阿里云CDN加速边缘计算云网一体化的融合与挑战

1999年-2009年-2019年

互联网爆发-云计算-边缘计算

互联网爆发前应用处于边缘分散状态，互联网爆发带来应用中心化为云计算提供前提，使得中心云化得以实现，再到边缘计算做云边缘化。

张毅萍讲到，根据不同的思考视角，边缘计算概念起初分为“端派”和“云派”。

阿里云的边缘计算分别是位于端的IoT边缘计算，而“云派”的边缘计算是中心云的拓展外延，也就是边缘节点服务（ENS），以此构建云-边-端三体网络架构，共同解决互联网应用的问题，最终根据成本和收益比，以最合适的方案满足应用的需求。

张毅萍认为：之所以存在中心到边缘20年轮回，最重要的原因是成本，计算应用的中心化，促使资源集中，这必然会带来资源利用率提高和成本节约。

然而，传输成本在互联网应用中是不可忽略的重要成本构成之一，在音视频类应用中尤为明显，互联网传输成本在过去20年的大幅下降，使得中心化的云计算可以成规模。

但是在移动互联网的发展过程中，应用传输和娱乐化迫使成本在不断增加，集中的云计算又再次走向边缘。

5G+AI 推动边缘计算不断向前

2019年5G商用带来更多终端的连接，5G具备的大带宽、低时延、广范围特性，使得许多网络的潜在需求暴涨。

在未来的场景下，更多的终端会变为数据生产端，而不仅仅是数据消费端，这让边缘计算火了起来，因为边缘计算可以看做一个大坝，将数据洪流转化为电能。

基于这个背景，在当前互联网形势下，城市计算将会是边缘计算的最大场景，扎根于城市服务好本地应用，如：社区、园区、运输中心、学校小区、商超、行政中心等，将充分发挥边缘计算的价值。

本地产生的大量数据能在本地消化，借助5G大带宽能力，让终端数据上移到边缘汇聚，这具备很大的成本优势。

二、拓展云的边界，与云计算天然互补

互联网20年轮回的发展历程是螺旋上升的趋势，如今互联网的基础设施已经产生了很大变化，运营商逐级互联网基础设施已经相对比较完善，应用场景也相比之前产生了巨大差异。

正因为这些差异，虽然应用再次偏向边缘，但与20年前的形态是非常不同的：

1、新的应用场景中海量数据由边缘产生

2、传输，海量数据由边缘传回中心成本大于本地计算

所以，这就形成了云端算力下沉的趋势。5G的到来，解决最后一公里的带宽，数据传输成本大幅度下降，使得算力汇聚收益大于传输成本，终端算力上移。

在这个趋势下，阿里云的边缘计算在城市里不是孤立的，而是与云计算互补达成拓展云边界作用。

基于城市计算的技术布局与场景应用

在基础设施之上，阿里云边缘计算更包含四层技术栈：边缘硬件和芯片、边缘计算平台、边缘计算操作系统、边缘中件间和面向边缘的应用与服务。

1、在基础设施层，其实是基于复杂的、异构的基础设施进行资源拉通。

2、在芯片/设备方面，阿里云边缘计算采用通用芯片、专用芯片和自研芯片解决未来面向场景的边缘计算成本问题。

3、在边缘计算平台方面，阿里云着重打造边缘操作系统，提供三种计算形态（虚机、容器、函数）和三种交付形态（Server、Serverlet、Serverless），为客户营造一个利于使用的计算环境。

4、对于边缘中间件，阿里云要从原本“内容分发的调度”转变为“计算的调度”，同时叠加AI、存储等新技术，逐步形成面向城市应用场景的独特中间件能力。

至于上层的边缘应用及服务，则需要结合整个生态和垂直行业伙伴共同推动技术进步。

这当中，需要重点解决边缘计算平台的技术问题，与云计算相比，需要重点突破的部分：

• 紧凑小型化计算架构及灾备体系

• 云边端三体 “连接+协同+计算”

• 边缘安全及平台能力标准化

• 超大规模资源运营及运维支撑，尽可能自动化

三、云网一体化场景

上文提到，构建边缘计算基础设施和上层操作系统将面临着诸多难题，如何打造“云网一体化“是其中的关键。

张毅萍认为：“云-边-端协同网络是以云为中心，逐层分散延伸的网络。假设云中心REGION在全国十数量级部署，百到千数量级的ENS节点负责广覆盖、流量调度，万数量级的香港CDN节点负责就近接入。这其中，涉及到云边协同、边边协同和边端协同三部分。”

1、云-边网络：想要做好云与边之间的网络，主要有两个关键点：虚实结合、动态选路。

在全国所有边缘节点中，选择一批分布地域较好的节点，将这些节点通过专线与云中心连接，其它大部分节点是通过互联网连接。

同时，采取专线和互联网链路的动态选择和各种稳定性报障措施，来代替上层应用解决不同网络形态下回云连通性的问题。对于上层应用来说，并不需要去感知接入节点的网络形态。

总结下来，云边网络就是回云的安全和加速网络。

2、边-边 网络：边边网络，需要保障上层应用使用的边缘节点之间数据传输透明且安全。涉及两关键词，Fullmesh和CDN安全加速。

当前很多互联网应用的数据传输都还是采用多层结构，即有中心层、有一个或两个外层，然后一层一层做数据流量的收敛，如果有数据交互的话，通过中心层绕道是常见的一种方式，这种方式在技术实现上更简单清晰，但是从成本角度考虑却并不是合适。

Fullmesh在这里表示的就是边边网络实现的边缘节点之间的直接通讯，无需通过中心绕道；而边边直接通讯是基于由众多边缘节点构建的分布式传输加速网络来克服互联网的数据传输稳定性、跨运营商的传输速度瓶颈等问题。

将这种安全加速网络的能力与边缘节点网络融合，从而为上层应用提供透明的边边数据传输加速的体验。

3、端-边 网络：因为运营商本地接入网络在用户接入侧，也就是端侧具有不可撼动的强大优势，所以香港高防CDN边缘计算一定要与运营商形成合力，基于运营商本地基础设施网络构建节点形成与端的连接，实现接入流程一体化，将更多计算能力汇聚。

整体的云网一体化形态目标是达到任意两节点间实现透明、加密、可靠、加速、低成本的网络传输，分布在边缘的计算实例可以像中心云一样，不用过多感知复杂的节点网络分布。

“我们希望上层应用在使用阿里云CDN节点边缘计算服务作为其应用基础设施时，尽量把网络传输优化这部分的工作能够省去，以应用透明的方式直接享受到更稳定可靠、更极速、更经济的网络传输安全加速服务。”张毅萍说道。

边缘计算应用场景

张毅萍分享了几个边缘计算的应用场景：

第一，疫情期间逆势而上的在线教育场景就具有强属地化特性。

在线教育与之前互联网直播的场景不同，虽然互联网直播也存在边缘推流的情况，更多是全网用户覆盖。本次在线教育，尤其是空中课堂的形式，具有很强的属地性，天然与边缘计算本地化特征契合。

从教室到学生的转码、推流、分发、拉流、播放，完整的业务数据流全部在本地完成，可以降低视频回中心的传输成本，更可以降低延时，提升互动课堂的体验。

第二，云桌面、云游戏也是属地化很强的业务场景。边缘计算可以大幅度降低企业平台在IT设施上的投入，和简化运维管控体系。

此外，在城市大脑中，边缘计算的模式相比直接上公有云可以很好节省回源带宽，相比专有云可以提升交付效率和降低运营成本。

在某些典型场景中，网络带宽成本占的比例是占到57%，这是非常大的成本，经过边缘计算的数据收敛之后，带宽可以做到原来的5%，对总成本节省可以到54%。

阿里巴巴集团拥有庞大的生态体系，业务场景丰富，基于此，云网一体化问题可以得到更好的实践和解决。

张毅萍介绍到：

在算力资源层，阿里云边缘计算将通过自建节点和遍布全球的多样化边缘CDN加速节点，确保资源的覆盖；在此之上的操作系统层，依托云计算和边缘操作系统的协同，打造基于体验的分布式计算分发平台；

而生态应用层，阿里云边缘计算则会通过开放API，融合视频直播、RTC、边缘智能、物联网等各类生态技术能力，实现对客户的交付。