芯耀
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與集中式的云計算不同，多接入邊緣計算（MEC）將云端的算力和應用下沉到 5G 網絡內部的各個節(jié)點，使之更靠近終端 / 數(shù)據(jù)源，可近乎實時的進行數(shù)據(jù)處理和應用分發(fā)，并可保障本地數(shù)據(jù)的安全性和隱私性，從而可使能 VR/AR、云游戲、智能制造、遠程控制、車聯(lián)網等 5G 時代的大量新興應用；同時，終端的計算能力也可上移到邊緣云，從而減少終端的算力要求，降低終端成本，更易于實現(xiàn)應用普及。
這種分布式的 MEC 邊緣云架構首次實現(xiàn)了“云 - 網 - 邊 - 端 - 業(yè)”融合，史無前例地為運營商的網絡內部管道注入了算力、應用和平臺能力，給運營商帶來了無限的商業(yè)機會，也是推動千行百業(yè)數(shù)字化轉型的引擎。
為此，全球領先運營商均將 MEC 邊緣云列為重要戰(zhàn)略并積極布局搶先機。中國聯(lián)通就是其中的先行者。
作為最早規(guī)劃建設 MEC 平臺的電信運營商，中國聯(lián)通早在 2017 年就率先制定了 MEC 部署策略與演進規(guī)劃，2018 年自主設計了符合中國聯(lián)通特點的 MEC 平臺架構，2019 年完成了邊緣業(yè)務平臺建設，2020 年實現(xiàn)了 MEC 平臺與 BSS 域和 OSS 域全方位貫通，實現(xiàn)了平臺商用。
2020 年 4 月 29 日，中國聯(lián)通發(fā)布首張 MEC 邊緣云規(guī)模商用網絡，面向業(yè)界集中展示了國際領先的 MEC 邊緣云網絡及平臺能力。
在 MEC 平臺商用和規(guī)模部署后，2020 年 6 月 28 日，為了進一步擴大生態(tài)合作，加速邊緣應用開發(fā)，中國聯(lián)通聯(lián)合英特爾，繼 2019 年聯(lián)合發(fā)起了“MEC 邊緣云業(yè)務開發(fā)者訓練營”活動后，再度開展“中國聯(lián)通&英特爾 MEC 開發(fā)者研討會”。
在本次研討會上，中國聯(lián)通和英特爾的專家們對中國聯(lián)通 MEC 生態(tài)應用開發(fā)實踐進行了詳細解讀。
領先的體系架構
中國聯(lián)通結合自身實踐總結，以“源于標準，高于標準”的設計理念，在 3GPP 和 ETSI 標準上進行擴展和增強，部署了國際領先的 MEC 邊緣云架構和平臺。
中國聯(lián)通邊緣云整體網絡架構分為三大層級，分別為全網中心節(jié)點、區(qū)域中心 / 省節(jié)點和本地邊緣節(jié)點。
MEAO（邊緣平臺編排器）全國統(tǒng)一集中部署在核心數(shù)據(jù)中心，北向對接運營管理平臺 OSS/BSS，南向對各個區(qū)域的 MEPM 進行調度，負責全局統(tǒng)一調度。
MEPM（邊緣平臺管理器）部署在各省的區(qū)域中心機房，是 MEAO 調度能力的實際載體，具備區(qū)域自治能力，支持邊緣 IaaS、CaaS、VAS 和應用的生命周期管理，ISV 接入管理等，支撐區(qū)域運維人員進行域內所有邊緣數(shù)據(jù)中心的管理。
再往下是廣泛分布的邊緣節(jié)點，其包含了邊緣云基礎底座 ME_ICT-IaaS，負責流量控制和分發(fā)等功能的邊緣節(jié)點平臺 MEP，以及向邊緣應用開放關鍵 IT 和 CT 能力的 ME-VAS（邊緣增值服務）。
對于大量的現(xiàn)場級邊緣節(jié)點，中國聯(lián)通為客戶提供了 EdgePOD 等一體化標準解決方案，可靈活按照客戶需 求提供各種定制化的軟硬件產品。
EdgePOD 集成了基于英特爾至強?可擴展處理器、傲騰持久內存、英特爾以太網網絡適配器等產品的服務器，能夠以更強的處理能力、存儲能力和更快的數(shù)據(jù)傳輸能力應對持續(xù)提升的數(shù)據(jù)傳輸容量給邊緣節(jié)點帶來的挑戰(zhàn)，還可針對不同的邊緣節(jié)點環(huán)境和業(yè)務需求，靈活提供部署方案。
基于以上架構，中國聯(lián)通 MEC 邊緣云平臺可對成千上萬個廣泛分布的邊緣節(jié)點進行資源整體調度和統(tǒng)一管理，實現(xiàn)“一點創(chuàng)新，全國復制”。
開放的平臺布局
除了領先的架構體系，還需要開放的平臺，以建設強大的邊緣生態(tài)。中國聯(lián)通 MEC 邊緣云平臺秉承三個開放理念：能力開放、技術開放和工具開放，讓開發(fā)者更方便的開發(fā)應用，讓更多的應用無縫嵌入邊緣平臺。
相比云計算環(huán)境，邊緣計算要復雜很多，它是 IT、CT 和垂直行業(yè)的融合，涵蓋了無線網絡、有線網絡、4G、5G 等多種 CT 制式，也包含不同的處理器、操作系統(tǒng)、虛機環(huán)境等，這對于以往習慣于在云端進行開發(fā)的開發(fā)者來說不太友好，可能會導致邊緣應用從開發(fā)到實際部署上線需花費較長的時間，甚至可能會出現(xiàn)多次開發(fā)的問題。
為了讓服務提供商和開發(fā)者能夠在任意邊緣節(jié)點上簡便的構建部署應用或從云端遷移應用，聯(lián)通邊緣平臺參考了英特爾開源軟件套件 OpenNESS，其運行于通用服務器架構的平臺之上，支持 VM、 container 的等多種環(huán)境，能向開發(fā)人員隱藏網絡的復雜性，還提供了豐富的優(yōu)化工具及套件。
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比如拓撲管理（Topology Manager）和 TAS（Telemetry Aware Scheduler）微服務。
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目前多 socket 服務器都采用 NUMA 架構，在這種架構下，每個 Socket 的 CPU 與相近的內存、網卡組成一個 NUMA Node，如果沒有拓撲管理，可能會出現(xiàn)應用程序被分配在 NUMA Node 1 上，而網卡和內存位于 NUMA Node 2 上，從而導致訪問速度變慢，性能下降。而通過拓撲管理微服務，可以讓應用跑在同一個 NUMA Node 里，從而實現(xiàn)性能最優(yōu)。
TAS 通過搜集維護數(shù)據(jù)和參數(shù)等信息可實現(xiàn)更智能的負載分配和調度，讓負載運行在最合適的節(jié)點。比如，TAS 實時檢測到節(jié)點 A 異常，并且同時判斷節(jié)點 B 可以增加工作負載，就迅速地將高價值應用遷移到節(jié)點 B，這樣就實現(xiàn)了對用戶幾乎無感知的無縫業(yè)務遷移。
再比如 SVT 和 OpenVINO。
隨著高清視頻直播、視頻監(jiān)控、VR、云游戲等云視頻應用興起，云端編碼成為一項關鍵使能技術。編碼需要在最短的時間內將內容壓縮，且要求不能顯著影響圖像或者視頻的質量。目前業(yè)界已經開發(fā)了相關標準來實現(xiàn)較高的壓縮效率，但符合這些標準的編碼器卻非常復雜，往往需要消耗大量的計算和內存資源，成本高昂。
針對這樣的情況，英特爾推出了基于軟件的視頻編碼技術——SVT（Scalable Video Technology，可擴展視頻技術），其主要通過自身的架構算法和對英特爾至強可擴展處理器的特定優(yōu)化來實現(xiàn)，可將圖像分割成多個 segment 進行并行處理，既能提升效率，也不會損失圖像質量。通過 SVT 編碼、邊緣 CDN 和 5G 網絡，英特爾與中國聯(lián)通成功展示了 360 度 VR 直播業(yè)務，可以將遠在北京的冬奧展覽館實時呈現(xiàn)給上海的觀眾。
除了視頻，另外一個備受關注的邊緣業(yè)務就是 AI 了。眾所周知，深度學習將帶來大量的新機遇和應用，但實際部署仍然面臨不少難題。通常，深度學習的訓練（Training）是在數(shù)據(jù)中心環(huán)境下完成的，推理（Inference）則部署在各種平臺上，這容易出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象。此外，還面臨多種編程語言、不同的操作系統(tǒng)類型、不同應用需求，以及硬件和軟件之間的專用 API 等復雜性問題。
針對這些問題，英特爾推出了一套高性能的面向深度學習的工具套件——OpenVINO，其支持英特爾的多種硬件平臺，包括 CPU、GPU、VPU、FPGA 等，提供的工具包能助力高效部署深度神經網絡推斷模型，加速從邊緣到云端的深度學習和計算機視覺應用。
總的來說，中國聯(lián)通與英特爾在技術上的合作覆蓋了從底層硬件到上層 CT 和 IT 增值業(yè)務開發(fā)，以及軟件平臺的參考設計、性能優(yōu)化和標準 API 定義等，以打造統(tǒng)一、開放、靈活、簡單的 MEC 邊緣云平臺，讓合作伙伴和開發(fā)者可以快速部署和上線應用。
共創(chuàng)共贏生態(tài)
有了領先的架構，有了開放的平臺，接下來就是生態(tài)建設。在邊緣云生態(tài)體系規(guī)劃上，中國聯(lián)通以平臺布局、生態(tài)引入、聯(lián)合保障和收益共贏四大步驟，為合作伙伴提供產品孵化到推廣落地的商業(yè)閉環(huán)，以共同推動邊緣應用枝繁葉茂，共贏 MEC 生態(tài)。
在生態(tài)引入方面，首先，中國聯(lián)通建設了 MEC 實驗室，該實驗室是全國唯一具備 5G MEC 應用端到端測試、5G 切片端到端業(yè)務驗證、基于 NSA/SA 的 MEC 分流架構驗證等能力的全功能實驗室，為合作伙伴提供了最佳的測試環(huán)境；其次，除了內部孵化創(chuàng)新，中國聯(lián)通也將從外界引入生態(tài)，包括百度、阿里、騰訊等公有云合作伙伴，美的、富士康、三一重工、徐工集團等工業(yè)領域的龍頭企業(yè)，也包括創(chuàng)新團隊和高校團隊等，還包括 RedHatMarketPlace、Docker Hub 等開源社區(qū)生態(tài)。
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那么怎樣將這些生態(tài)引入中國聯(lián)通的邊緣平臺呢？主要有兩種方式：一是應用包一鍵上架，其將傳統(tǒng)應用一鍵轉換為邊緣應用包，然后再選擇區(qū)域進行推廣；二是支持開發(fā)者從源碼孵化邊緣應用，開發(fā)者可以在平臺上選擇各種開源的開發(fā)框架，可通過 API 調用 IT 和 CT 能力。
為了持續(xù)維護生態(tài)價值，中國聯(lián)通 MEC 邊緣云平臺還提供運營監(jiān)控、運維監(jiān)控、合作聯(lián)合運維派單、合作運維統(tǒng)一響應等，支持生態(tài)上線之后的聯(lián)合保障和業(yè)務支持，確保應用的落地和需求反饋回路。運營監(jiān)控可對全國 MEC 資源整體可管、可控、可視；運維監(jiān)控可以實時監(jiān)控異常告警、業(yè)務狀態(tài)、CUP/ 內存等各種資源，方便運維人員排查故障；聯(lián)合運維派單可自動派發(fā)工單給聯(lián)通和合作伙伴的業(yè)務人員；合作運維統(tǒng)一響應可方便客戶登錄相關網站向聯(lián)通客服投訴和反饋問題。
中國聯(lián)通還將遵循“開放能力、孵化創(chuàng)新、規(guī)模復制、收益分成”的原則，向 MEC 邊緣業(yè)務開發(fā)者提供豐富的市場回報。依托于聯(lián)通 5G 現(xiàn)網環(huán)境及 MEC 業(yè)務平臺進行應用部署，未來在全國上萬個邊緣節(jié)點可實現(xiàn)一鍵式自動開通；可獲得聯(lián)通 31 省銷售渠道資源的賦能，全國超過 60000 營銷隊伍聯(lián)合進行 MEC 業(yè)務產品的推廣，成單后可進行收益分成；對于提供優(yōu)質邊緣應用的企業(yè)，聯(lián)通將引入“百億 5G 應用創(chuàng)投資金”進行扶持，在資本推助下加速產品孵化；對于成功認證上線的應用，將入圍中國聯(lián)通 MEC 供應商名單；還可獲得在聯(lián)通官網和各大媒體上進行宣傳曝光的機會，以及聯(lián)通&英特爾在人工智能（OpenVINO）、視頻處理（SVT）、高性能網絡（DPDK/SRIOV）等方面的技術支持。
2020 年，5G 規(guī)模商用部署已開始。MEC 是 5G 使能千行百業(yè)數(shù)字化轉型的關鍵引擎，也是運營商從管道經營向信息化服務轉型的關鍵抓手。5G 新基建，制勝在邊緣。中國聯(lián)通正以領先領跑的姿態(tài)布局邊緣云，共筑新生態(tài)。
