如何建立適合商用的邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)？

邊緣計(jì)算是5G最重要的應(yīng)用模式，它是5G在網(wǎng)絡(luò)邊緣使能各行各業(yè)的關(guān)鍵。今年年中5G牌照發(fā)放，11月1日三大運(yùn)營商正式啟動(dòng)5G商用，這使5G邊緣計(jì)算從試驗(yàn)、試點(diǎn)開始走向試商用。但對(duì)運(yùn)營商來說，如何建立適合商用的邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，如何在滿足邊緣計(jì)算需求的同時(shí)，還能有不錯(cuò)的效益，這些都是難點(diǎn)。

從需求入手 刀刃向內(nèi)柔性向外

邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟ECNI工作組聯(lián)席主席、中國電信戰(zhàn)略與創(chuàng)新研究院IP與未來網(wǎng)絡(luò)研究中心主任雷波在接受記者采訪時(shí)說：“什么是邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，把計(jì)算節(jié)點(diǎn)放在網(wǎng)絡(luò)邊緣的機(jī)房里，靠近基站，就是邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)嗎？”其實(shí)這正是運(yùn)營商發(fā)展邊緣計(jì)算早期的認(rèn)識(shí)，面對(duì)商用，這種認(rèn)識(shí)證明是錯(cuò)誤的。

當(dāng)運(yùn)營商把服務(wù)器放在網(wǎng)絡(luò)邊緣后，大家逐漸發(fā)現(xiàn)僅僅如此并不能實(shí)現(xiàn)想像中的邊緣計(jì)算，因?yàn)橛眉扔械木W(wǎng)絡(luò)承載邊緣計(jì)算的流量，網(wǎng)絡(luò)中的流量流向，即網(wǎng)絡(luò)路由的設(shè)計(jì)上并不符合邊緣計(jì)算期待的目標(biāo)，達(dá)不到承諾給客戶的5G低時(shí)延、高帶寬的數(shù)值，也不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不出本地的要求。

在4G網(wǎng)絡(luò)中，從下往上的網(wǎng)絡(luò)層級(jí)分別是由基站構(gòu)成的接入網(wǎng)，接入網(wǎng)之上的承載網(wǎng)，承載網(wǎng)之上的核心網(wǎng)形成。業(yè)內(nèi)往往將同一級(jí)網(wǎng)絡(luò)中的流量稱為東西向流量，將不同級(jí)網(wǎng)絡(luò)的流量稱為南北向流量，流量自身攜帶數(shù)據(jù)信息，而網(wǎng)絡(luò)路由根據(jù)這些信息判斷要把流量送往哪個(gè)方向。

“原來傳統(tǒng)的無線承載網(wǎng)是南北向流量，用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)會(huì)送到核心網(wǎng)中，而核心網(wǎng)是省級(jí)網(wǎng)絡(luò)?！边吘売?jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟ECNI工作組聯(lián)席主席宋軍博士對(duì)記者表示，“現(xiàn)在MEC是明顯的本地化流量模型，很多流量就在本地而且盡量要靠近用戶，一些數(shù)據(jù)流量就不出企業(yè)園區(qū)?！?/p>

“這讓我們反思，應(yīng)該反過來從邊緣計(jì)算的角度，看看它對(duì)周邊網(wǎng)絡(luò)到底有什么樣的需求?！崩撞ㄕf。

從效益入手 通用技術(shù)個(gè)性使用

與此同時(shí)，5G邊緣計(jì)算描繪的前景，讓越來越多的行業(yè)對(duì)邊緣計(jì)算產(chǎn)生了興趣?！耙郧笆且粋€(gè)、兩個(gè)客戶和我們運(yùn)營商交流如何通過邊緣計(jì)算滿足要求，當(dāng)客戶越來越多，我們就發(fā)現(xiàn)自己做不過來。”雷波說，“現(xiàn)在我們需要一個(gè)平臺(tái)，將不同的客戶需求梳理出來，針對(duì)關(guān)鍵需求，考慮讓網(wǎng)絡(luò)如何來適應(yīng)?！?/p>

這種思路在運(yùn)營商和設(shè)備商中達(dá)成共識(shí)。今年9月份，邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立了ECNI（邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施工作組）。這個(gè)工作組主要有兩個(gè)目標(biāo)，一是摸清規(guī)模部署MEC存在的網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)是什么;二是在MEC技術(shù)積累的同時(shí)，逐步建立像云計(jì)算那樣完整、清晰的網(wǎng)絡(luò)層次和技術(shù)體系。

“我們希望借ENCI這個(gè)平臺(tái)，把所有邊緣計(jì)算的需求信息放在一個(gè)池子中討論，拉通客戶的不同需求，最好是一張網(wǎng)能夠解決，這也是目標(biāo)之一?！崩撞ㄕf。

要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，面臨的挑戰(zhàn)是相當(dāng)大的。因?yàn)镸EC應(yīng)用具有很強(qiáng)的個(gè)性化需求，運(yùn)營商提供的通用化網(wǎng)絡(luò)如何能滿足多樣的個(gè)性化需求？

例如在固移融合業(yè)務(wù)場(chǎng)景，需滿足移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和固網(wǎng)同時(shí)訪問邊緣計(jì)算業(yè)務(wù)的需求，以及低時(shí)延、高可靠性連接需求，實(shí)現(xiàn)無縫業(yè)務(wù)體驗(yàn);又如在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)和園區(qū)網(wǎng)絡(luò)融合場(chǎng)景，需求主要集中在新型移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如5G的接入以及網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)、互通、互操作;再如在現(xiàn)場(chǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，需求主要是OT網(wǎng)絡(luò)與IT網(wǎng)絡(luò)的融合以及現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)的確定、實(shí)時(shí)、可靠和安全需求。

“我們要做的就是將邊緣計(jì)算共性需求抽象出來，如果未來的邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)能夠匹配這些關(guān)鍵共性需求，就意味著能夠滿足邊緣計(jì)算80%~90%的需求，從而可以在個(gè)性化和通用性之間尋找平衡點(diǎn)?！彼诬娬f。

“從遠(yuǎn)期看，如果我們能夠把這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)設(shè)計(jì)好，可以反哺到各個(gè)行業(yè)，例如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域有些需求，可以適當(dāng)?shù)匦薷?，雙方達(dá)到最佳的匹配度?！崩撞ㄕf，“有些工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域把指標(biāo)定得過高，其實(shí)他并沒有這么高的需求，僅僅是認(rèn)為運(yùn)營商應(yīng)該提供這樣的能力，而這些高指標(biāo)往往意味著高成本，在這種情況下大家可以做協(xié)調(diào)，我們把一些指標(biāo)抬高，他把要求放低一點(diǎn)，大家在成本和效率上達(dá)到最優(yōu)化?！?/p>

通用技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是規(guī)?；瘧?yīng)用，使邊際成本不斷下降?！拔磥磉吘売?jì)算不能太貴，否則用戶是接受不了的。我們要推動(dòng)建設(shè)成本的下降，使邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)報(bào)價(jià)也能下降。工業(yè)界客戶才能夠真正用得上。”雷波說。

發(fā)布白皮書 四大挑戰(zhàn)六大關(guān)鍵點(diǎn)

在11月28日召開的2019邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上，工作組發(fā)布了《運(yùn)營商邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)白皮書》，完成了第一個(gè)“小目標(biāo)”。在這本白皮書中，將各種邊緣計(jì)算場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)需求總結(jié)提煉為七大方面，這在業(yè)界還是首次?！霸谶@些需求中，有些只要改一下網(wǎng)絡(luò)就可以，有些就要聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專家、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，推動(dòng)形成新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來解決問題?！崩撞ㄕf。

這七大方面包括：通過固網(wǎng)或移動(dòng)網(wǎng)的多接入、可靠連接性、網(wǎng)絡(luò)邊云協(xié)同/跨域邊云協(xié)同、算力按需調(diào)度并選取最優(yōu)節(jié)點(diǎn)處理業(yè)務(wù)的需求、運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)和園區(qū)網(wǎng)融合的互聯(lián)互通互操和安全互信需求、現(xiàn)場(chǎng)異構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)，以及確定性時(shí)延/低時(shí)延、高帶寬、高并發(fā)網(wǎng)絡(luò)的需求。

白皮書著重針對(duì)運(yùn)營商5G MEC網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提出了四大挑戰(zhàn)與六大關(guān)鍵點(diǎn)，建議在5G 5G Ready的基礎(chǔ)上推進(jìn)MEC Ready。

一是L3VPN覆蓋挑戰(zhàn)，UPF的下移需要無線核心網(wǎng)的業(yè)務(wù)端口下移，增加了L3 VPN的覆蓋需求;二是邊云協(xié)同挑戰(zhàn)，UPF需要和中心云中的5GC控制面和管理系統(tǒng)通信，對(duì)運(yùn)營商承載網(wǎng)提出了邊云協(xié)同需求;三是固移融合接入挑戰(zhàn)，MEC需要提供無縫的FMC業(yè)務(wù)，需要ECA提供多接入，跨越無線網(wǎng)絡(luò)和固網(wǎng)的連接;四是現(xiàn)場(chǎng)MEC挑戰(zhàn)，企業(yè)園區(qū)里的基站和MEC需要低延遲的直連，且保證企業(yè)重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不出園區(qū)。

建設(shè)MEC Ready的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)六大關(guān)鍵點(diǎn)則是：最短ECA、低延遲分片、ECN中路由器的集成通信能力、ECI多點(diǎn)通信、邊云協(xié)同、運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)網(wǎng)的安全互通。

從架構(gòu)入手 核心下沉支持定制

白皮書還在業(yè)界首次提出了邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系，將相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施分為三大部分，分別是ECA（Edge Computing Access，邊緣計(jì)算接入網(wǎng)絡(luò)）、ECN（Edge Computing Network，邊緣計(jì)算內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)）、ECI（Edge Computing Interconnect，邊緣計(jì)算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）。

邊緣計(jì)算接入網(wǎng)絡(luò)（ECA）是邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系區(qū)別于云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系的重要部分，需要具備融合性、低時(shí)延、大帶寬、大連接和高安全等特征，因此ECA需要在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行演進(jìn)升級(jí)，其核心思路主要是縮短ECA的距離，即將邊緣計(jì)算系統(tǒng)無論在物理上還是在邏輯上都盡可能接近用戶系統(tǒng)，減少流量在網(wǎng)絡(luò)中的繞行。

邊緣計(jì)算內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（ECN）更強(qiáng)調(diào)架構(gòu)簡化、功能完備、無損性能以及邊云協(xié)同的集中管理體系，因?yàn)檫吘売?jì)算系統(tǒng)規(guī)模遠(yuǎn)小于云計(jì)算系統(tǒng)，因此扁平架構(gòu)、融合架構(gòu)等方案成為ECN的發(fā)展方向。

邊緣計(jì)算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（ECI）相對(duì)數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（DCI）更為復(fù)雜多變。邊緣計(jì)算系統(tǒng)涉及與多種類型的系統(tǒng)連接，包括云計(jì)算系統(tǒng)、其他邊緣計(jì)算系統(tǒng)、用戶自建的系統(tǒng)等，因此ECI連接的對(duì)象變多，且屬于不同運(yùn)營方，如用戶本身、云服務(wù)運(yùn)營商、其它邊緣計(jì)算運(yùn)營商等，同時(shí)還需要考慮到邊邊協(xié)同的基礎(chǔ)上繼續(xù)提供低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)性能，這使得ECI從基礎(chǔ)設(shè)施布局、管控架構(gòu)以及業(yè)務(wù)產(chǎn)品等層面上實(shí)現(xiàn)邊、網(wǎng)、云的高度協(xié)同。

“以前我們是從網(wǎng)絡(luò)的視角來看邊緣計(jì)算，現(xiàn)在我們要站在邊緣計(jì)算業(yè)務(wù)的視角來看網(wǎng)絡(luò)，我們通過這個(gè)視角重新定義了ECA。”雷波說。

宋軍說，5G承載網(wǎng)相較于4G承載網(wǎng)來看，核心面可以下移到園區(qū)，這里面有幾個(gè)好處：一是可以保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)不出園區(qū)，這是大部分企業(yè)用戶的要求;二是網(wǎng)絡(luò)核心面下移之后，更容易實(shí)現(xiàn)低延遲的承載方案，路徑更短;三是運(yùn)營商可以為每一個(gè)企業(yè)定制一個(gè)獨(dú)立的服務(wù)器核心網(wǎng)（UPF），這是以前做不到的，相當(dāng)于為每個(gè)5G客戶定制了無線業(yè)務(wù)。此外，運(yùn)營商可以開放5G通信的可編程能力，比如定位能力，用戶可以調(diào)用這些信息進(jìn)行編程，園區(qū)里一個(gè)機(jī)器人走到哪里，馬上就可以知道。

邊緣計(jì)算下移之后，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)自有網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，整個(gè)應(yīng)用在兩張網(wǎng)上拉通?！拔磥響?yīng)用肯定會(huì)分布在企業(yè)網(wǎng)和邊緣計(jì)算網(wǎng)兩部分上，而他們的業(yè)務(wù)是拉通的、網(wǎng)絡(luò)是互通的，這樣就可以做很多創(chuàng)新型應(yīng)用。”宋軍說。
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