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1、边边缘缘云云原原生生技技术术实实践践李李明明浩浩火山引擎边缘云原生负责人火山引擎边缘云原生负责人李李明明浩浩有10多年的CDN、边缘计算方面的开发和架构设计经验,致力于在边缘云推广分布式云原生技术架构,现任火山引擎边缘计算云原生技术负责人。边边缘缘计计算算业业务务需需求求及及技技术术挑挑战战火火山山引引擎擎边边缘缘云云原原生生技技术术架架构构火火山山引引擎擎边边缘缘云云原原生生案案例例实实践践火火山山引引擎擎边边缘缘云云原原生生长长期期演演进进0 01 1边边缘缘计计算算业业务务需需求求和和技技术术挑挑战战 变变化化趋趋势势超超低低时时延延海海量量数数据据云云边边协协同同应应用用数数据据爆爆炸
2、炸式式增增长长,同同比比需需要要边边缘缘处处理理的的数数据据越越来来越越多多2021上半年中国视频云市场规模达到4 43 3.7 7亿亿美元,同比增长达到38.7%。-中国视频云市场跟踪,IDC2020年,中国边缘云计算市场规模达91亿,预计2030年中国边缘云计算市场规模将接近2 25 50 00 0亿亿元。-中国边缘云计算行业展望报告预计2025年,全球数据规模将从2018年33ZB快速增长至1 17 75 5Z ZB B,其中30%的数据具有实时性需求。-Data Age 2025,IDC新新的的应应用用形形态态对对时时延延和和算算力力提提出出更更高高要要求求应应用用架架构构将将从从中中
3、心心化化走走向向云云边边协协同同图文应用视频直播AR/VR单点部署集群部署云边协同部署中心部署单机模式CS模式CES模式BS模式场场景景业业务务本本地地商商业业正正在在驱驱动动多多样样化化的的应应用用部部署署服服务务本本地地用用户户边边缘缘应应用用云云游游戏戏特点:算力大、资源异构、应用启动快网网络络直直播播特点:大带宽、低延时、弹性突发应应用用加加速速特点:并发链接高,低延时、无状态边边缘缘渲渲染染特点:低延时、算力大、数据共享R RT TC C特特点点:互动性强、极低延时远远程程辅辅助助驾驾驶驶特点:地域性强、低延时、本地存储小小型型化化问问题题业务多、需求多样CPU、GPU、ARM共享文
4、件存储、本地盘高性能网络转发、低延时分分布布式式集集群群问问题题数百个集群分布在不同区域弱网问题安安全全隔隔离离问问题题业务间隔离公有云租户隔离技技术术挑挑战战解解决决思思路路拥拥抱抱云云原原生生打造分布式、云边一体的边缘计算架构云云原原生生技技术术特特点点应应用用部部署署标准部署、自动化运维、可观测技技术术架架构构高容错性、松耦合、扩展性好资资源源管管理理弹性伸缩、资源按需分配0 02 2火火山山引引擎擎边边缘缘云云原原生生技技术术架架构构全国覆盖的边缘节点高性能边缘硬件(X86、NVMe、100G/25G智能网卡、GPU)优质专线(单线、多线)边边缘缘基基础础设设施施云云原原生生边边缘缘平
5、平台台边缘云原生操作系统自治管理集群管理生命周期组件管理服务管理镜像组件公共镜像镜像预热自定义镜像镜像构建机系统组件服务发现网络组件边缘存储动态配置消息队列数据库边边缘缘计计算算服服务务场场景景应应用用云云边边管管理理云边通道集群管理智能调度任务管理数数据据管管理理数据采集监控告警数据仓库数据大屏内容分发视频直播实时音视频云游戏动态加速IP应用加速AR/VRAIoT边缘实例边缘函数边缘网络边缘容器边缘存储火火山山引引擎擎边边缘缘计计算算云云原原生生技技术术方方案案技术架构大图火火山山引引擎擎边边缘缘云云原原生生业业务务规规模模规规模模庞庞大大的的节节点点网网络络覆盖全国多多区区域域,多多运运营
6、营商商基础设施、环境非常复杂,管管控控难难度度极极大大5 50 00 0+全国各省市运营商节点1 11 10 0T T+全网资源储备1 1-4 40 0mms s网络接入与算力服务8 80 00 0ww+边缘单实例网络 PPS火火山山引引擎擎边边缘缘计计算算部部分分节节点点分分布布示示意意图图C CP PU U节节点点G GP PU U节节点点核核心心技技术术能能力力按按需需混混合合部部署署多多集集群群管管理理轻轻量量级级虚虚拟拟化化云云边边通通道道统统一一调调度度技技术术方方案案:按按需需混混合合部部署署情况1:小型化混合部署问问题题:小小型型化化和和多多样样化化需需求求小型化节点:几台服务
7、器计算需求:虚机、安全容器存储需求:云盘、本地盘、共享文件存储网络需求:LB、VPC、EIP、Nat方方案案:混混合合部部署署统一边缘管控:k8s 底座+子产品控制器组件化:基础组件、存储组件、网络组件混合部署:安全容器+虚机+存储+网络问问题题:资资源源异异构构和和集集群群规规格格 集群规模:几台-数百台不等 资源异构:x86、ARM、GPU 存储资源:云盘、本地盘、文件存储方方案案:标标准准化化按按需需部部署署 标准化规格:节点类型、组件标准化 标准产品能力:虚机、容器、网络、存储 部署方案:对节点类型+产品需求编排固定的方案 按需部署:节点类型+产品需求,映射对应部署方案技技术术方方案案
8、:按按需需混混合合部部署署情况2:标准化按需部署的方案技技术术方方案案:多多集集群群管管理理方方案案问问题题:分分布布式式集集群群问问题题 集群多:数百个集群 分布广:链路长,存在弱网问题;公网通信方方案案:多多集集群群管管理理方方案案 编排:组件编排、单元化管理、可复制 传输:云边通道 自治:边缘节点自治 可观测:集群、组件、产品状态、网络链路技技术术方方案案:云云边边通通道道问问题题:云云边边弱弱网网问问题题 网络不可靠:网络丢包、链路不稳定;网络中断等 安全性:公网链路方方案案:云云边边通通道道 本地缓存:通过缓存对数据的读请求加速 安全性:身份认证、双向证书、全链路 SSL、ACL 访
9、问控制 高可用:多机房、多副本、负载均衡、故障自动迁移技技术术方方案案:统统一一资资源源调调度度问问题题:资资源源复复用用、资资源源争争抢抢产品间争抢:虚机、容器使用相同服务器多集群均衡:不同集群怎么做好资源均衡方方案案:统统一一调调度度资源规划:全局建设规划,业务合理分配统一库存:虚机、容器统一库存资源分层调度:节点间调度、节点内调度产品策略:虚机和容器有不同的适合的策略0 03 3火火山山引引擎擎边边缘缘云云原原生生案案例例实实践践边边缘缘计计算算场场景景案案例例边边缘缘计计算算场场景景案案例例边边缘缘计计算算场场景景案案例例边边缘缘计计算算场场景景案案例例边缘节点本地城市场区矿场监控室车
10、车辆辆车载摄像头激光雷达GPS天线毫米波雷达通信天线视频接入服务视频智能解析视频本地存储边缘云主机(CPU/GPU)边缘存储中央显示屏地面控制服务远程操作服务5G V2X专网(控制数据)5G公网(视频数据)本地低时延网络边缘资源管理边缘编排调度算法管理AI 训练数据仓库/视图库资源协同AI协同数据协同业务中心应用场景:基于边缘计算节点构建辅助驾驶系统 全全国国资资源源覆覆盖盖:提供客户矿区所在省份的边缘节点,帮忙客户本地建设接入,时延低至3ms 稳稳定定网网络络服服务务:边缘计算节点直接接入运营商骨干网,提供SLA 99.9%,保证客户网络质量 弹弹性性资资源源:提供弹性边缘计算资源服务,客户
11、可以随时基于矿区负荷,调整资源使用数目 低低时时延延挑挑战战:矿区开采一般在偏远区域,当前在用某云厂家北京ECS资源,时延60ms,难以满足矿区驾驶的矿车辅助驾驶的实时性 网网络络稳稳定定性性问问题题:作业时间依赖视频流完成辅助驾驶判断,网络波动、丢包、终端都会直接影响业务业务挑战合作效果0 04 4火火山山引引擎擎边边缘缘云云原原生生长长期期演演进进火火山山引引擎擎边边缘缘云云原原生生长长期期演演进进S Se er rv ve er rl le es ss s轻轻量量级级虚虚拟拟化化算算网网融融合合火火山山引引擎擎边边缘缘云云原原生生长长期期演演进进资源管理:指定节点购买资源水位控制:自己控
12、制水位运维部署:每个节点自己管理计费方式:包月使用资源管理:不需要考虑资源水位控制:弹性伸缩简单易用:一键全网部署计费方式:按需使用产产品品使使用用现现状状S Se er rv ve er rl le es ss 虚虚拟拟化化现现状状标准虚拟化能力功能会比较完善开销相对较高火火山山引引擎擎边边缘缘云云原原生生长长期期演演进进轻轻量量级级虚虚拟拟化化轻量级-Cloud Hypervisor语言级隔离-WebA火火山山引引擎擎边边缘缘云云原原生生长长期期演演进进调度技术:算力资源调度弹性能力:单节点内弹性容灾能力:节点故障用户需要自己考虑调度技术:网络和算力调度结合弹性能力:跨节点弹性伸缩容灾能力:单节点故障能够跨节点自动迁移弹弹性性容容灾灾现现状状算算网网融融合合T TH HA AN NK KS S