雲話題 當邊緣計算遇上雲原生

2021-10-19 01:49:55 字數 2141 閱讀 8943

特邀專家:吳龍輝

阿里雲技術專家,《kuberentes實戰》作者,致力於雲原生技術的研究,擁有豐富的雲原生和容器化實踐經驗;目前負責阿里雲cdn和邊緣雲原生技術體系建設,包括邊緣容器平台研發、cdn容器化等。

作為雲計算時代的新技術理念,雲原生概念在2023年被提出,它從技術理念、核心架構等多個方面,幫助企業it平滑、快速、漸進式落地上雲之路。

雲原生不僅是近幾年炙手可熱的技術領域,也是非常龐大的技術系統。cncf定義雲原生是有利於各組織在公有雲、私有雲和混合雲等新型動態環境中,構建和執行可彈性擴充套件應用的技術,雲原生的代表技術包括容器、服務網路、微服務、不可變基礎設施和宣告式api。

這些技術能夠構建容錯性好、易於管理和便於觀察的松耦合系統,結合可靠的自動化手段,雲原生技術使工程師能夠輕鬆地對系統做出頻繁和可**性的重大變更。

吳龍輝認為:雲原生是基於雲計算技術進行應用設計開發,以充分利用雲計算的優勢。

邊緣計算是這幾年提出很火熱的乙個概念,相對於雲中心計算而言,邊緣計算是一種分布式的計算架構,將應用程式從雲中心節點移往邊緣節點去處理,將原本完全由中心節點處理的服務加以分解,分散到邊緣節點去處理,本質上更靠近於使用者終端,可以加快資料的處理與傳送速度,減少延遲。

雲原生技術比虛擬主機更適應算力下沉的邊緣計算。借助雲原生技術,可以更好地實現雲—邊—端一體化的應用分發,解決在海量邊、端裝置上統一完成大規模應用交付、運維、管控的訴求。

「基於邊緣計算進行應用設計開發,以充分利用邊緣計算的優勢,就是邊緣雲原生。」吳龍輝表示。

相比於雲中心,如果開發者要在邊緣進行應用部署,需要考慮邊緣的特殊性的,雲中心應用往往只需要1~2個地區/region部署,高穩定條件下需要考慮2地3中心即可,這種算是一種弱分布式架構。而邊緣計算肯定需要多個地區進行部署,才能充分利用邊緣的特性。如此一來,邊緣計算應用必須一開始就執行強分布式架構設計,需要更多考慮邊緣的不穩定和不確定性。

對於開發者來說,若想在邊緣計算部署新應用(或者下沉雲中心應用)都是非常困難的。阿里雲邊緣節點服務在基於邊緣雲原生理論,為開發者提供一站式能力,包括運維管控、中介軟體、雲邊通訊/邊邊通訊等等,讓開發者只需要關注業務邏輯,而邊緣計算的底層差異由阿里雲邊緣節點服務遮蔽,提供跟雲中心一致的能力和體驗。

吳龍輝認為,邊緣雲原生的核心優勢包括以下幾個維度:

基礎設施的技術挑戰:

任何業務都脫離不開基礎設施建設,基礎設施主要是包含機房和網路。在機房分布方面,邊緣的機房是全球分布的,這對於機房建設挑戰是非常大的,比如是邊遠地區的機房,維修週期是以週為單位的,並且每個邊緣機房規模是比較小的,相比雲中心機房上萬甚至百萬機器的規模,邊緣機房是非常之少(幾十/幾百台),這對於業務的容災保證是比較大考驗:如何在有限機器下保證冗餘和異常遷移。同時邊緣節點的網路是不可靠的,機房割接、網路異常、網路攻擊是常有的事情,網路異常下就面臨業務容災、邊緣自治等等的技術挑戰。

iaas層的技術挑戰:

iaas層能夠為業務體現彈性的資源和可擴充套件儲存。彈性方面,因為單機房資源少,所以在業務彈性的時候往往要彈性到其他節點上,這種擴節點的彈性,對於業務本身也需要提供很多支援,比如跨節點資料同步、服務發現等等。儲存方面:在成本和節點規模的限制下,目前邊緣節點其實並沒辦法提供完全的資料持久化能力,那麼邊緣節點資料如何和雲中心進行同步,就是乙個關鍵問題,哪些資料可以放在邊緣,哪些資料需要傳回並儲存在中心。

paas層的技術挑戰:

paas層的核心技術包括容器和各種中介軟體能力。比如kuberentes、servicemesh大多是在中心內網內工作,不需要考慮跨機房、跨公網通訊能力,在邊緣則面臨著安全、穩定性、可運維性上的挑戰。

首先,想要建設邊緣雲原生技術體系,需要更加適合邊緣的雲原生能力。各種雲上的技術、開源技術,我們需要針對邊緣的需求進行增強,能夠讓使用者在邊緣使用各種能力,目前我們正在投入的方向有:kubernetes、servicemesh、容器、安全容器、容器儲存/網路,以及各種中介軟體的整合。

其次,需要更加標準和通用的應用管理能力。對使用者來說,應用部署雲中心和邊緣,只是底層環境的差別,上層的應用管理應該是一致的,標準的。

第三,需要建設更加穩定和可靠的邊緣serverless底座。邊緣的管控和運維成本是比較高的,所以使用者在邊緣落地的時候更傾向於serverless形態,為此需要提供乙個穩定和可靠的底座。

目前,阿里雲邊緣雲原生在核心能力上,已經整合了邊緣網路,邊緣融合計算、邊緣管控等幾個維度,邊緣雲原生體系會跟整個阿里雲邊緣節點服務(ens)核心能力進行整合和持續打磨,做深技術和產品,為使用者持續創造價值。

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