边缘数据中心仍处探索期

中国科学报
贡晓丽
数据中心是信息交换、存储和处理的枢纽,是承载业务的关键基础设施,任何一种新兴ICT技术的发展都与数据中心密不可分。数据中心支撑了云计算、大数据等技术的发展,同时云计算和大数据等也给数据中心带来了新的活力...

数据中心是信息交换、存储和处理的枢纽,是承载业务的关键基础设施,任何一种新兴ICT技术的发展都与数据中心密不可分。数据中心支撑了云计算、大数据等技术的发展,同时云计算和大数据等也给数据中心带来了新的活力。目前,5G、物联网、增强现实、无人驾驶等这些新技术对信息基础设施又提出了新的需求:非常低的确定的网络时延。

大量的用户端将会产生海量的异构数据,这种异构数据的接入如果不能在本地解决势必会造成一定程度的网络拥塞。集中化的云数据中心显然不是处理该类业务的最佳选择。在这种情况下,在网络边缘部署服务器节点,就近提供高效、智能的计算、存储和网络资源,将会很大程度上解决这种问题。这种服务器节点加上配套的风、火、水电被称为边缘数据中心。

边缘数据中心与云数据中心协同作用

“边缘数据中心是云数据中心为将与时延敏感型业务卸载,在网络边缘侧提供计算、存储、网络资源,从而减少网络流量、往返延迟而进行的自然延伸。”近日,在开放数据中心标准推进委员会(ODCC)主办的2018开放数据中心峰会上,ODCC数据中心工作组副组长、中国信息通信研究院云计算与大数据研究所高级业务主管朱晓云对边缘数据中心的基本特征做了详细阐释。

朱晓云表示,边缘数据中心负责实时性业务、短周期数据存储;云数据中心负责非实时性业务、长周期数据存储。两者进行数据交互,协同作用,不可分割。

“未来边缘数据中心是数据的第一入口,负责实时性业务决策和大量个人隐私数据的短周期存储,可能部署在无线基站、楼顶、仓库或其他恶劣工作环境,其访问控制与威胁防护难度大大提升。”朱晓云认为,边缘数据中心是一个更加复杂、精密、可靠的系统,需要比云数据中心具有更加严格的设计、建造、测试和管理流程。

中国移动研究院网络与IT所所长段晓东表示,边缘计算加速新型“数据中心”发展。尤其是随着目前5G和工业制造发展,边缘计算已经成为工业界炙手可热的焦点,而想要在本地实现计算就需要数据中心的支持。

但多种场景的部署需求也意味着,未来的数据中心在形态和功能上都将发生改变。朱晓云认为,大量涌现的边缘数据中心,一定不是各自为政,而是需要具备分布式特征,在分布式网络架构支撑下,实现分布式计算与存储,将不同地理位置的边缘数据中心进行统一管理、动态调度。

段晓东认为,边缘计算导致资源池下沉,定制化硬件导致更加彻底的分布式的云。

在制造业,计算耦合要求更高,不仅仅是分布式,还有可能是嵌入式,比如在大型工厂的每个边缘节点可能都需要计算能力,形成泛在计算能力。

不过“边缘数据中心并不能完全替代集中化云数据中心。”朱晓云说,边缘数据中心基于其开放式工作环境,不适合如集中存储、B/S架构应用、数据挖掘分析等业务,这些服务仍然需要一个强大的云后端。“将所有计算转移到边缘会引发一个分布式的、无担保的、无法处理的混乱情况。”

部署进行时

边缘数据中心可以解决很多问题,包括集中式服务瓶颈的问题,可以大大减少需要处理的网络流量,用户也可以避免在业务处理中发生数据中断问题,还能提高系统整体的弹性,节省基础设施的成本,降低设备的复杂性。“在技术需求和投资收益率两相博弈的情况下,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结果。”朱晓云说。

以自动驾驶汽车的应用场景为例,如果将大计算能力及大容量的车载计算单元、传感设备都放在汽车上,意味着将会增加大量的汽车软硬件改造以及检测费用,很容易造成高额的成本,增加汽车发生故障的概率。

而边缘数据中心则可以对该业务进行实时环境数据的处理,对车辆进行统一的规划。“边缘数据中心这种网络模式还是更胜一筹的。”朱晓云说。

边缘数据中心怎样部署,电信运营商也正在积极探索。段晓东介绍,目前中国移动正在推动边缘计算发展。“中国移动目前正在以场景为中心,超前储备面向边缘接入的站点资源。”段晓东说,移动也正在研发多元化的硬件平台体系。“边缘计算平台可分为两个,一个是面向IaaS(基础设施即服务)层的基础设施管理平台,另一个是边缘计算SaaS(软件即服务)层、PaaS(平台即服务)层能力调度平台。目前这两个平台,中国移动都已经完成初步开发工作。”

“今年6月,三大运营商与英特尔等合作伙伴一起发布了第一款OTII(开放电信基础设施)硬件的参考模型,就是希望推动硬件设备能够满足边缘场景的需求。”段晓东说。

获得政策支持

目前的国家政策,已经明确表示出对边缘数据中心的支持。今年2月国家发展和改革委员会公布了今年新一代信息基础设施建设工程拟支持项目名单,在之前国家发改委印发的《关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》中明确指出,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。

ODCC在2017年初开始对边缘数据中心进行相关的研究,并于2017年发布了《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和定义。“边缘数据中心处于发展初期,它的应用场景非常广泛,目前基础运营商、IDC服务商、设备厂商等纷纷开始布局,但在其技术研究及推广应用过程中还存在诸多问题。”朱晓云说。

她表示,各厂商都有各自的优势和资源,但目前基于其业务特点,对边缘数据中心理解层面各不相同,研究方向也各有不同,无法实现资源共享和优势互补。

在此背景下,ODCC研究出台了《边缘数据中心应用场景白皮书》,定义了边缘数据中心七大技术应用场景、十五大业务应用场景,明确边缘数据中心应用边界,推动行业概念统一。

据朱晓云介绍,该白皮书的受众是针对数据中心监管部门、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。“未来几年是边缘数据中心发展的关键时期,产业界各方应明确边缘数据中心应用边界,实现行业概念统一。”

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