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深耕邊緣計算 揭秘阿裡雲邊緣雲網一體化的技術實踐

過去兩年,5G和邊緣計算技術作為一種新型基礎設施受到産學研用各界的廣泛關注,何種超級應用場景會随之出現并率先得到規模化應用,成為産業最熱議的話題。“應用的規模化一定與5G與邊緣計算的技術特性強相關。”在2020雲栖大會邊緣計算技術應用創新專場上,阿裡雲資深技術專家楊敬宇表示。

消費和産業視訊場景 雙輪驅動邊緣計算

與3G、4G相比,5G突出的技術特性是大帶寬,大連接配接,低延遲時間高可靠,核心網支援雲上部署,同時支援網絡切片和終端流量邊緣分流,原生适合部署邊緣計算(MEC)。在這樣技術特征之下的5G時代,視訊體驗的更新将率先被激活。沒有了網速的束縛,視訊消費體驗與産業應用的程序将迎來躍進式發展。

在消費側,更高清、大容量、互動式的視訊媒體形式将快速得以應用,4K/8K超高清視訊、VR/AR沉浸式體驗、3A大作的超真實雲遊戲等走進大衆生活;在産業側,視訊資料在交通、教育、新零售、工業、城市治理等各個行業的應用加速規模化落地。

5G将是一個基于互動式視訊、高清視訊的時代,在這個時代,視訊的大帶寬、低延時的特點給雲計算基礎設施提出了新的挑戰,如何讓計算在邊緣和中心結構化分布、以體驗為基礎進行應用計算架構設計、最大化降低核心網的傳輸成本,是5G時代每個場景都需要去思考和解決的問題。

深耕邊緣計算 揭秘阿裡雲邊緣雲網一體化的技術實踐

楊敬宇認為:作為5G的孿生技術,邊緣計算具備節點數量多、分布廣泛、距離終端更近、通路延時低、彈性伸縮等特點,是應對視訊大規模應用的最佳解決方案,可以廣泛适配當下各個行業海量視訊資料的計算和分發需求。

CDN on ENS:一路進階的阿裡雲邊緣計算

邊緣節點服務(ENS)是阿裡雲在2017開始研發的一款邊緣計算産品,基于全球2800多個CDN節點,阿裡雲逐漸将CDN節點設施進行技術更新,通過CDN跑在ENS上,阿裡雲邊緣設施從加速型業務逐漸向邊緣雲網一體化服務演進。目前,阿裡雲邊緣計算已經實作了300+節點在全國省會城市以及熱門地區三線城市的全域覆寫,将計算的時延控制在10毫秒以内。

一年前的2019杭州雲栖大會上,阿裡雲曾定義邊緣計算為城市計算,其核心理念就是以城市為機關逐漸部署ENS節點,并與阿裡公共雲基礎設施和生态應用打通,側重提供本地消費應用和産業計算服務。一年後的今天,阿裡雲CDN系統、RTC系統、城市物聯網、工業網際網路平台、雲遊戲、雲桌面以及達摩院的視覺計算平台等一批PaaS平台及應用已經平滑地部署和運作在ENS之上。

楊敬宇在演講中分享道:目前,ENS已經具備多種計算形态(虛機、容器、安全容器、數字孿生計算)、多種存儲服務(高可用塊存儲、檔案存儲、邊緣視圖緩存、CDN緩存)、多種網絡服務(網際網路IP、VPC網絡、網際網路IP+VPC混合網絡)以及融合安全(節點安全、網絡安全、系統安全)等全方位能力,繼承了阿裡雲自主知識産權的飛天系統的很多優秀技術特性。

深耕邊緣計算 揭秘阿裡雲邊緣雲網一體化的技術實踐

此外,ENS不僅在安全性、可靠性方面完整繼承中心雲的特征,而且可以根據需要随時進行生産和擴容。在應用層,基于垂直化場景對節點的計算能力進行排程,CDN負責分發,RTC系統提供業界領先的音視訊能力。在邊緣,大量部署視訊直播點播PaaS平台,使流量的成本降到最低。這套體系和中心雲、飛天IoT作業系統進行有效協同,實作了雲-邊-端的完整計算體系和架構,提供了阿裡雲無所不在的計算能力,可以廣泛應用到各種場景中。

聚焦雲網一體化 ENS基礎設施全面更新

邊緣計算作為中心雲計算的延伸,天然具有分散部署、廣域覆寫、環境複雜等特性,也正因為這些特性,邊緣計算和邊緣網絡必須形成雲網一體才能讓計算變得更靈活,适用于更多的應用場景。會上,楊敬宇介紹了阿裡雲邊緣計算雲網一體化基礎技術研究的兩個方向。

深耕邊緣計算 揭秘阿裡雲邊緣雲網一體化的技術實踐

協同網絡:優化節點、中心雲與終端網絡的資料互通

基于廣泛的節點能力,阿裡雲建構了ENS協同網絡,實作了終端-邊緣、邊緣-邊緣、邊緣-中心的一體化協同,為上層業務應用屏蔽複雜的網絡環境,為邊緣計算、中心計算之間提供優質、安全的網絡連接配接能力,提升資料互通效率。

例如,線上教育,網絡直播等諸多應用場景中都存在節點間執行個體内部資料互動、與中心雲及終端園區網絡的執行個體資料互通需求,ENS的協同網絡基于邊緣組網、安全加速與網絡切片三大技術特征,幫助上述場景完美應對挑戰。其中,邊緣組網可以根據自身需求将邊緣節點間的執行個體私網打通,形成可軟體定義的VPC網絡;安全加速具備多徑加速功能,同時通過隧道技術實作了承載網的資訊安全,有效抗擊節點間的網際網路、網絡抖動和跨網等問題;網絡切片則是ENS提供一種軟體定義的專網服務,有效保障通信品質,未來當5G網絡切片服務開放後,ENS切片網絡可以跟5G切片服務打通,最終為客戶提供端到端的網絡切片服務。

協同計算:為終端數字孿生計算場景提供簡單易用的邊緣雲

随着5G和邊緣計算等新技術逐漸解決了傳輸帶寬,傳輸時延等技術問題,終端的計算雲化就成為一種可能。楊敬宇表示:未來的新型終端将主要用于實體世界到數字世界的資訊轉換,鍵鼠、顯示器等傳統的人機互動功能都屬于這一範疇,終端會朝3D感覺、沉浸式體驗方向進一步發展。而每個實體終端在數字世界都會建立數字孿生計算體,用于完成終端的計算部分。

ENS協同計算為終端數字孿生計算場景而生,雲遊戲雲桌面PaaS平台隻需在ENS上對應注冊建立一個數字孿生計算體,并與實體終端的身份ID進行配對後,即可實作與手機使用基站相似的體驗,完成就近的孿生計算服務,無需關心數字孿生體具體部署在哪裡,這一切都由ENS來完成。

深耕邊緣計算 揭秘阿裡雲邊緣雲網一體化的技術實踐

ENS協同網絡與協同計算能力,可以解決雲邊端及邊緣節點間的系統協同問題,使使用者免于部署和維護複雜的分布式計算設施,實作真正的簡單易用。

深耕城市場景 邊緣計算+城市應用正當時

依托阿裡巴巴豐富的生态應用優勢,阿裡雲邊緣計算不斷探索和試點,已經在新交通、傳媒、教育、家庭娛樂、生産制造等多個本地化城市場景中有了很好的落地實踐。

在智慧交通領域,阿裡雲邊緣計算疊加AI能力,為甘肅公交建集團搭建了智慧高速系統,實作高速視訊的點播、直播,智能檢測、資料可視化,讓交通視訊就近上雲處理,視訊延時降低到10毫秒級,交通事件視訊AI計算響應時間提升70%,讓公路安全事件處理效率提升80%,真正做到了交通全域态勢感覺,讓高速更加智慧,服務水準得到了極大的提升。

深耕邊緣計算 揭秘阿裡雲邊緣雲網一體化的技術實踐

在車聯網領域,阿裡雲邊緣計算為首汽約車提供實時視訊流、編解碼、音頻回傳轉碼、直播轉發、圖檔抓取等業務的就近分發與排程,大幅減少資源消耗,提升AI業務效費比,利用天然的地域可靠性優勢,不僅能支撐車路協同、車聯網等業務迅速落地,同時是發揮5G下V2X應用的最佳選擇,打通決策、感覺、分析鍊路。

在新零售領域,阿裡雲邊緣計算與盒馬聯合打造了新零售視訊大資料系統,使得盒馬上雲建設成本降低了50%以上,提升門店管理效率,同時讓消費者享受更便捷的購物環境,助力新零售行業數字化更新。

在教育領域,阿裡雲邊緣計算和好未來共建智慧教室、智慧課堂,數萬路教育視訊聯網快速上雲,系統搭建周期縮短至2天以内,快速實作教育場景的網際網路數字化應用更新,在疫情期間支援‘停課不停學’,全面提升教育領域的授課覆寫率和課堂效率。

在廣電傳媒領域,華數傳媒以阿裡雲邊緣節點服務(ENS)為平台底座,打造了一張全國廣電的内網CDN,進行靈活擴容和便捷運維,同時基于ENS邊緣直播轉碼能力優化流媒體直播體驗。此外,依托ENS的邊緣算力、邊緣存儲能力,華數傳媒與阿裡雲協同組建智慧廣電城市雲,将為智慧社群、智慧園區、市政管理、智慧校園等應用提供城市級雲基礎設施。

深耕邊緣計算 揭秘阿裡雲邊緣雲網一體化的技術實踐

在IoT智能終端領域,天貓精靈基于阿裡雲邊緣計算節點的終端雲化能力,通過毫秒級實時連接配接,将終端本地應用遷移至阿裡雲邊緣雲端,實作了更低的終端硬體成本、更豐富的雲應用種類、更平滑的使用者體驗,加速打造泛娛樂應用生态。

除此之外,阿裡雲也在智慧工地、明廚亮竈、家庭娛樂、雲遊戲等垂直領域拓展了諸多5G邊緣計算的應用創新。楊敬宇表示:未來,阿裡雲将繼續以城市為機關,加速部署邊緣雲基礎設施,打造離使用者更近的計算,為城市計算的應用場景賦能,攜手産業夥伴共同迎接數智經濟時代的到來。

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