云話題 | 第1期 當邊緣計算遇上云原生
公眾號改名之后，邊緣醬在后臺經(jīng)常收到一些留言，比如：
邊緣計算發(fā)展到哪一步了？
5G消息是什么？
邊緣編程怎么玩？
邊緣醬單身嗎？
邊緣AI有哪些行業(yè)應用？
......
云話題
云話題 | 第1期 當邊緣計算遇上云原生
特邀專家：吳龍輝
阿里云技術專家，《Kuberentes實戰(zhàn)》作者，致力于云原生技術的研究，擁有豐富的云原生和容器化實踐經(jīng)驗；目前負責阿里云CDN和邊緣云原生技術體系建設，包括邊緣容器平臺研發(fā)、CDN容器化等。
一、什么是云原生？
作為云計算時代的新技術理念，云原生概念在2015年被提出，它從技術理念、核心架構等多個方面，幫助企業(yè)IT平滑、快速、漸進式落地上云之路。
云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(tǒng)。CNCF定義云原生是有利于各組織在公有云、私有云和混合云等新型動態(tài)環(huán)境中，構建和運行可彈性擴展應用的技術，云原生的代表技術包括容器、服務網(wǎng)絡、微服務、不可變基礎設施和聲明式API。
這些技術能夠構建容錯性好、易于管理和便于觀察的松耦合系統(tǒng)，結合可靠的自動化手段，云原生技術使工程師能夠輕松地對系統(tǒng)做出頻繁和可預測性的重大變更。
吳龍輝認為：云原生是基于云計算技術進行應用設計開發(fā)，以充分利用云計算的優(yōu)勢。
二、當邊緣計算遇上云原生
邊緣計算是這幾年提出很火熱的一個概念，相對于云中心計算而言，邊緣計算是一種分布式的計算架構，將應用程序從云中心節(jié)點移往邊緣節(jié)點去處理，將原本完全由中心節(jié)點處理的服務加以分解，分散到邊緣節(jié)點去處理，本質上更靠近于用戶終端，可以加快數(shù)據(jù)的處理與傳送速度，減少延遲。
云原生技術比虛擬主機更適應算力下沉的邊緣計算。借助云原生技術，可以更好地實現(xiàn)云—邊—端一體化的應用分發(fā)，解決在海量邊、端設備上統(tǒng)一完成大規(guī)模應用交付、運維、管控的訴求。
“基于邊緣計算進行應用設計開發(fā)，以充分利用邊緣計算的優(yōu)勢，就是邊緣云原生?！眳驱堓x表示。
相比于云中心，如果開發(fā)者要在邊緣進行應用部署，需要考慮邊緣的特殊性的，云中心應用往往只需要1～2個地區(qū)/Region部署，高穩(wěn)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(qū)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運行強分布式架構設計，需要更多考慮邊緣的不穩(wěn)定和不確定性。
對于開發(fā)者來說，若想在邊緣計算部署新應用（或者下沉云中心應用）都是非常困難的。阿里云邊緣節(jié)點服務在基于邊緣云原生理論，為開發(fā)者提供一站式能力，包括運維管控、中間件、云邊通信/邊邊通信等等，讓開發(fā)者只需要關注業(yè)務邏輯，而邊緣計算的底層差異由阿里云邊緣節(jié)點服務屏蔽，提供跟云中心一致的能力和體驗。
三、邊緣云原生的價值是什么？
吳龍輝認為，邊緣云原生的核心優(yōu)勢包括以下幾個維度：
低延時：可以提供就近計算。
彈性能力：有巨大的算力資源，能夠提供彈性能力和質量保證、故障遷移。
邊緣自治：在斷網(wǎng)情況下支持邊緣節(jié)點內部自治，保證部分業(yè)務功能無損。
云邊一體：邊緣計算不是孤立存在，是必須跟云中心進行協(xié)同的，能夠提供跟云中心一致的能力和體驗。
不變的基礎設施：邊緣計算會屏蔽邊緣異構資源的差異性，給上層提供統(tǒng)一的Serverless能力。
標準化：邊緣計算是云計算的一部分，兩者是統(tǒng)一的。
四、邊緣云原生的核心技術挑戰(zhàn)是什么？
基礎設施的技術挑戰(zhàn)：
任何業(yè)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(wǎng)絡。在機房分布方面，邊緣的機房是全球分布的，這對于機房建設挑戰(zhàn)是非常大的，比如是邊遠地區(qū)的機房，維修周期是以周為單位的，并且每個邊緣機房規(guī)模是比較小的，相比云中心機房上萬甚至百萬機器的規(guī)模，邊緣機房是非常之少（幾十/幾百臺），這對于業(yè)務的容災保證是比較大考驗：如何在有限機器下保證冗余和異常遷移。同時邊緣節(jié)點的網(wǎng)絡是不可靠的，機房割接、網(wǎng)絡異常、網(wǎng)絡攻擊是常有的事情，網(wǎng)絡異常下就面臨業(yè)務容災、邊緣自治等等的技術挑戰(zhàn)。
IaaS層的技術挑戰(zhàn)：
IaaS層能夠為業(yè)務體現(xiàn)彈性的資源和可擴展存儲。彈性方面，因為單機房資源少，所以在業(yè)務彈性的時候往往要彈性到其他節(jié)點上，這種擴節(jié)點的彈性，對于業(yè)務本身也需要提供很多支持，比如跨節(jié)點數(shù)據(jù)同步、服務發(fā)現(xiàn)等等。存儲方面：在成本和節(jié)點規(guī)模的限制下，目前邊緣節(jié)點其實并沒辦法提供完全的數(shù)據(jù)持久化能力，那么邊緣節(jié)點數(shù)據(jù)如何和云中心進行同步，就是一個關鍵問題，哪些數(shù)據(jù)可以放在邊緣，哪些數(shù)據(jù)需要傳回并存儲在中心。
PaaS層的技術挑戰(zhàn)：
PaaS層的核心技術包括容器和各種中間件能力。比如Kuberentes、ServiceMesh大多是在中心內網(wǎng)內工作，不需要考慮跨機房、跨公網(wǎng)通信能力，在邊緣則面臨著安全、穩(wěn)定性、可運維性上的挑戰(zhàn)。
五、如何進行邊緣云原生技術體系建設？
首先，想要建設邊緣云原生技術體系，需要更加適合邊緣的云原生能力。各種云上的技術、開源技術，我們需要針對邊緣的需求進行增強，能夠讓用戶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、容器存儲/網(wǎng)絡，以及各種中間件的集成。
其次，需要更加標準和通用的應用管理能力。對用戶來說，應用部署云中心和邊緣，只是底層環(huán)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(wěn)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，所以用戶在邊緣落地的時候更傾向于Serverless形態(tài)，為此需要提供一個穩(wěn)定和可靠的底座。
目前，阿里云邊緣云原生在核心能力上，已經(jīng)集成了邊緣網(wǎng)絡，邊緣融合計算、邊緣管控等幾個維度，邊緣云原生體系會跟整個阿里云邊緣節(jié)點服務（ENS）核心能力進行集成和持續(xù)打磨，做深技術和產品，為用戶持續(xù)創(chuàng)造價值。
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