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边缘计算与算力网络

2020-11-17 11:38

边缘计算与算力网络

2020 年 11 月 7 日,由边缘计算社区主办的全球边缘计算大会在北京成功召开,作为业内首个专门为边缘计算人打造的行业盛会,此次活动现场共有超过500+来自政、产、学、研、用各界的企业负责人、权威技术专家、通信科技从业者、边缘计算研究者、边缘计算投资机构等参会,共话 5G•边缘计算议题及真知见解,反响十分热烈。

边缘计算与算力网络

边缘计算社区很荣幸邀请到中国电信研究院5G开放实验室雷波主任出席参与大会,从运营商的视角和大家聊边缘计算与算力网络。以下为雷主任演讲实录,原汁原味,希望对您有帮助。

大家都觉得边缘计算是运营商应该做的事情,其实在三四年前第一次接触边缘计算的时候,一位思科的专家跟我们讲,边缘计算是做不起来的,因为当时的硅谷没有针对边缘计算的初创企业,他认为判断一个技术成熟与否就看硅谷有多少跟这个技术相关的初创企业,但当时硅谷没有。


后来我们越做越深入,发现有可能边缘计算包括5G以及算力网络真的在国外是做不起来的,原因很简单,因为国外不像中国地大物博,中国肯定需要这些东西,老外不一定需要。现在可以看得出来各方对于边缘计算这些产业都是越来越看重,我们越来越认为在这个方向能够做出很多有用、有价值,甚至中国可以引领世界的东西出来。

边缘计算与算力网络

上图是今年我们在“绽放杯”的一个项目,核心点就是中国电信和友商一起想在5G、2B或者2C做些创新,我们的5G网络和现有的4G或者基础网络有什么差异性?能够带来什么新的东西?这些就是“绽放杯”的目标,中国电信的同事按照这个目标,结合边缘计算的技术,包括5G、MEC、云边协同、数字孪生平台,我们做出了数字孪生平台这样一个面向5G智慧商业的平台。这个平台可以在大家逛商场的时候提供一些更为智能化、动态化甚至有趣的活动,比如某个商铺会告诉你今天有打折券优惠,或者想买什么东西,看了第一个商铺就会给你找到第二个商铺。


做到这些我们需要大量的计算、边缘的计算。边缘计算有很多难点,因为大家也做了好几年的边缘计算,我们在各个地方推广边缘计算,但边缘计算有一个特别难的地方,就是什么叫做边缘计算?


昨天我们和华为、联通、移动的几位专家召开内部会议的时候一直在争论一件事情,怎么定义边缘计算、边缘云、云边缘?为什么叫做边缘?大家可以从这个角度想一想,也可以结合之前邬院士发布的新的边缘计算十问。


为什么我们叫它边缘?其实从三个定义来看,我们要把边缘计算做起来需要什么?或者边缘计算本身是什么东西?

边缘计算与算力网络

边缘计算不只是一个网络和计算,应该是一个OICT,就是包含工业互联网、物联网、计算专业和网络专业,各个专业融合在一起的方案才是边缘计算,只有把每个东西都做好了,我们才有可能把边缘计算畅想的那些东西呈现出来。


我们最开始做边缘计算的时候就遇到了这样一些常见的问题,明明把服务器和边缘计算的节点部署到了距离客户最近的位置,结果测试效果并不好,为什么?因为我们的网络并没有改动,底层的网络还是按照传统的方式来做,比如5G或者某个无线网络还是通过回传的方式再回来,所谓的边缘计算的优势基本上是不复存在了。

当然工业互联网当中要解决这个问题就更简单,直接就在边缘计算节点拉一根线到工业互联网,但我相信那肯定不是主流的方案,因为未来我们要靠5G和新的技术体现的时候可能还是要从基础的角度重新判断一下我们该怎样做边缘计算。

刚才给大家讲的是现实当中做边缘计算会出现什么问题,再看一个更高层的问题,就是边缘计算会给我们带来哪些更多的麻烦?

边缘计算与算力网络

图中大家可以看到,实际上我们的网络是自成一个体系的,以前从客户到公有云、云计算或者DC都是一条很明确的路线,我们做这些东西的时候只有一个选择,就是买哪家的网络和云服务更好,对比的是同一档次的产品,边缘计算又给我们带来了另外一个选择。


因为我们的计算节点会部署在网络的各个层面,换句话说,可以买我们部署在核心机房的云计算节点,也可以买我们部署在边缘的计算节点,那么就可以考虑是买一个离我比较近的计算节点和便宜的网络更好,还是买一个距离非常远的计算节点,比如阿里云也有相同的能力,我们在很多风景非常好的地方部署了很大的机房,计算成本也非常低,报的价格也非常低,但要有一个稳定的专线过去,所以价格就会很贵。

边缘计算会带来这样一个很大的差异性,就是我们的选择更多,因为这些选择的多样性,我们的基础网络和整个运营生态都会发生极大的变化。因此我们成立了一个专门的工作组研究网络和边缘计算之间的关系,其实这个工作组最核心的诉求就是要站在边缘计算的视角重新来看我们的网络该怎么做。

边缘计算与算力网络

去年我们想如果站在边缘计算的角度,参照云计算的模式,其实可以把我们的网络分为三个层面:从用户接入到边缘计算节点,边缘计算节点内部,以及边缘计算节点到其他计算节点,下面逐一地为大家简单介绍一下我们对这三段的考虑。

边缘计算与算力网络

大家看到图中的是边缘计算接入网络,但这只是一个逻辑划分,并不代表某种具体的网络技术。这种网络当中包含各类技术,但无论是哪一种技术,要给客户带来的是什么?换句话说,我们的边缘计算要实现的话需要什么东西?比如ECA当中需要融合,题目当中也有工业互联网,OT域和CT域,尤其是5G网络当中应该怎样和工业互联网、工厂内网互联,这是我们需要考虑的部分。所有讲到边缘计算优势的时候一定会讲到低时延,但不能出现绕路,必须保证接入的方式直达边缘计算节点,还有大带宽、大连接和高安全性,各个层面的东西都是需要在ECA当中考虑的,通过考虑这些东西反推现有的网络技术和网络架构是否能够满足要求。

边缘计算与算力网络

ECN模仿的是DCN,就是数据中心内部网络,属于和我个人的经历有关系,因为之前我做过很长一段时间数据中心网络的研究,当时发现其实数据中心网络当中做得很好,完全移植到边缘计算节点一点问题没有,我们可以做到高带宽、大通量,但是就有一个问题,成本太高,我们不可能为每一个边缘计算节点部署一套完整的高等交换机,需要能够满足需求但又能够降低成本的方式来做这件事情。


现在来看我们ECN就和传统的方式不一样,就像刚才看到视频当中也有提到紧凑型的机柜,可能这就是我们需要发展的。有些时候这种技术做大很难,要往小做成低成本满足要求也挺难,所以我们觉得这也是很值得探讨的方向。

边缘计算与算力网络

所谓的ECI和DCI是对应关系,我们认为边缘计算也存在互联需求,不同的边缘计算节点和云节点之间也是需要互联互通甚至互操作的,这些东西可能对现有的整个网络技术方案有很大的冲击和影响。


总结来看,我们当时在白皮书和后来的宣讲都做了很多相关的工作,现在以IP为基础的Best Effort网络存在一些问题,比如有损、尽力而为,未来我们需要向主动安全、算力网络、无线接入等等方式进行演进。因为这些东西的范畴很广,我们可以直接写一本书出来,要是今天我讲的话估计可以给大家讲上一整天,但由于时间有限,只给大家讲一小段我们最新提出的算力网络的东西。

边缘计算与算力网络

这是我一直给高校老师看的一张图,我们认为有边缘计算之后会给整个业界带来这样的影响,最大的系统受益的角度,其实拥有边缘计算,整个计算模型和布局模型跟传统的只有一个选择的那种模型是差别很大的。


我们简单地推导了一下,就是所谓的NP难的问题,要是在工程和运营当中解决这个问题其实更难,因为学术方面我们简化了很多东西,需要实施和优化的话很难。针对这个问题业界其实也有不同的声音,算力网络算是一种方式,泛在计算是另外一种方式,云边协同可能也是一种方式,今天重点和大家介绍一下算力网络这种方案。

边缘计算与算力网络

算力网络方案包含基础的商业逻辑,因为有了边缘计算之后,我们边缘计算的提供方包含哪些?现在大家要购买云计算没有太多的选择,每次云计算的报表排名也就是那么七八个主流的厂家,基本上选择一个就够用了,但边缘计算不一样,每个城市甚至每个街道、每个社区要遇到边缘计算的供应方都不一样。

就像我们三个运营商想做边缘计算,互联网企业也在做边缘计算,国网、铁塔都可以做边缘计算,只要有一块地和稳定的供电,购买服务器扔在那里,然后去找一方把计算节点连接进入大网就可以做边缘计算了。在这种情况下,客户使用者怎么找到提供方?提供方怎么把东西卖出去?这个事情其实就是我们需要考虑的事情,换句话说就是刚才的那句话,我们可能遇到了新的商业问题,如何把最佳的算力资源卖到最适合的客户那里?我们从这个角度考虑这个事情。


应该怎么做呢?因为我们是电信运营商,网络做得比较多一些,所以考虑的角度是从网络解决这个问题。传统的路由协议传递的是路由信息,也是节点通达的信息,算力网络就是希望在这上面扩展,就是多传递一些信息行不行。比如把每个节点的算力信息通过我们的网络进行分发,大家可能都学过BGP,BGP的扩展当中不但把路由信息放上去,算力节点的资源信息也放上去,这样的话每个节点不但会收到对应的路由表象,也会收到一个算力的分布图。


结合算力的分布图和路由表项,我们可以给每一个消费者画一张视图,意思就是当把你的物理位置固定好了,可以告诉你距离最近的逻辑上的距离范围,就是固定的时间当中能够碰到哪些算力节点。这些算力节点位置可能是不一样的,可以通过这种方式选择最适合自己的,因为有的可能报价很高,有的可能报价很低,我们做一套系统可以让你在这个平台上像天猫和京东一样选择最适合自己要求的,能够满足自己支付意愿的方式,这些就是我们整个算力网络总体的思路。

边缘计算与算力网络

刚才我给大家讲的只是最基础的理念,要是继续往上看的话,算力网络可以做到更多的事情。首先可以对基础资源进行选择,无论是存储还是计算节点,我们都可以通过一张网络的视角看待它的存在。我们把每一个离散的资源信息关联起来,形成一张整体的视图,我们在这张视图上面可以做更多的选择,给到大家更多的选项。因为现在AI领域当中算法已经成为了一种资源,未来我们可以提供给大家更多的算法资源匹配这些东西,能够让大家开发新的应用的时候更为简单高效。


实际上通过算力网络的方式,我们可以把这个事情写得更多、做得更好,然后把整个网络的价值重新从哑管道让客户选择的角度变成真正实现融合,无论是云网融合还是算网融合,能够真正把基础的资源和上层的这些业务进行融合,从而为大家提供更好的服务。


这是一个比较偏技术领域的东西,就是现在我们做算力网络的方案,集中式的比较简单一点,可以模仿SDN分发节点的资源信息,当然也有分布式的方法,比如BGP路由协议,混合的方式就是可以通过分布式路由发放信息,然后通过集中化的控制平面进行交易和调度。


最后再做一个简单的介绍,因为我的Title是5G开放实验室,其实未来的算力网络以及5G2B行业的事情,中国电信已经建立起专门对行业客户的开放实验室,我们也是希望和大家一起共同促进5G行业的应用。

边缘计算与算力网络

可能这和纯粹的5G技术研究标准不太一致,所以我们主要是对外的一些东西,包含我们做的测试平台等等。我们基于线网和边缘计算搭建面向5G、工业互联网的测试床,可以通过这个测试床进行验证,就像刚才给大家提到的算力网络,希望在这个测试床上进行验证,然后把这种方式很好地论证出来,边缘计算究竟能够给客户带来什么,究竟能够改变什么,边缘计算自身该往哪个方向发展。


感谢大家阅读,公众号后台回复关键字“leibo"可以获取雷主任演讲PDF。


对算力网络感兴趣的同学可以去京东上购买一下雷波主任团队的新作《边缘计算与算力网络》,本周上市!

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