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ODCC数据中心工作组副组长 中国信通院云大所高级业务主管 朱晓云:《边缘数据中心产业发展简析及应用场景白皮书解读》

2018-10-17 11:30

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  谢谢大家,我是来自中国信通院的朱晓云。接下来我要跟大家分享的是边缘数据中心产业发展简析及应用场景白皮书解读。我们一起来分析预测一下边缘数据中心技术架构对我们整个数据中心产业的影响的情况是怎么样的?接下来对边缘数据中心应用场景白皮书进行解读。

  首先,第一部分,边缘数据中心产业发展简析。我们首先一起来回顾各种新兴的ICT技术的发展历程,它们的最终落地其实最终都是需要基础设施层面的支撑,通过数据中心领域的技术变革来实现它们真正的推广应用。我们举两个比较有代表性的例子,首先是云计算技术,可以说数据中心是云计算技术应用的唯一应用场景。数据中心的云化是实现了计算、存储、网络的虚拟化,促使了数据中心的集约化、集成化发展,促使了资源的利用率大幅提升。

  还有大数据技术,我们也可以说数据中心是大数据技术应用的主场景,大数据技术在数据中心的应用促使了数据中心的智能化运维,实现对硬件故障的自动预测和自动化管理。反过来我们数据中心的集约化发展也有效支撑了数据挖掘等等这些业务的发展。

  我们预测一下未来5G、物联网技术的推广应用又会对数据中心产业提出怎样的技术需求?未来随着的5G、物联网的推广应用,行业进程化可能会逐步加快,数据也需要更加有效的流动集成。在这种背景下,会对数据中心的基础架构提出怎样的需求,引发数据中心产业怎样的技术变革?毋庸置疑的是未来物联网、增强现实、无人驾驶等等这些业务需要5G的网络支撑。我们梳理一下5G的业务场景有哪些,首先是增强移动的宽带业务,再有主要是物联网业务,然后是超高可靠、超低时延关键通信的业务。

  这些业务应用场景会对数据中心提出怎样的技术需求?毋庸置疑的肯定是非常低的网络时延,时延问题也是业界最近在讨论的一个热点话题。再就是肯定是我们的业务需要得到实时的处理。再有代表性的就是物联网业务,它们需要海量异构多样化的数据,对数据中心进行数据接入。还需要对数据中心提供弹性的基础设施资源。我们来对集中式的云数据中心架构来看,现在集中式的这种云数据中心架构是不是可以满足这些需求?因为集中式的云数据中心架构我们头几年说的是云平台我们可以提供可扩展、集中式的这种服务,它是不是能够满足这种需求?我们说它是无法满足未来的这种技术需求的。

  首先时延的这种限制是肯定的,再有物联网业务对数据中心海量多样性异构数据的接入,有可能会造成网络拥塞问题,还有一个很重要的就是引发的安全问题,再就是一系列的安全、隐私、用户数据的隐私问题等等这些提出的对集中式云数据中心的一个瓶颈。我们业界提出一个有效的方案,在靠近用户的网络边缘侧来构建业务平台,提供存储、计算、网络等资源,将关键的业务应用下沉到接入网络边缘,以减少网络传输和多级转发带来的带款与时延损耗,我们业界将这种新型基础设施称之为边缘数据中心。对于这种边缘计算的架构,我们可以说边缘数据中心其实是云数据中心的自然延伸,它只不过是将云数据中心的部分业务卸载,实时性业务卸载,交由边缘数据中心来进行处理。

  我们说边缘数据中心可以解决很多问题,总结了一下可以解决集中式服务瓶颈的问题,还可以大大减少需要处理的网络流量,再就是用户也可以避免在业务处理中的中断问题,还可以提高系统整体的弹性。再就是可以大大节省基础设施的成本,还可以降低设备的复杂性以及管理问题。我们说在技术需求还有投资收益率两相博弈的情况下,我们认为边缘数据中心是满足5G网络技术需求以及保证投资收益两相博弈的这么一个结果,因此我们认为最佳的选择是边缘数据中心。

  我们总结了边缘数据中心的几个技术特点,首先我们刚才说了超低时延的技术特点,因为海量的数据已经不再需要上传至云端进行处理,因此大大降低了网络时延的问题。再就是超高带宽的技术特点,因为核心网的传输压力已经下降了,也减少了往来拥塞的问题,因此可以说网络传输的速率也大大增加了,这是超高带宽的技术特点。再就是高实时性计算能力的技术特点,我们可以说边缘数据中心是数据中心未来是数据接入的第一入口,它具备实时分析处理能力。再有就是高安全可靠性,未来数据的传输可靠性以及数据处理的可靠性其实是对用户的实时性业务的影响是最直接的,因为它直接面向业务。还有一个本地化的技术特点,因为未来数据中心我们说是大量涌现,部署非常靠近信息源,分布极其广泛,有这么几个特点,未来数据中心有本地化的技术特点。

  我们对未来数据中心发展进行一个预测,我们总结了这么十大点。首先预测之一,未来数据中心产业将呈现一个两极化的不发展模式,边缘数据中心+云数据中心的两极化发展模式。一方面受云计算、新型运维等等这些技术的驱动,以及市场竞争的影响。我们可以说云数据中心的资源无不呈现一个整合的、规模化、高密度的发展趋势。这些大量涌现的小型的微型这种边缘数据中心可以保障一个边缘侧的时延敏感型的业务。刚才也说了边缘数据中心是云数据中心的一个自然延伸,并不是说以后边缘数据中心就可以取代云的这种业务来直接进行存在了。

  预测之二,我们说大量涌现的这种边缘数据中心是具有什么特点?规模小、数量多、本地化的特点,因此它物理上是分散的特点。因此我们说未来数据中心的能效,因为边缘数据中心的带入会带来一个巨大的挑战,也会成为政策关注的一个焦点。

  还有就是边缘数据中心未来肯定是采用分布式架构,为什么这么说?因为我们说这种海量的不确定的时延敏感性的这种业务对数据中心提出的一个技术需求,未来是低耦合度、灵活分布部署、高容错性、高扩展性等等,有这么多的技术需求。因此在这种技术需求下,我们说数据中心需要具备这么一个分布式架构的特点。

  什么是分布式架构?我们说不同位置的边缘数据中心通过统一的运维管理可以形成一个大的逻辑上的数据中心,可以无视地理位置的间隔,统一进行资源调度、功能协调和权限分配等等。

  我们已经说了未来边缘数据中心架构要呈现一个分布式的特点,未来是不是说云数据中心就不需要了?我们认为在未来的这种技术趋势下,未来几年甚至更长的时间根据我们的判断,集中化的云数据中心是不会消失的。云数据中心负责集中存储,B/S架构应用、数据瓦解分析等业务,将所有计算转移到边缘会引发一个分布的、无担保的混乱情况。另外我们认为端的能力有限,在保证投资收益的前提下更好地支撑业务推广,边缘数据中心这种网络模式其实是更胜一筹的。

  我们以自动驾驶汽车的应用场景为例来对这句话进行说明,因为要实现自动驾驶汽车的业务场景,目前来说单一机车的集散能力有限,它不足以处理各种环境数据以避免车祸的发生,它的主力能力也不足以与附近的车辆进行通信从而优化交通流量。有两个解决方案,我们说边缘数据中心是一个解决方案,它可以对业务进行一个实时的处理来进行环境数据的这种处理,以及对车辆进行这种统一的规划。

  另外还有一个方案,现在业界也是提出一个比较乐观的,我们把计算能力完全放在汽车之上,让车与车、端与端之间进行互相的交互。我们认为第二种方案,如果说将大计算能力及大容量的车载计算单元还有大量的传感设备都放在汽车上,意味着大量的汽车软硬件改造以及安规检测费用。我们认为这样的话,很容易对汽车造成高额的成本,也大大增加了故障的概率,它不适用于这种产业化的推广,还是仅仅适用实验室的环境。这也就解释了我们说为什么说在保证投资收益的前提下为了更好地支撑业务推广,边缘数据中心这种网络模式还是更胜一筹的。

  另外我们说边缘数据中心、MEC将成为5G时代两大重要技术支撑,为什么这么说?我们也把未来边缘数据中心的技术架构大致画了一下,首先云数据中心依然是存在的,在边缘侧我们部署边缘数据中心这种网络基础设施,在边缘数据中心之上我们部署MEC系统,MEC未来将呈现公有云服务的模式,在MEC之上部署各种第三方应用。这种应用对应着各种端的物也好、人也好,我们统称为叫端。MEC系统实现了移动接入网与互联网业务的深度融合,通过在边缘数据中心环境的部署来提供公有云服务,最终实现时延敏感型业务的下沉。边缘数据中心其实是提供弹性的、分布式的智能基础设施环境,通过解决接口统一、自动化运维、软硬件逐步解耦等。

  现在很多人尤其不是数据中心行业,云计算行业的,可能对基础设施这块的理解会有一些偏差,认为边缘数据中心跟传统的数据中心相比其实就是小型的数据中心,我们认为这种想法是错误的。边缘数据中心肯定是更加复杂精密可靠性的系统,我们现在可以看得到的,首先需要先进的制冷技术、液冷技术的支撑,高安全可靠性的解决方案,无人值守、自动化运维技术,我们认为未来边缘数据中心的场景非常复杂化,我们认为无人值守、自动化运维技术是需要的。再有是我们刚才说到的分布式架构,再有是指数级提高计算能力,不管是服务器方面还是整个数据中心整体的我们需要指数级提高它的计算能力。

  预测之二,边缘数据中心根据业务需求将有多样化的业务部署,部署空间的问题、部署供电的问题以及供暖的问题等等,这些方式是我们急需研究解决的问题。我们先不讨论技术,仅仅指它的空间、供电、供网等等,这三个问题都是需要研究解决的,多样化的数据中心可能都是未来技术的发展方向。

  预测之九,发展边缘数据中心需要多方合作,发挥各自优势,实现资源整合。边缘数据中心前景非常广阔,现在企业也开始纷纷布局。我们的ODCC也开始对边缘数据中心在2017年初开始了相关的研究,2017年ODCC也发布了《边缘数据中心白皮书》,提出了边缘数据中心技术架构的模式,另外我们在本次峰会上也发布了《边缘数据中心应用场景白皮书》等等一系列的。2018年2月,中国联通发布《中国联通Edge-Cloud平台架构及产业生态白皮书》,还有中国电信则联合英特尔着力推动基于NFV架构的网络核心能力下沉,华为正在搭建边缘计算开发测试平台,并在工业无线、数据集成、SDN、安全等等这些关键领域开展技术布局。秦淮数据作为IDC综合运营商,表示在国内成功运营220-边缘数据中心。我并不是说其他企业没有开展边缘数据中心的研究,我只是对每一个类型的企业列到上面了。

  各类型的企业他们都开始纷纷布局边缘数据中心的研究,但是我们认为各个企业的角色不一样,他们看待技术架构的角度也不一样,他们也具有各自的优势,我们认为还是要发挥各自优势实现资源的整合,来一起推动边缘数据中心技术架构的推广应用。

  最后一个预测,我们认为未来边缘数据中心只有和5G通信、物联网、人工智能、虚拟现实等等这些新兴技术融合发展,才可以发挥它真正的威力。这个 怎么来说?我这里仅仅列了这么几条,如果把这些所有的新兴技术他们之间的技术观点全部列出来,这是一个非常大的网图。我说这么几点,首先边缘数据中心跟5G之间的关系,边缘数据中心有助于支持更低延迟的5G新业务开展,这是毋庸置疑的。物联网会带来越来越多的非结构化数据,它需要从非结构化数据中发现内在关联,因此也需要人工智能技术在里面。边缘数据中心跟物联网是什么关系,物联网设备需要更敏捷地连接、更有效地数据处理、要有更好地数据隐私保护。边缘数据中心跟人工智能,大量智能机器间连接,将产生海量数据。对图象和视频进行分析,采集到的数据必须足够清晰,数据量庞大、网络受限,我们说边缘数据中心架构可以满足这个技术需求。另外是人工智能未来的发展对芯片技术,我们认为未来肯定是要有这么一个发展极限的值,我们认为未来解决这个芯片的极限值还是需要分布式的架构来解决。

  我们提几个国家政策,从国家政策的视角来看待边缘数据中心的这种基础架构问题。首先国家政策,现在很明朗肯定是支持边缘数据中心的应用发展的。在2018年2月国家发改委公布了《2018年新一代信息基础设施建设工程拟支持项目名单》,《通知》明确指出2018年要在不少于5个城市开展5G网络建设,至少开展4K高清、增强现实、虚拟现实、无人机等典型5G业务及应用。将重点关注边缘数据中心能效、安全、部署空间等问题。

  我们最后说这次ODCC峰会要发布的《边缘数据中心应用场景白皮书》,我们为什么要急于发这么一个应用场景的白皮书?我们在2017年峰会上ODCC就发布了《边缘数据中心白皮书》,也是受到了产业界的广泛关注,我们在这个数据中心白皮书提出了边缘数据中心的定义,总结了边缘数据中心的几大技术特征,以特定的应用场景为例对技术方案进行了深入的研究。未来边缘数据中心其实是处于一个发展初期的,我们可以看得到是它的应用场景非常广泛,目前基础运营商、IDC服务商、设备厂商等企业纷纷开始布局,但在其技术研究及推广应用过程中存在诸多问题。

  各角色厂商都有各自有时优势及资源,但目前基于各自业务特点,对边缘数据中心理解层面各不相同,研究方向各有不同,无法实现资源共享和优势互补。5G、边缘数据中心、物联网、人工智能、车联网等新型信息化技术只有实现融合发展,才能展示其真正的魅力。但从事技术的研究单位、团体、所属领域各不相同,缺乏统一的沟通交流平台。边缘云与边缘数据中心概念混淆,部分厂商忽略对基础设施的研究,盲目追求新概念,造成数据中心技术无法实现同步发展,无法真正实现落地。

  因此在这种背景下数据中心产业急需规划出台一张整体和落地的这么一个产业蓝图,来推动边缘数据中心的有序推广应用。在这种背景下我们ODCC研究出台了《边缘数据中心应用场景白皮书》,这个白皮书的受众也是针对于我们数据中心监管部门、数据中心上下游产业链各厂商,以及从事边缘数据中心研究的团体以及个人等等。它的研究目的也是我们刚才说的未来几年边缘数据中心发展的关键时期,迫切需要产业界各方明确边缘数据中心应用边界,实现行业概念统一。我们中国信息通信研究院也承担了《边缘数据中心应用场景白皮书》的主编单位,另外参编单位还有百度、施耐德电气、秦淮电气、中国移动这几个。

  在《边缘数据中心应用场景白皮书》中我们收集15大领域典型应用场景,研究7大新兴技术融合发展。归纳5大技术特点,超低时延、超高带宽、本地化、高实时性计算能力、高安全可酸性。我们在应用白皮书中对每一个应用场景都逐一进行技术相关度的分析,对这5个技术相关度来进行逐一的分析。另外还对这几个新兴的技术,边缘数据中心还有这7大新兴技术进行综合研究分析。其实我们ODCC在边缘数据中心方面研究的方向非常全面,首先我们肯定要支撑国家政策,信通院也是依据自己的角色我们要支撑国家政策还有地方政府的角色,来对边缘数据中心相关政策进行一些研究,我们也欢迎企业加入进来一起进行政策的制定工作。

  还有数据中心产业的研究,边缘数据中心对产业影响深远,我们对产业影响研究、分析、白布白皮书。边缘数据中心技术研究,我们针对架构方案、接口技术、访问控制、安全可靠性等等。另外边缘数据中心接口标准的研究,接口标准、数据中心评估测试标准等等,我们聚焦于这种研究,我们也欢迎有这种研究实力的企业进来,我们共谋数据中心产业的发展。以上就是我的介绍,谢谢大家!

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