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边缘计算风口下,数据中心的未来在哪里?

2019-08-07

近年来,我国移动网络通信技术发展迅猛,尤其是物联网(IoT)的发展对网络通信技术提出新的需求,我国从4G时代进入5G时代。5G的传输速率大大提升,网络时延大大降低。未来5G将广泛应用于生活的各个方面,如自动驾驶汽车、无人机飞行、VR/AR、移动医疗等。这些业务场景不仅需要非常低的、确定的网络时延而且需要海量、异构、多样性数据接入。在此背景下,集中式的计算处理模式将面临难解的瓶颈和压力,边缘计算模式成为有效解决方案。边缘计算模式是在靠近物或数据源头的网络边缘侧,构建分布式开放平台,就近提供边缘智能服务,满足行业数字化在敏捷链接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。  

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在各种新兴信息技术发展历程中,其最终落地都需要基础设施层面的支撑,通过数据中心领域的变革真正实现推广应用。随着云计算技术的推广,数据中心云化,实现了计算、存储、网络虚拟化,促使数据中心集约化、高密度发展,资源利用率大大提高。随着大数据技术的推广,数据中心指数级提高计算能力,进一步集约化、高密度发展对大数据业务实现基础设施支撑。随着边缘计算模式的推广,又将对数据中心提出怎样的技术需求呢?  

边缘计算模式下,为更好地支撑高密度、大带宽和低时延业务场景,唯一有效的方式为在靠近用户的网络边缘侧构建业务平台,提供存储、计算、网络等资源,将部分关键业务应用下沉到接入网络边缘,以减少网络传输和多级转发带来的带宽与时延损耗。  

边缘数据中心是为支撑更低延迟的5G新业务开展而生。由于5G所支持的终端密度非常大,其带来的数据量也会非常惊人。通过边缘数据中心,把云数据中心的IT资源迁移到靠近用户侧,将更加靠近此类数据,方便数据的处理。同时,边缘数据中心可有效促进5G、人工智能、物联网等新兴技术的落地,加速新兴技术在各传统领域中的推广应用,促使新业务形态产生。例如,在交通领域中与5G、物联网技术融合发展,促进智能驾驶汽车业务规模化发展;在医疗领域中与5G、AR/VR技术融合发展,促使远程医疗(包括远程手术、远程监护等)业务规模化发展。  

(1)5G移动通信技术  

边缘数据中心的建设有助于支持更低延迟的5G新业务开展。通过把中心局的IT资源迁移到基站侧,将更加靠近用户,可以有效减少延迟。边缘数据中心与5G通信、物联网、人工智能等新兴技术融合发展,加速走向规模化,将促使新的业务形态产生,如智慧交通(如无人驾驶汽车)、智能金融(如无人值守金融网点)、智慧教育(如未来教室)、智能安防(如平安城市)等。  

基础运营商将借助NFV及MEC技术,将CDN网元云化并下沉到靠近终端用户侧的边缘节点,部署到下一代端局中的边缘数据中心里,可以确保资源的弹性和最大化利用,一定程度上将有效缓解网络压力,为用户提供更优良的体验感。  

(2)车联网  

边缘数据中心可以很好地助力车联网,通过把车联网云“下沉”至边缘数据中心,如通信基站、小基站、汇聚站点的边缘计算节点,为车联网平台提供网络、计算、存储、应用的核心能力,解决延时、带宽和计算性能的问题。通过运行移动边缘计算应用,可以就近提供各种车联网功能,实现安全避让、速度引导、路径优化、区域交通流量分析等,为最终实现自动驾驶提供服务。  

(3)CDN  

CDN与生俱来的边缘节点属性令其在边缘计算市场具备先发优势,CDN本身就是边缘计算的雏形。未来的CDN需要大量的边缘设备,无论是从CDN转向边缘计算,还是在原有的CDN体系中加入边缘计算的概念,利用边缘计算来提升CDN自身竞争力都是不错的选择,边缘计算模式能够助力CDN更智能、高效和稳定。构建边缘数据中心,借助NFV及MEC技术,将CDN网元云化并下沉到靠近终端用户侧的边缘节点,可以确保资源的弹性和最大化利用,一定程度上将有效缓解网络压力,为用户提供更优良的体验感。  

(4)AR/VR  

增强现实(Augmented Reality,AR)技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)也是多种技术的综合,包括实时三维计算机图形技术、广角(宽视野)立体显示技术、对观察者头眼和手的跟踪技术,以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入/输出技术等。AR/VR体验是资源密集型的,需要快速的响应时间。现有的网络基础架构限制了AR/VR的发展,未来边缘数据中心技术架构增强了AR/VR的运算能力,大大降低了网络时延,对用户体验有很大的提升。  

未来数据中心产业将呈现“边缘数据中心+云数据中心”两极化发展模式。一方面,受云计算、新型运维等技术推动及市场竞争影响,云数据中心资源逐步整合,呈现规模化、高密度发展趋势;另一方面,将涌现大量小型、微型边缘数据中心,以保障边缘侧的时延敏感型业务。  

边缘数据中心将采用分布式架构。物理分散的边缘数据中心在逻辑上形成一个整体,它们之间将会通过更大带宽的网络实现互联,需要有综合调度平台将不同地理位置的边缘数据中心进行统一管理、动态调度。  

未来几年甚至更长时间内,集中化的云数据中心不会消失。集中存储、数据挖掘分析等业务数据量和计算量巨大,仍然需要强大的云平台对相关业务进行集中高效处理,将所有计算转移到边缘处理会引发分布的、无担保的混乱情况出现。  

用户端的能力有限,为更好地支撑业务推广,边缘数据中心更胜一筹。以自动驾驶汽车为例,如果不引入边缘数据中心,而是给单一汽车配置足够的传感设备、大计算力及大容量的车载计算单元使其具备足够的处理各种环境数据、及时与其他车辆通信的能力,将面临大量的车辆软硬改造及安规监测费用,耗费更多的电力,大大增加机器故障概率,不适合产业化推广。  

边缘数据中心不仅仅是小型数据中心。未来,边缘数据中心是数据的第一入口,且部署环境往往开放、复杂、恶劣,需要先进制冷、高安全可靠性解决方案、无人值守、自动化运维、分布式架构、指数级提高的计算能力等技术支撑。  

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