边缘计算在未来是否会取代云计算?

最近几年,边缘计算火了,成为新晋的技术风口。

但你真的了解边缘计算吗?

边缘计算究竟是什么?哪些应用适合在边缘部署?边缘计算是否将取代云计算?边缘计算的前景如何?近日,全球知名边缘计算平台Akamai的亚太区架构师团队负责人李文涛在接受 InfoQ 等少数媒体采访时,就上述焦点话题做出了深入解读。

为什么需要边缘计算?

很多厂商都在提边缘计算,但很重要的一个问题是,首先得搞清大家说的边缘在哪里?我们在哪里做边缘计算?

李文涛表示,Akamai认为,位置决定一切,如果边缘位置不同,那么做边缘计算的内涵和场景往往也很不同。

从内到外,IT基础设施分为三个层次,最里面是企业数据中心,它往往是一个集中式部署的数据中心,或者是多个数据中心;再往中间一层是云计算平台,现在市场上的云厂商,每家基本上有数十到数百个大型的数据中心组成云平台。它是一个中心化的架构,因为云的含义就是希望通过整合、通过中心化提高效率、降低成本,而且云非常适合计算密集型的负载,大规模的机器学习的建模,大规模的数据处理、存储等。

或将取代云计算,下一个技术风口来了

最外面一层是边缘,以Akamai的平台为例,Akamai的平台有超过4000个数据中心,遍布互联网的边缘,在离用户非常近的位置,往往离最终用户只有一个网络跳,为用户提供边缘计算能力。它是一种去中心化的架构。

在5G时代,5G的特点就是低延迟、高吞吐,结合边缘计算,企业用户能够更好利用5G的能力、在边缘部署应用、在边缘进行计算。同时,利用5G高速边缘管道,把数据应用和数字体验交付到最终用户的手中。Akamai认为,边缘计算的内涵,应当是真正地在互联网的边界、在距离用户非常低时延的位置进行计算。

云的数据中心到最终用户的时延往往在百毫秒这样的级别,相比之下,Akamai 距离边缘最终用户的时延往往在十到数十毫秒这样的级别。

IT 基础设施部署的三个层次,从中心到边界,从集中式到去中心化这样的部署层次之间并不是互相替代的,而是相互补充,彼此分工不同,分别适合不同的应用场景。

根据IDC和Gartner的判断,企业IT的边缘部署正在加速。IDC数据显示,到2023年,超过50%的企业的新增IT基础设施会部署在边缘,到2024年企业边缘的应用数量将会增长800%。Gartner进一步提到,到2025年,超过75%的数据生成和数据处理也会在边缘进行。

李文涛表示,有三个趋势在驱动边缘应用的部署:

  • 物联网相关的应用不断丰富,更多的智能互联设备需要在互联网边缘进行数据处理和服务。
  • 移动办公、远程办公的流行。在疫情期间,很多时候需要通过互联网边缘进行企业应用的接入和企业IT服务。
  • 数字平台发展。无论是网站还是应用程序,数字内容越来越丰富、服务越来越个性化,这些数字体验的创新和交付也在推动边缘应用的增长。

边缘计算与云计算

我们应该如何看待边缘计算和云计算的关系?有观点认为,边缘计算将取代云计算,那么,边缘计算究竟是云计算的有力补充还是云计算的竞争对手呢?

李文涛表示,Akamai从两方面看边缘计算。第一,边缘计算所在的地理位置,第二,边缘计算带来的独特能力和价值。

Akamai的边缘计算是去中心化的分布式计算,分布在全球数千个数据中心,靠近用户的位置进行计算,适合对时延要求非常低的使用场景,如应用内容的个性化、边缘AI等。而云的环境主要是做中心化、计算密集型的负载。

以机器学习为例,李文涛认为,机器学习并不是一个靠边缘可以百分百解决的问题。机器学习有两部分,第一部分是构建机器学习模型,这个模型需要在云端、在超大型的数据中心里构建。它是一个高度计算密集型的负载。第二部分是使用已经构建的机器学习模型进行推理,推理的过程适合部署在边缘,尤其是对时延的要求高的服务,使得用户可以实时得到推理结果。

总而言之,机器学习建模是在云端,因为需要中心化、计算密集型的计算;机器学习推理可以部署在边缘,因为需要靠近用户去做服务。因此,李文涛认为,未来边缘和云将是互补的关系,各有分工、各有专长。

目前,边缘计算主要以无服务器计算的形式提供给企业用户。

云厂商的计算一般有四类:基于虚拟机的服务、基于容器的服务、提供物理机租用的服务、以及无服务器计算服务。

德勤曾评价,无服务计算是首席信息官进行IT运营创新的有力工具。麦肯锡甚至认为无服务器计算将是下一代的云计算。

无服务器计算服务有很多优势,能为开发者和应用团队带来很多好处,如它大大提升了开发者的体验,开发者只需要关心自己的代码,不需要担心基础设施的限制、运维方面的限制等。它还可以帮助开发者团队快速开发应用,快速将新的应用、新的功能推向市场,同时可以避免厂商的锁定。

对IT运维团队而言,使用无服务器计算后不需要担心基础设施的扩展性和可用性,因为这些能力是由像Akamai这样的无服务器计算厂商和平台提供的。IT运维团队也不用担心使用前和空闲时的资源浪费。

无服务器计算满足了现在运维团队提到的“低运维”、甚至“无运维”的趋势,大大降低了IT运维团队的压力和负担。这些是无服务器计算变得愈发重要的主要原因。

李文涛介绍,Akamai提供的边缘计算其实就是边缘的无服务器计算,Akamai把边缘和无服务器计算融合在一起。Akamai在以上价值的基础上,又提供了四个价值:一,因为是在互联网的边缘进行,所以Akamai提供了超低延时的到最终用户的应用交付;二,即刻的全球部署。用户可以在分钟级别内将其业务逻辑部署到Akamai的全球边缘无服务器计算平台上;三,Akamai是一家云安全厂商,所以云安全能力集成在了边缘无服务器计算平台中。用户不用担心DDoS攻击、应用层攻击等复杂的攻击防护问题;四,现在很多企业都在用混合云或多云,边缘计算和多云的兼容性也非常重要。

Akamai提出了“云中立”的概念,无论客户与哪种云厂商合作,还是自有的IDC机房,Akamai可以充分兼容,且都可以提供统一的集成服务,并帮助这些企业为其最终用户提供统一的安全、性能与边缘计算方面的服务和体验。

如何更好地将边缘和云计算进行融合?Akamai的观点是,在构建边缘原生应用时,需要考虑哪些应用适合构建在边缘,哪些应用适合部署在云端。或者说,一个应用逻辑的内部可能有多个微服务,我们需要考虑哪些微服务适合部署在边缘。这样,企业就可以充分利用边缘和云的不同特点和优势。

一个值得注意的问题是,尽管热度起来了,但目前,相对于云计算,边缘计算的开发者并不多。

李文涛认为,出现这一现象的原因主要是,从行业整体看,在本世纪初,边缘的概念还没有出现,像无服务器计算或边缘无服务器计算被更多采用主要是在近几年。

Akamai注意到,越来越多的开发者进行边缘原生应用的开发,他们也正在主动学习这方面的技术。Akamai提供的边缘无服务器计算是标准的JavaScript语言,学习成本低,方便开发者上手,这也促进了用户采纳度在近两年的迅速提高。

Akamai边缘计算平台与相关产品

目前,Akamai拥有全球最大的边缘网络。

在过去的20年里,Akamai推出了很多边缘计算的技术创新与产品。

1998年,Akamai推出了第一款边缘计算产品,该产品通过XML语言编写定制化的CND边缘逻辑,部署在Akamai的平台上;2001年,Akamai推出了自服务式的边缘动态内容组装,将网站的个性化内容和静态内容在边缘进行组装处理;2002年,Akamai推出了Edge Java平台,这是一个自服务式的无服务器计算平台,其特点是,Akamai用户可通过Java语言构建边缘的原生应用。

李文涛称,相比很多云计算厂商,Akamai在边缘计算上的创新探索更早,在上世纪末、本世纪初就开始探索边缘计算的相关技术,且推出了商用服务。

2014年,Akamai推出了Cloudlet Applications,这是一款能在边缘处理多种业务逻辑的预编写的应用;2016年,Akamai推出了Image & Video Manager,可在互联网边缘优化图片和视频;2017年,Akamai推出了API Gateway产品,提供高可靠边缘API的认证、访问和流量管理等服务;2020年,Akamai推出了EdgeWorkers,次年推出了“EdgeKV”,这两个产品属于用户DIY边缘应用的领域。EdgeWorkers通过JavaScript构建边缘的原生应用,允许用户把自己的JavaScript代码运行在Akamai在全球的几千个边缘数据中心内,就近为用户提供计算和应用的服务。EdgeKV是在边缘构建的全球分布式键值存储的数据库,这样客户在边缘既可以进行计算,也可以存储、处理相关数据。

据介绍,Akamai配合边缘计算的平台和产品,提供了丰富的开发者资源。Akamai边缘计算产品面向开发者和DevOps团队,提供了很多技术文档、参考架构,GitHub的代码案例库等,此外还为用户提供免费使用和测试额度,帮助开发者或运维团队快速上手Akamai边缘计算平台。

哪些企业应用适合在边缘部署?

哪些企业应用,或企业应用的哪些部分适合在边缘部署?

这就要提到微服务架构。

在过去几年中,企业应用正在从单体式架构向微服务架构转型。到今年,微服务架构已变成一个企业应用非常普遍、通用的架构。微服务架构指的是把一个业务逻辑分割成多个微服务的数据,这样便于应用,提供更高的扩展性、灵活性和可管理性。通过把业务逻辑分割成多个微服务,IT可以更好满足相关服务、计算需求。

在这个大背景下,哪些微服务适合部署在互联网边缘上,适合使用边缘计算?

Akamai提出了4个判断条件:

  • 第一,某一个微服务是不是对时延非常敏感?因为,边缘计算最大的好处就是可以为用户提供十到数十毫秒的低时延。
  • 第二,某一个微服务对扩展性要求是不是很高?因为边缘无服务器计算提供了高度的、自动化的全球性扩展能力。
  • 第三,某一个微服务是否可以横向扩展?是不是无状态的服务?如果是这样,它们就非常适合在边缘、以分布式的方式进行处理和计算。
  • 第四,某一个微服务是否可以使用JavaScript进行编写?

如果企业的微服务满足上述四个条件,那它就非常适合部署在边缘上。

边缘计算的“钱”景与未来

边缘计算的商用化部署一直是业内关注的焦点。

边缘计算的适用面广泛,包括基础设施相关服务、视频相关服务、网站移动应用内容的处理和服务等。这些服务都有统一的特点:需要很低的时延;需要高度的扩展性;相比于传统IT解决方案,现在企业的开发者、DevOps团队希望用代码进行更多更自动化的应用部署和运维。

在这样的背景下,Akamai看到,边缘计算正在企业IT应用的各方面渗透,支撑新的IT服务。

在万物互联的时代,边缘计算可以提升物联网的智能化。边缘平台是物联网的重要的载体,因为在物联网领域,无论智能驾驶,还是家庭的智能物联设备,还是游戏相关的物联网服务,都需要非常低的时延和距离用户非常近的地理位置。

针对物联网领域,Akamai大约从10年前就开始了布局。Akamai推出的IoT Edge Connect,可以帮助物联网服务商提供高速、低时延的IoT消息的交互。

谈到未来边缘计算领域的技术突破,Akamai认为,针对物联网的服务能力还会不断增强,安全性会进一步提升。

在地理位置方面,边缘计算的节点会不断下沉。Akamai目前正在探索节点的更多可能性,如把节点部署在无线网关、靠近5G基站的地方,甚至把节点能力预置在家中的智能设备、机顶盒中,真正做到无限的节点下沉、泛在式的边缘计算节点能力。

此外,在通用性的边缘计算平台方面,边缘计算能力、存储能力会进一步提升,为用户提供更多更复杂的应用承载能力。

边缘计算正在快速发展,越来越多的企业加入到边缘计算的应用行列。

未来,边缘计算领域会出现很多子市场:有些公司会提供垂直领域的软件解决方案,如在工控领域,工控软件的提供商会提供智能工厂、智能运维等软件方案;像Akamai这样的厂商更多是一个平台提供商,为企业提供全球化的边缘计算平台;第三个细分角色是安全提供商。保障物联网等场景下的边缘安全和合规是未来越来越重要的领域。第四个角色是纯粹的基础设施、硬件供应商、5G提供商、运营商。

“边缘计算是一个非常大的市场,厂商一定要讲清楚自己是做什么样的边缘计算、在哪里做边缘计算。避免泛泛地谈边缘计算。过去几年,行业对边缘计算的炒作太多,落地非常少,这是我们看到的一个问题”,对于当下边缘计算市场的火热,李文涛认为应该冷静、客观地看待。

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