深耕边缘计算 揭秘阿里云边缘云网一体化的技术实践
過去兩年，5G和邊緣計算技術作為一種新型基礎設施受到產學研用各界的廣泛關注，何種超級應用場景會隨之出現并率先得到規模化應用，成為產業最熱議的話題。“應用的規模化一定與5G與邊緣計算的技術特性強相關。”在2020云棲大會邊緣計算技術應用創新專場上，阿里云資深技術專家楊敬宇表示。
消費和產業視頻場景 雙輪驅動邊緣計算
與3G、4G相比，5G突出的技術特性是大帶寬，大連接，低時延高可靠，核心網支持云上部署，同時支持網絡切片和終端流量邊緣分流，原生適合部署邊緣計算（MEC）。在這樣技術特征之下的5G時代，視頻體驗的升級將率先被激活。沒有了網速的束縛，視頻消費體驗與產業應用的進程將迎來躍進式發展。
在消費側，更高清、大容量、交互式的視頻媒體形式將快速得以應用，4K/8K超高清視頻、VR/AR沉浸式體驗、3A大作的超真實云游戲等走進大眾生活；在產業側，視頻數據在交通、教育、新零售、工業、城市治理等各個行業的應用加速規模化落地。
5G將是一個基于交互式視頻、高清視頻的時代，在這個時代，視頻的大帶寬、低延時的特點給云計算基礎設施提出了新的挑戰，如何讓計算在邊緣和中心結構化分布、以體驗為基礎進行應用計算架構設計、最大化降低核心網的傳輸成本，是5G時代每個場景都需要去思考和解決的問題。
楊敬宇認為：作為5G的孿生技術，邊緣計算具備節點數量多、分布廣泛、距離終端更近、訪問延時低、彈性伸縮等特點，是應對視頻大規模應用的最佳解決方案，可以廣泛適配當下各個行業海量視頻數據的計算和分發需求。
CDN on ENS：一路進階的阿里云邊緣計算
邊緣節點服務（ENS）是阿里云在2017開始研發的一款邊緣計算產品，基于全球2800多個CDN節點，阿里云逐步將CDN節點設施進行技術升級，通過CDN跑在ENS上，阿里云邊緣設施從加速型業務逐步向邊緣云網一體化服務演進。目前，阿里云邊緣計算已經實現了300+節點在全國省會城市以及熱門地區三線城市的全域覆蓋，將計算的時延控制在10毫秒以內。
一年前的2019杭州云棲大會上，阿里云曾定義邊緣計算為城市計算，其核心理念就是以城市為單位逐步部署ENS節點，并與阿里公共云基礎設施和生態應用打通，側重提供本地消費應用和產業計算服務。一年后的今天，阿里云CDN系統、RTC系統、城市物聯網、工業互聯網平臺、云游戲、云桌面以及達摩院的視覺計算平臺等一批PaaS平臺及應用已經平滑地部署和運行在ENS之上。
楊敬宇在演講中分享道：目前，ENS已經具備多種計算形態（虛機、容器、安全容器、數字孿生計算）、多種存儲服務（高可用塊存儲、文件存儲、邊緣視圖緩存、CDN緩存）、多種網絡服務（互聯網IP、VPC網絡、互聯網IP+VPC混合網絡）以及融合安全（節點安全、網絡安全、系統安全）等全方位能力，繼承了阿里云自主知識產權的飛天系統的很多優秀技術特性。
此外，ENS不僅在安全性、可靠性方面完整繼承中心云的特征，而且可以根據需要隨時進行生產和擴容。在應用層，基于垂直化場景對節點的計算能力進行調度，CDN負責分發，RTC系統提供業界領先的音視頻能力。在邊緣，大量部署視頻直播點播PaaS平臺，使流量的成本降到最低。這套體系和中心云、飛天IoT操作系統進行有效協同，實現了云-邊-端的完整計算體系和框架，提供了阿里云無所不在的計算能力，可以廣泛應用到各種場景中。
聚焦云網一體化 ENS基礎設施全面升級
邊緣計算作為中心云計算的延伸，天然具有分散部署、廣域覆蓋、環境復雜等特性，也正因為這些特性，邊緣計算和邊緣網絡必須形成云網一體才能讓計算變得更靈活，適用于更多的應用場景。會上，楊敬宇介紹了阿里云邊緣計算云網一體化基礎技術研究的兩個方向。
協同網絡：優化節點、中心云與終端網絡的數據互通
基于廣泛的節點能力，阿里云構建了ENS協同網絡，實現了終端-邊緣、邊緣-邊緣、邊緣-中心的一體化協同，為上層業務應用屏蔽復雜的網絡環境，為邊緣計算、中心計算之間提供優質、安全的網絡連接能力，提升數據互通效率。
例如，在線教育，網絡直播等諸多應用場景中都存在節點間實例內部數據交互、與中心云及終端園區網絡的實例數據互通需求，ENS的協同網絡基于邊緣組網、安全加速與網絡切片三大技術特征，幫助上述場景完美應對挑戰。其中，邊緣組網可以根據自身需求將邊緣節點間的實例私網打通，形成可軟件定義的VPC網絡；安全加速具備多徑加速功能，同時通過隧道技術實現了承載網的信息安全，有效抗擊節點間的互聯網、網絡抖動和跨網等問題；網絡切片則是ENS提供一種軟件定義的專網服務，有效保障通信質量，未來當5G網絡切片服務開放后，ENS切片網絡可以跟5G切片服務打通，最終為客戶提供端到端的網絡切片服務。
協同計算：為終端數字孿生計算場景提供簡單易用的邊緣云
隨著5G和邊緣計算等新技術逐步解決了傳輸帶寬，傳輸時延等技術問題，終端的計算云化就成為一種可能。楊敬宇表示：未來的新型終端將主要用于物理世界到數字世界的信息轉換，鍵鼠、顯示器等傳統的人機交互功能都屬于這一范疇，終端會朝3D感知、沉浸式體驗方向進一步發展。而每個物理終端在數字世界都會創建數字孿生計算體，用于完成終端的計算部分。
ENS協同計算為終端數字孿生計算場景而生，云游戲云桌面PaaS平臺只需在ENS上對應注冊創建一個數字孿生計算體，并與物理終端的身份ID進行配對后，即可實現與手機使用基站相似的體驗，完成就近的孿生計算服務，無需關心數字孿生體具體部署在哪里，這一切都由ENS來完成。
ENS協同網絡與協同計算能力，可以解決云邊端及邊緣節點間的系統協同問題，使用戶免于部署和維護復雜的分布式計算設施，實現真正的簡單易用。
深耕城市場景 邊緣計算+城市應用正當時
依托阿里巴巴豐富的生態應用優勢，阿里云邊緣計算不斷探索和試點，已經在新交通、傳媒、教育、家庭娛樂、生產制造等多個本地化城市場景中有了很好的落地實踐。
在智慧交通領域，阿里云邊緣計算疊加AI能力，為甘肅公交建集團搭建了智慧高速系統，實現高速視頻的點播、直播，智能檢測、數據可視化，讓交通視頻就近上云處理，視頻延時降低到10毫秒級，交通事件視頻AI計算響應時間提升70%，讓公路安全事件處理效率提升80%，真正做到了交通全域態勢感知，讓高速更加智慧，服務水平得到了極大的提升。
在車聯網領域，阿里云邊緣計算為首汽約車提供實時視頻流、編解碼、音頻回傳轉碼、直播轉發、圖片抓取等業務的就近分發與調度，大幅減少資源消耗，提升AI業務效費比，利用天然的地域可靠性優勢，不僅能支撐車路協同、車聯網等業務迅速落地，同時是發揮5G下V2X應用的最佳選擇，打通決策、感知、分析鏈路。
在新零售領域，阿里云邊緣計算與盒馬聯合打造了新零售視頻大數據系統，使得盒馬上云建設成本降低了50%以上，提升門店管理效率，同時讓消費者享受更便捷的購物環境，助力新零售行業數字化升級。
在教育領域，阿里云邊緣計算和好未來共建智慧教室、智慧課堂，數萬路教育視頻聯網快速上云，系統搭建周期縮短至2天以內，快速實現教育場景的互聯網數字化應用升級，在疫情期間支持‘停課不停學’，全面提升教育領域的授課覆蓋率和課堂效率。
在廣電傳媒領域，華數傳媒以阿里云邊緣節點服務（ENS）為平臺底座，打造了一張全國廣電的內網CDN，進行靈活擴容和便捷運維，同時基于ENS邊緣直播轉碼能力優化流媒體直播體驗。此外，依托ENS的邊緣算力、邊緣存儲能力，華數傳媒與阿里云協同組建智慧廣電城市云，將為智慧社區、智慧園區、市政管理、智慧校園等應用提供城市級云基礎設施。
在IoT智能終端領域，天貓精靈基于阿里云邊緣計算節點的終端云化能力，通過毫秒級實時連接，將終端本地應用遷移至阿里云邊緣云端，實現了更低的終端硬件成本、更豐富的云應用種類、更平滑的用戶體驗，加速打造泛娛樂應用生態。
除此之外，阿里云也在智慧工地、明廚亮灶、家庭娛樂、云游戲等垂直領域拓展了諸多5G邊緣計算的應用創新。楊敬宇表示：未來，阿里云將繼續以城市為單位，加速部署邊緣云基礎設施，打造離用戶更近的計算，為城市計算的應用場景賦能，攜手產業伙伴共同迎接數智經濟時代的到來。
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