边缘计算平台落地思考

目录：
1、边缘计算和云计算
2、边缘计算平台落地形式
　1、基于cdn的改造
　2、基于微数据中心（MDC）建设
　3、基于现有的容器云进行改造

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1、边缘计算和云计算：

前言：
　　云计算正在以标准化、统一化的方式融入各大行业，而服务方式的差异化又推动了其新的使用形态，边缘计算就是其产物。

简介：
云计算的特征：云计算是高级开发和一个时代计算机技术的集成，如大算力，巨大的内存，海量存储，高速网络和可靠的系统架构。

边缘计算的特征：离云中心较远相对其拥有较小的带宽、低内存、轻量级存储、轻量级函数库和内核、轻量级开发等。
　
　　反观现有的云计算基础架构不能直接应用于边缘环境。这是因为边缘与云是两个受环境限制的“不同环境“，边缘涉及网络连接方式的不同、网络带宽和相对受限的计算资源。例如，一个典型的边缘场景是多个边缘节点和”云“通过广域网（WAN）连接交互控制信息。而边缘节点是在网络层面做了NAT后面的专用网络中运行，因此在”云“上运行的TCP客户端无法连接到在边缘上运行的TCP服务; 此外，边缘和云之间的网络也存在不稳定情况，因此在边缘运行的服务需要能够脱机运行; 边缘节点和云之间的带宽小于云，所以这些有限的贷款更昂贵; 最后，一些边缘节点具有约束计算资源，例如仅128 MB内存。

争论点：
目前对于计算的下沉各有各的说法，较大的争论点在如下几点：
1、边缘区域界定的范围
2、边缘设备的形态
3、边缘设备资源限制和计算矛盾
　　
　　追溯早期互联网提供基于流量单击盈利方式，到由用户主导产生的内容互联网产品的出现，标志着消费者互联网开始大面积落地使用，同时为了解决消费互联网的体验发展出了内容分发网络（CDN），内容分发网络（CDN）的基本原理就是将网络计算从中心向边缘扩散，由此可见在较早的时候就已经定义了网络边缘的概念--”“”归纳为一个需要最少数量的“跳跃”（中间路由器）才能实现大量内容的地方“”“。
　　所以从某种意义上来讲边缘的区域的范围或者说"边缘"应该是网络“跃数”所能达到的地方，“跃数”越高网络的质量可能会相对比较差这点需要权衡。”云“和“边”的范围就是“八爪鱼”除身体外其触角所能及的地方都是边缘，至于如何在这些“边缘”内提供边缘服务还是回归到服务本身，由服务的差异化推动边缘基础设施形态的设计和实现，以及边缘设备所拥有的算力。例如需要高算力的边缘场景那么边缘设备应该是以轻量级的x86或arm服务器的形态作为基石，而算力相对较低的那么以智能网关或树莓派（Raspberry Pi）这样的形态作为基石。

2、边缘计算平台落地形式

根据边缘服务的数据对象我们可以分为两大类的边缘计算平台，一种是以处理部分海量数据为己任的“泛边缘计算平台”，另一种是以处理iot设备为己任的“微边缘计算平台”。下面所说的“基于cdn”、“微数据中心”大体上归为泛边缘计算平台，“基于容器云”归为微边缘计算平台。

1、基于cdn的改造：
　　自20世纪90年代内容分发网络（CDN）的定义出现，也是暗示着其本身将会在不久的将来迎来二次革命。CDN其本身就是天生边缘化的分布式产品有相应的独立存储能力、网络能力等，这些CDN的节点在经过定制化的改造后赋予相应所需的算力、安全、互动等能力即可过渡到具有处理高频、高交互的海量数据能力的“泛边缘计算平台”。基于CDN改造完成后的平台虽然具有独立思考能力但是这部分健硕的”触手“还需要与”大脑“进行协同接受“大脑”（云中心）的管控。

2、基于微数据中心（MDC）建设：
　　数据中心（IDC）说起来大家都不陌生，拥有大带宽、大存储、超高算力等特征，在这样的一个地基之上为我们开放了许许多多的想象空间。随着机器对机器（M2M）和物联网等新应用方式主导的数字化思维的出现，应用开始由原先机器对中心（M2C）的方式逐渐远离数据中心，转向了那些需要在本地或靠近彼此需要计算的地方，至于这些地方需要的算力可能受限于内在或外在因素等条件的限制，无法建设IDC这样规模的数据中心，其结果是出现微型数据中心（MDC）的形式分布在靠近城市、商业区和现有通信基础设施上等地方，最终这些节点连接成一张巨大的边缘网络。将想象空间下放提供更快、更好的服务。
　　在微数据中心上我们可以搭建两个主要IaaS、PaaS平台，至于为何是这两个主要是考虑到要切合用户的体验以及“边缘MDC”的特性考虑，当然还可以搭建其它平台。
IaaS：在边缘MDC测提供虚拟机基础性的服务，不建议在边缘部署对数据可靠性要求非常高的业务。
PaaS：对于虚拟机运维麻烦的用户来说可以提供轻量化的K8s平台来帮助用户在边缘MDC的所有范围内进行管理和调度应用。

3、基于现有的容器云进行改造：
　　容器的“Build Once, Run Anywhere”的特征 和kuberneters强大的编排调度能力，不仅能适合在大集群的中心场景，同样也适合在边缘的场景，但是适用于边缘的场景需要对kubernetes进行相应的改造。
　　KubeEdge是华为贡献给开源社区的一个项目，用于将本机容器化应用程序编排功能扩展到边缘上的主机。它建立在kubernetes的基础上，为网络、应用程序部署和云与边缘之间的元数据同步提供基本的基础设施支持。
　　由于KubeEdge使用基于标准MQTT的通信所以主要是侧重于解决边缘设备接入的问题，因此我们可以在现有容器云环境的基础上结合KubeEdge进行异构的管理常规节点和边缘IOT设备节点，然后通过云中心来管理和调度应用的去向，最终实现云边协同以及边缘节点的自治能力。

总结：
　　不论是边缘计算还是未来因服务差异化产生各种层出不穷的新技术、新概念，这些“新形态”究其本质都是为人类所服务，而我们能做的就是怀揣着猎奇的心态去面对，尽管途中会遇到各种各样的问题，我们也要风物长宜放眼量。