随着数字经济的快速发展,以计算能力为核心的新基础设施建设加快,计算能力正成为新的生产力,越来越多的企业结合自身的业务需求,应用云计算、边缘计算、物联网技术、传统信息基础设施升级、转型,提高计算能力的使用效率。云协作作为构建泛化计算能力的重要方向,是数字创新和智能转型的突破,逐渐成为产业发展的新趋势,有效帮助数字时代各行各业的稳步发展。
新需求催生计算能力泛部署模式
信息和数字时代的核心能力在于有效的计算。计算能力就像工业时代的石油一样,被各行各业视为基础资源,计算能力的基本能力、规模和使用效率可以在很大程度上影响企业甚至行业的运行效率。
计算形式的不断演变离不开云计算、数据中心等技术的不断迭代。在云计算发展的早期和中期阶段,企业通常习惯于建设一个或多个集中的大型云计算资源池,集中的云计算架构提供集中、大规模的计算、网络和存储资源,解决了业务快速增长、流量快速扩张、需要大规模计算能力的问题。与企业自建机房相比,云计算模式的弹性、按需性、自动化运维等特点具有明显的性价比优势。
然而,随着边缘侧和终端侧业务的大规模部署,许多新的业务场景不再满足于集中的云计算模式。一些业务应用程序对网络延迟提出了很高的要求,数据安全也面临着越来越严格的政策监督。为了应对这些变化,企业对计算能力的要求逐渐扩展到数据生产的源头侧,围绕边缘侧的计算模式应运而生。
云边缘协作是构建泛化计算能力的第一步,将云计算服务扩展到任何用户需要的地方,为近场和现场云场景提供支持解决方案;统一管理和协调不同地理位置的计算能力资源,有效利用计算能力资源,实现降低成本、提高效率、智能转型的目标。
云端一体化应实现资源、数据等方面的协同创新
如何协调云、边、端各地的计算能力资源,提高计算能力调度能力和各级计算能力资源利用率,是云边端一体化技术创新的关键。
在资源一体化方面,基础设施资源是承载计算能力的基础设施。云边缘一体化信息系统的建设应首先具备计算、网络、存储等基础设施资源的统筹管理、统一分配和协调能力,并能够根据这些基础设施资源提供规格和性能相同的产品和服务。实现资源协调管理,需要资源之间的连接能力和弹性扩展能力。
在数据集成方面,云端集成信息系统的数据生成、计算和存储位置通常跨地理位置和数据室。在这种情况下,数据从上到下的统一管理尤为重要。统一的数据管理需要完整的数据迁移和同步方案,以确保数据存储在操作任务前、中、后期的一致性。
在服务一体化方面,需要在不同环境的基础设施上部署服务,确保服务的正常运行和协调,通过镜像、流量、存储等整合服务,为服务部署、运营、更新、任务调度、流量平衡等整个生命周期提供统一的管理渠道。
在应用一体化方面,现代应用不再局限于中央云单一资源池,跨云、边、端分布式应用成为趋势,单云集群难以满足所有业务需求,跨地理位置、跨网络环境多集群统一管理、大规模应用部署、镜像分发加速、统一研发运营尤为必要。
在安全一体化方面,与集中部署相比,云、边、端分散的基础设施和运行服务大大增加了网络安全暴露和数据泄露的风险。因此,有必要从设备安全、网络安全、应用安全等角度建立统一的云安全运行平台,提供全面的安全保障。
在运维一体化方面,目前云场景用户运维复杂,需要在中心云、边、端部分别部署多套运维方案,难以实现系统之间的无障碍互联。统一的运行维护和运行方案可以减少系统管理人员的工作量,提高效率,大大缩短系统故障处理和运行数据处理的时间。具有统一资源和服务的监控和报警能力,可以大大提高复杂系统的运行维护效率。
云端一体化成为传统领域的数字化转型关键要素
云边缘集成为传统产业数字化转型提供了重要机遇。其计算更接近生产现场、统一管理、边缘设备易于扩展等特点,很好地满足了传统领域相关数字痛点的需求。
在政府领域,利用云计算、边缘计算、AIOT物联网等技术,通过分布式计算能力和云边协同构建省、市、县多级网络,可以实现多级多网络数据的统一标准整合,有助于跨部门共享为住房和城乡建设、农业、水利、林业等政府部门的政府应用提供统一的标准数据支持,促进政府整体联动和部门协调 建立健全的政府服务体系。
在交通领域,通过云协调计算能力下沉,利用边缘人工智能实现停车动态跟踪、异物屏蔽自动抗干扰等核心技术,创建云一体化道路智能停车规划设计方案。边缘计算节点配备基于容器的云边缘协作软件、运行视频服务和停车边缘应用程序,实现异构终端访问和停车算法;在云中,提供统一的边缘设备监控和二次识别,以帮助实现车辆的准确识别。
在能源领域,大多数企业的信息建设时间跨度长,技术迭代次数多,积累了大量分散的信息系统,传统的数字设备也在增加。通过云协同管理,可以实现设备远程管理、实时生产数据收集和集中管理、优化数据存储效率、降低边缘设备管理和运行维护成本等技术升级。
在汽车物流领域,在物流运营的全过程智能转型过程中,终端设备接入信号弱、接入数量不足、系统安全难以保证等问题。通过“5G网络” 分布式边缘计算技术方案,构建仓库设备的一般接入、自动化、安全可靠性,实现整个仓储、配送、运输链的统一自动化管理。
分布式下沉计算能力为新兴产业带来可持续发展驱动力
近20年来,随着互联网的发展,一批新兴产业已经成熟。这些新产业结合5G,采用云端一体化能力体系、AI、云原生等技术完成了自身的技术革命,为业务的进一步发展带来了新的动力。
CDN是随着互联网网站、视频等服务而成长起来的技术。随着超高清视频、VR/XR等业务形式逐渐成为主流,超高带宽给CDN网络带来了巨大压力,迫切需要技术架构升级来缓解。MEC同步配备核心CDN技术,利用MEC边缘云管理能力,为业务动态配置提供灵活、高效、方便的支持,充分发挥MEC海量下沉节点的位置优势和分散带宽优势,真正将CDN流量下沉到网络边缘,可以大大提高网络访问质量。
云游戏是一种基于云计算的游戏模式。在典型的云游戏场景中,网络传输延迟往往成为影响体验和实践实施的核心因素。通过使用5G边缘计算技术突破云游戏现有的技术瓶颈,将云游戏资源池下沉到边缘设备。玩家可以通过5G网络接近边缘资源池,游戏的整体延迟显著减少,图片卡住显著减少。
人工智能技术蓬勃发展,在语言识别、图像识别等方面的应用范围不断扩大。人工智能的能力可以通过将云原生和人工智能技术与边缘设备相结合来扩展到更接近用户的生活场景。将人工智能模型部署到边缘节点,预处理边缘侧的数据,完成初步处理和识别,将关键数据上传到云数据库进行模型二次重训练,提高算法效率。
云端一体化的理念逐渐成为各行业寻求新方向、智能化转型的突破口。构建云边缘协作计算能力服务能力将是实现分布式资源灵活调度、全球数据高速互联和智能应用渗透边缘的重要途径;同时,实现云边缘协作存在一定的技术挑战,对计算能力服务提供商提出了更高的能力要求。行业各方应从实际应用场景出发,立足自身业务,稳步推进云端一体化产业建设。
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