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红帽开源路之 边缘计算

2020 年 2 月 26 日 | 阅读时间 8 分钟

将计算能力带到网络边缘

边缘计算正在迅速影响着世界。实施边缘解决方案有助 IT 团队确定所需的架构设计变更,以反映应用层发生的变化。通过种方式打破数据中心的壁垒,可为各行各业带来更快、更一致的用户体验和低延迟、高可用性的应用。

边缘计算与裸机、虚拟环境、私有云和公共云一起,被视为企业 IT 发展的最前沿领域。从某种意义上讲,边缘计算是另外四个领域的集大成者,将四个领域融合在一起,创建相应的基础架构,以满足传统 IT 模型无法满足的特定客户需求。

但是,与其他领域不同,边缘计算需具备两个关键要素:

  1. 混合云 - 边缘计算无法独立于混合云而存在;
  2. 开源 - 边缘计算的基础必须是开放的,否则容易失败

Paul Cormier

“如果想要边缘计算成为企业 IT 的未来真正变为现实,就需要借助混合云和开源才能蓬勃发展。”

Paul Cormier
红帽执行副总裁兼产品与技术总裁

红帽的开源方式

如果您准备选择闭源,说明还没有进行全盘考虑

开源创新起着至关重要的作用,从而确保在广泛的生态系统中创建出开放的、可互操作的解决方案。创建成功的边缘计算堆栈需要多个要素,必须与不同的基础架构和平台协同工作。

碎片化,甚至更糟糕的是引入“专有”或开放核心模型,很容易削弱创新力。不妨回顾一下 UNIX 25 年的发展史,看看这项挑战是多么艰难,因为每个硬件供应商都有自己的定制操作系统,而且只有在自己的机器上才能使用。

企业级 Linux® 的推出打破了这一枷锁并启动了创新周期,虚拟化、云计算、容器、Kubernetes 以及如今的边缘计算应运而生。

红帽致力于提供基于开源社区的创新平台。我们与各个行业的开发人员社区开展合作,并通过我们广泛的技术合作伙伴生态系统对技术整合进行测试和验证。

单靠团队是无法做到这一点的,需要依靠社区的力量。

红帽积极参与我们产品的上游项目(一个可供项目的所有成员使用的代码库),包括开源社区(如 Kubernetes 和 OpenStack®)。

我们的投资围按三个方向展开:功能、架构和运维。正是在我们的努力之下,Kubernetes 及其他上游技术适应了边缘的要求,而不是因创建了各种边缘“版本”的软件而导致平台碎片化。这些投资都为边缘计算创造了新的用例。

我们以“上游优先”的原则在开源社区及其生态系统内开展工作,并积极参与 Kubernetes IoT & Edge 工作组、OpenStack Edge 工作组、Akraino Edge Stack 等标准和开源社区。

边缘本身并不是一种策略,而是混合云的一部分。

边缘计算是红帽开放混合云策略不可或缺的组成部分。边缘计算为所有人,从应用开发人员到负责部署的基础架构运营团队,拓展了提供一致体验的目标。该架构适用于任何地点的任意空间(公共云、私有云、虚拟化、裸机),适用于从核心数据中心到边缘服务器的任何工作负载。

为满足各种边缘计算场景的要求,边缘计算解决方案应支持混合工作负载,包括虚拟服务(VM)、容器、运行网络功能的裸机节点、微服务架构中的 AI/ML 工作负载(或全部 4 种)。该解决方案需要通过自动化置备、管理和编排来简化操作。

鉴于边缘计算本质上的不同,一致性成为了关键。这种一致性可以通过混合云实现:从边缘设备到网络再到集中式数据中心,混合云部署可以避免出现整个技术生态系统混乱的情况。无论是红帽® 企业 Linux®、Kubernetes 还是红帽® 自动化,混合云为所有这些不同的组件奠定了基础,使得 IT 团队能够像管理集中式 IT 一样管理 10,000 个联网设备。

客户需要一个可由您的团队集中管理且跨整个计算、存储和网络空间的通用横向基础架构。从这点来看,红帽的混合计算方法极其适合边缘计算。

什么是边缘计算?

让我们来回顾并介绍相关基础知识。根据 2018 年 Forrester 的报告《新兴技术聚焦:边缘计算》,边缘计算是:

边缘计算混合云图

Forrester logo

边缘计算是一整套用于分发应用数据和服务的技术,从而可以在不断增长的关联资产中最大程度优化结果。包括边缘基础架构和边缘分析软件。

我们的重点是边缘基础架构。

首先,我们来盘点一下它的来龙去脉

1950 年代 CIRCA

最初是
有一台大型机。

大型机图示
1970 年代 CIRCA
计算机终端图示

此时进入 UNIX 时代,我们学会了通过“哑终端”连接到大型机

1980 年代 CIRCA
个人计算机图示

接下来是个人计算时代,每个家庭都有自己的方式远程连接大型计算机。

2000 年代 CIRCA
移动设备图示

来到如今的云计算时代,其中计算机资源位于数据中心内,而应用则在不同的云中运行:公共云、私有云或混合云。

2020 年代 CIRCA

边缘计算的到来

Chris Wright 照片

“全球架构的演变 - 从私有云到公共云再到边缘计算 - 计算与数据的接近程度至关重要。”

Chris Wright,红帽首席技术官

为什么说边缘计算至关重要?

边缘计算可通过实时处理,从源头解决问题

随着诸如人工智能和机器学习(AI/ML)等新兴技术的普及,人们对实时信息的需求不断增加。不妨设想一下制造厂内的情景:机器人技术和即时制造系统意味着计算已无处不在。但如果该基础架构能得到视频和遥测系统及实时分析的有力支持,则不仅可以改善工作人员的安全性、自动预测和管理维护问题,还可以将资源分配给价值最高的活动,以提高整体生产率。

无论公司是寻求跨不同领域的低延迟还是间歇性连接,边缘计算都可以提高基础架构的弹性和应用的可用性。

对于服务提供商而言,边缘计算可通过将应用或内容移至网络层次结构中的低端层来改善客户体验。此外,他们还可以在边缘部署全新的服务类别以充分响应客户的需求。由于网络边缘占据了运营商大部分的资本和运营支出,因此它也是网络现代化工作的主要关注领域。

边缘计算是对混合模式的补充

在这种模式中,集中式计算用于处理数据密集型工作负载、数据聚合和存储、AI/ML、跨地理位置的协调操作,以及传统的后端处理。边缘计算则可以帮助从源头实时解决问题。

各行各业都在投资边缘计算,并希望大幅节省成本

到 2021 年,面向消费者的行业每年在边缘网络、计算和存储资源上的支出将比核心数据中心的升级还要多。这使得边缘计算成为基础架构供应商的关键考虑因素。通过数据中心的去中心化,这些公司可以节省加载时间并在更靠近用户的位置部署在线服务和数据,从而创建更快、更一致的用户体验。

“调查表明,在未来三年内,企业有望将平均 30% 的 IT 预算用于边缘云计算。”

Analysys Mason logo

“边缘计算的致胜策略”,2019 年

边缘计算可以在各种用例中提供好处,包括公用事业、交通运输、医疗保健、能源、零售和电信行业。根据 Analysys Mason 的报告,垂直行业的大多数企业都期望“通过边缘计算将成本降低 10-30%,平均有望节省 10-20%。”

移动边缘计算:5G 正在改变世界,而边缘计算正在改变 5G

电信行业是边缘计算的主要用例。随着服务提供商对网络进行现代化改造,工作负载和服务正在从核心网络(位于数据中心内)移到网络边缘,即处于入网点和端局机房的附近。对端局机房(用于服务交付的最后几个物理接口之一)进行虚拟化能够帮助服务提供商在网络边缘部署服务。

边缘计算支持 5G 技术并开辟了全新用例

这些用例尤其依赖于移动性和高度分布式操作。信息技术(IT)和运营技术(OT)的融合,使边缘计算变得更有价值,因为从根本上改变了业务运营,而不仅仅是服务交付。

服务提供商是边缘计算的早期采用者,他们拓展了网络现代化计划(软件定义网络和网络功能虚拟化),从而涵盖了无线接入网络的虚拟化和容器化、为容器化核心网络功能分配处理能力等诸多功能。这些投资是 5G 服务的基础,而在这一转变中,红帽致力于支持服务提供商。

放眼边缘,展望未来

一些新兴用例(例如分析传感器数据以进行预测性维护和质量控制,用于远程操作的增强现实系统,以及用于客户和供应商互动的个性化“连接体验”)正在加快人们对边缘计算的认知和日益增长的需求。去中心化方法及边缘计算出色的弹性和用户体验使得企业可以更快地与客户联系,从而实现差异化并创造新的收入来源。

边缘计算可通过连接的设备和系统进行扩展,其中的 AI/ ML 数据可产生有助创新的洞见。当面对是在靠近核心还是边缘提供服务的权衡时,我们建议采用创新、混合、开放的边缘解决方案。

“大多数的受访者预计,在3 年后,边缘计算用例会给企业带来 6% 的收入增长 。”

Analysys Mason logo

“边缘计算的致胜策略”,2019 年

仅靠单个供应商无法提供完整的边缘计算解决方案。相反,解决方案必须是多方合力的结果。这也正是开源的优势。当使用开源解决方案时,边缘技术可以应用于更广泛的生态系统,而不会被专有技术堆栈的供应商锁定。

红帽正积极投资于推动下一代云计算技术发展的开源社区。结合我们不断发展的强大产品组合,红帽可以满足客户对当前和未来边缘计算的需求。

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