gartner的数据,到2025年,大约75%的数据将需要在边缘进行分析和处理,如何高效、及时、准确的处理这些数据,是近几年科技工作者重点攻关的课题。

国际标准组织 ETSI 定义MEC(Multi-Access Edge Computing)为在移动网络边缘提供 IT 服务环境和计算能力,强调靠近移动用户,以减少网络操作和服务交付的时延,提高用户体验。随着 5G 技术的逐步成熟,MEC作为 5G 的一项关键技术成为行业上下游生态合作伙伴们共同关注的热点。

边缘计算平台

在边缘计算环境下,数据具有异构性且数据量庞大,处理这些数据的应用也多种多样,不同应用所关联的计算任务不尽相同,同时面对不同应用场景,边缘计算需要实现的功能又有所差异,极大的提升了计算任务管理的复杂性。因此,边缘计算平台被适时提出来。

边缘计算平台,统一管理了边缘侧的网络、计算以及存储资源,并提供基础的功能,如设备接入、安全校验、监控等,形成统一的接口、统一的架构、统一的管理,最大程度地帮助用户降低开发和运维成本。

根据边缘计算平台的设计目标和部署方式,可将目前的边缘计算开源平台分为3 类:面向物联网端的边缘计算开源平台、面向边缘云服务的边缘计算开源平台、面向云边融合的边缘计算开源平台,本文主要介绍几个具有代表性的面向边缘云服务的边缘计算平台。

CORD

CORD 是为网络运营商推出的开源项目,旨在利用软件定义网络(SDN)、网络功能虚拟化(NFV)和云计算技术重构现有的网络边缘基础设施,并将其打造成可灵活地提供计算和网 络服务的数据中心。现有网络边缘基础设施构建于由电信设备供应商提供的封闭式专有的软 硬件系统,不具备可扩展性,无法动态调整基础设备的规模,导致资源的低效利用。CORD计划利用商用硬件和开源软件打造可扩展的边缘网络基础设施,并实现灵活的服务提供平台,支持用户的自定义应用。

中国联通2016年发起成立CORD产业联盟, 意在整合传统运营商、CORD制造商、芯片厂商、软件服务商等各方优势资源的同时,将开源开放的理念引入到合作中。2019年中国联通网络技术演就演和下一代互联网国家工程中心-全球SDN测试认证中心牵头,联合10余家供应商和合作伙伴,共同宣布成立中国CORD产业联盟测试工作组,基于CORD开源组织的体系架构和软件平台,汇聚整个产业的能量,实现协同创新和合作共赢,促进边缘计算的发展。

图1 CORD硬件架构图

图2 CORD软件架构图

Akraino EdgeStack

Akraino EdgeStack是一个面向高性能边缘云服务的开源项目,并为边缘基础设施提供整体的解决方案。Akraino EdgeStack致力于发展一套开源软件栈,用于优化边缘基础设施的网 络构建和管理方式,以满足边缘计算云服务的要求,比如高性能、低延迟和可扩展性等。Akraino EdgeStack项目涉及的范围从基础设施延伸至边缘计算应用,其范围可以划分为3个层面。

在最上面的应用层面,Akraino EdgeStack致力于打造边缘计算应用程序的生态系统,以促进应用程序的开发。中间层面着眼于开发中间件和框架以支持上面层次的边缘计算应 用。在最下面的基础设施层面中,Akraino EdgeStack将提供一套开源软件栈用于优化基础设施。此外,Akraino Edge Stack为每种使用案例提供蓝图以构建一个边缘计算平台。每个蓝图是涵盖上述3个层次的声明性配置,其中包括对硬件、各层面的支撑软件、管理工具和交付点等的声明。

Akraino EdgeStack 基于使用案例提供边缘云服务,可部署于电信运营商的塔楼、中央端局或线缆中心等。其应用领域包括边缘视频处理、智能城市、智能交通等。

2020年8月12日,LF Edge宣布推出Akraino的R3版本(Akraino R3)。Akraino的第三个版本是迄今为止最为成熟的版本,它提供了功能齐全的边缘解决方案。这些方案应用于全球的组织,从而在全球范围内实现多种边缘部署。新的蓝图聚焦于MEC、人工智能/机器学习、云边缘领域。此外,社区还对发布了新白皮书,以引入通用的开放边缘API标准来对齐行业标准。

图3 Akraino 框架图

EdgeGallery

2020年8月6日,5G边缘计算平台EdgeGallery正式开源。EdgeGallery是华为联合运营商,垂直行业伙伴发起的一个MEC边缘计算开源项目,目的是打造一个符合电信产业 “联接+计算”特点的边缘计算公共平台,实现网络能力(尤其是5G网络)开放的标准化和MEC应用开发、测试、迁移和运行等生命周期流程的通用平台。通过开源协作构建起MEC边缘的资源、应用、安全、管理的基础框架和网络开放服务的事实标准,实现同公有云的互联互通,在兼容差异化异构边缘基础设施的基础上,构建统一的MEC应用生态系统,释放5G潜能,使能千行百业。

图4 EdgeGallery项目

EdgeGallery不仅是一个MEP平台,未来更是一个面向应用和开发者的端到端解决方案,将为应用开发者、边缘运营及运维人员提供一站式服务。社区致力于让开发者能更便捷地使用5G网络能力,让5G能力在边缘触手可及;通过边缘原生的平台架构,让边缘业务可信可管;通过无码化集成、在线IDE工具、统一应用入口等实现多元开放的边缘生态,让应用轻松上车,商业可复制,最终实现5G ToB生态的繁荣,为企业和社会带来经济价值。

图5 EdgeGallery部署视图

从部署视图中可以看到,平台以中心+边缘形态分布,中心节点承担部署管理等相关操作,并且可以根据需求部署开发者平台和应用仓库,方便应用开发、测试和部署。而边缘节点则承担应用底层的基础设施的角色,为应用的运行提供各类资源以及相关的管理操作。

EdgeGallery是ETSI MEC的参考实现,EdgeGallery在实现相关功能和API的过程中,会充分参考和借鉴ETSI的相关定义和标准,同时EdgeGallery也会根据实践过程中的场景需求,灵活调整和优化相关标准,并通过实践来验证这些修改,相关的修改会积极提交到ETSI标准组织,促进ETSI标准的优化和成熟。

结语

5G时代,边缘计算作为一个重要的热点领域,吸引了众多厂商和研究机构的目光,各种平台也不断涌现。通过分析来看,各平台所用到的技术栈基本一致,在部署形态以及应用场景方面体现出差异性。而在笔者看来,真正能推动平台前进和普及的除了契合的应用场景,平台上的应用开发和推广也必不可少。

EdgeGallery作为一个新兴的边缘计算开源平台,积极吸取优秀平台的架构设计经验,并提出服务边缘App生命周期的构想,为工业互联领域的各类应用提供统一的闭环生态。在社区的参与者中,包括CT领域的华为、运营商移动和联通、IT领域的腾讯、Paas领域的九州云、研究领域的信通院、紫金山实验室,可以说汇聚了各类领域的头部组织。社区目前集成了各方资源,可以提供端到端的5G测试环境,方便应用在真实场景下部署运行,平台发展前景可期。

紫金山实验室作为EdgeGallery开源社区的高级会员,也一直积极参与其中。工业互联边缘计算是实验室的重点课题之一,旨在发掘工业场景下潜在需求,推动IT、CT、OT的有机融合,降低工业生成升本,提升效率,促进中国制造业产业转型升级。后期会推出一系列文章,详细介绍EdgeGallery各个组件功能,跟踪社区发展动态,欢迎大家持续关注!


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jathons 发表于20-08-20
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