中国移动怎么样边缘计算技术白皮书主要介绍了边缘计算的驱动力、挑战、应用需求、部署策略、演进路线和规划等。
中国移动怎么样边绿计算技术白皮书 1中国移动怎麼样边缘计算的发展背景 1.1.需求与场景 在智慧城市领域,应用主要集中在智慧楼宇、物 流和视频监控几个场景边缘计算可以实现对楼宇各 边緣计算在靠近数据源或用户的地方提供计算、项运行参数的现场采集分析,并提供预测性维护的能 存储等基础设施,并为边缘应用提供云服务囷环境力;对冷链运输的车辆和货物进行监控和预警;利用 服务。相比于集中部署的云计算服务,边缘计算解决本地部署的GPU服务器,实现毫秒级的囚脸识别、物 了时延过长、汇聚流量过大等问题,为实时性和带宽体识别等智能图像分析 密集型业务提供更好的支持。随着5G和工业互联网 嘚快速发展,新兴业务对边缘计算的需求十分迫切 在直播游戏领域,边缘计算可以为CDN提供丰富 的存储资源,并在更加靠近用户的位置提供音视頻的 在众多垂直行业新兴业务中,对边缘计算的需求渲染能力,让云桌面,云游戏等新型业务模式成为可 主要体现在时延、带宽和安全三个方面。目前智能制能特别在AR/VR场景中,边缘计算的引入可以大幅 造、智慧城市、直播游戏和车联网4个垂直领域对边降低ARR终端设备的复杂度,从而降低成本,促进 缘计算的需求最为明确 整体产业的高速发展。 在智能制造领域,工厂利用边缘计算智能网关进 在车联网领域,业务对时延的需求非瑺苛刻,边 行本地数据采集,并进行数据过滤清洗等实时处理缘计算可以为防碰撞、编队等自动/辅助驾驶业务提供 同时边缘计算还可以提供跨层协议转换的能力,实现毫秒级的时延保证,同时可以在基站本地提供算力, 碎片化工业网络的统一接入。一些工厂还在尝试利用 攴撑高精度哋图的相关数据处理和分析,更好地支持 虚拟化技木软件实现工业控制器,对产线机械臂进行视线盲区的预警业务 集中协同控制,这是一种类姒于通信领域软件定义网 络中实现转控分离的机制,通过软件定义机械的方式 除了上述垂直行业的应用场景之外,边缘计算还 实现了机控分离 存在一种较为特殊的需求-本地专网。很多企业用户都 公共边缘计算服务 LIVE ■ 智能制造 智慧城市 直播游戏 车联网 低时延 强 一般 强 强 高带宽 一般 強 强 一般 安全性 强 强 一般 强 mmmmm 本地分流 私有边缘计算服务 图1边缘计算业务场景和需求 中国移动怎么样边绿计算技术白皮书 希望运营商在园区夲地可以提供分流能力,将企业自务提供了重要的技术基础 营业务的流量直接分流至企业本地的数据中心进行相 应的业务处理比如在校园實现内网本地通信和课件1.3.边缘电信云的发展 共享,在企业园区分流至私有云实现本地ERP业务, 在公共服务/政务园区提供医疗、图书馆等数据业务。 中国移动怎么样电信云服务于虚拟化电信网元,因此其 在这一类应用场景中,运营商为客户的本地边缘计算 架构充分考虑了电信网元的特点电信网元既有控制 业务提供了专线服务。 面也有用户面其中,控制面网元适合进行集中化部 署,对资源的需求趋向同质,而用户面网元适合姠用 1.2.边缘计算与5G的相互促进 户侧下沉,以提升用户体验。下沉的用户面网元(如 UPF),则是支持边缘计算业务的重要环节随着边缘 5G网络的三大典型應用场景与边缘计算密切相计算业务的兴起,用户面网元下沉的需求日益强烈, 关,其中∪RLLC对超髙可靠低时延通信的要求,eMBB面对不同边缘计算业务場景,这些网元对时延、存储、 对高带宽的要求与MloT对大连接的要求,都需要边转发性能、计算密集度、网元启停/更新速度等都有了 缘计算的引叺。由此可见,5G时代的到来离不开边缘新的要求 计算,边缘计算是5G时代网络发展的重要方向之一, 为了满足电信业务的需求,中国移动怎么样电信雲架构 也是5G服务于垂直行业的重要利器之 包含核心云和边绿云两级;两级节点可以覆盖从全国 5G网络通过用户面功能UPF在网络边缘的灵活集中到區县以下的多类数据中心/通信机房边缘电信 部署,实现了数据流量本地卸载。5G∪PF功能受5G云是中国移动怎么样电信云架构的重要组成部分,服務于媒 核心网控制面统一管理,其分流策略由5G核心网统体面和转发面网元边缘电信云可以部署在地市、区 配置。5G网络还引入三种业务与会話连续性模式来县,未来跟据业务需求可进一步扩展到接入机房及以 支持边缘计算,保证终端高移动性场景下的用户体验,下位置 如车联网场景等 边缘计算有着与边缘电信云向类似的部署位置, 5G网络能力开放支持将网络能力开放给边缘应而且在地市等适合虚拟化部署用户面网元的位置,边 用。边缘计算体系中已经定义了无线网络信息服务、 绿电信云将通过用户面网元直接为边缘计算提供分流 位置服务、QoS服务等AP,这些信息在封装后,将服务边缘计算所承载的互联网业务与边缘电信云所 通过边缘计算PaaS平台开放给应用。 承载的电信网元对云平台的需求不尽相哃,但中国移 动在边缘电信云的发展无疑会为边缘计算提供可贵的 用户面网元的灵活下沉部署使5G网络可以灵活 技术积累和实践经验 地接入邊缘计算资源,促进了边缘计算的发展。同时, 边缘计算也为5G低时延、大带宽、大连接的典型业 中国移动怎么样边绿计算技术白皮书 2中国移动怎么样对边缘计算的思考 2.1.边缘计算的部署位置 22.面向全连接的算力平面 与传统云计算相比,边缘计算的部署位置更靠近 边缘计算的核心是构建哽加通用、灵活并且支持 用户,但不同行业对边缘计算部署位置的理解和认知 多生态业务的分布式资源接入边缘计算资源的 不尽相同。以OT領域为例,主流公司纷纷探索现场 方式也是多种多样的,包括4G/5G,W|F,FTⅸX等 设备智能化升级的方案,通过向现场设备部署SDK 对于特定的边缘计算节点,不同接入方式的业务可以 的方式使能边缘计算业务。而对于互联网领域,在关 共享该节点的各类忏资源 注现场设备的同时,部署位置略高的边缘雲也是目前 的研究热点。互联网企业通过边缘云实现业务的局部 过去的20年,中国移动怎么样打造了一张卓越的覆 集中,充分发挥资源共亨优势,哃时大幅节约业务上 盖无线和固定连接的网络基础设施平面NFV技术 云的带宽并得到更好的业务实时性 的演进发展也促使中国移动怎么样开始建设服务于虚拟化 网元的电信云设施。面向未来工业互联网,人工智能 结合运营商端到端基础资源建设及业务发展的 等新兴业务,运营商需偠端到端的网络平面的基础上 特征,从物理部署位置来看,中国移动怎么样的边缘计算节 借助边缘计算打造一张面向全连接的算力平面,形成 点夶致可以分为网络侧和现场级边缘计算两大类网 算力的全网覆盖,为垂直行业就近提供智能连接基础 络侧边缘计算部署于地市及更低位置嘚机房中,这些 设施。在这个新的算力平面中,无处不在的现场级边 节点大多以云的形式存在,是一个个微型的数据中心 绿计算为用户提供智能化接入和实时数据处理,实现 现场级边缘计算则部署于运营商网络的接入点,这些 业务的灵活接入,实现为数据生态的赋能;触手可及 节点一般位于用户属地,大多没有机房环境,是用户 的网络侧边缘计算则就近为用户提供丰富的算力,承 业务接入运营商网络的第一个节点,典型的设备形態 载人工智能、图像识别和视频渲染等新业务,实现为 为边缘计算智能网关等CPE类设备。这里需要指出 应用生态的赋能丰富的网络资源与算仂资源将不断 的是,对于峰窝网基站这类节点,虽然也属于接入点, 地融合互补,为垂直行业业务提供极致的用户体验 但由于其部署在运营商机房Φ,物理位置有高有低, 我们仍将其归类为网络侧边缘计算节点。 集中云 网络侧边缘计算 现场级边缘计算 智能cPE 用户属地 数据中心 UPF UPF UPF 企业CPE 基站 家庭鼡 骨网城域网接入网 智能网关 PTN BRAS/BNG s 融产业互联网 智能网关 OLT 省 地市 区县 接入 现场 图2边缘计算在网络中的位置 中国移动怎么样边绿计算技术白皮书 23.邊缘计算技术体系视图 络资源的独特优势,可以通过基础PaS平台为上层 应用提供各类特色网络能力第三方PaaS平台也同 边绿计算技术体系涉及到哆个专业领域,具体来 样重要,因为往往在一些特定的垂直行业中,第三方 看可以分为行业应用、PaaS能力、laaS设施、硬件 的合作伙伴对行业逻辑有着哽加深刻的理解,可以快 设备、机房规划和网络承载几个重要领域。针对边绿 速地在边缘计算生态中提供解决行业痛点问题的 计算的不同部署位置,这些专业领域均存在着更加个 PaS能力在一些现场部署的边缘节点中,PaaS 性化的技术选择 还要考虑轻量级部署的问题。同时,边缘计算PaaS 平台還要具备能够被远程集中统一管理的能力在 在行业应用方面,目前边缘计算的行业应用的发 aS方面,基于运营商在NFⅤ领域的探索,边缘计 展大体呈现两个阵营,一类是已经在公有云部署的成 算需要考虑基础设施层面与NFV的共亨和融合,同 熟业务,随着业务量增长和用户实时性体验的需求 时吔要兼顾独立部署的能力。在硬件方面,考虑到边 产生了向边缘计算延伸演进的动机这类应用往往对 缘计算节点机房的条件,需要对服务器外观和功率进 原属公有云生态有着较强的依赖性,同时面临着网络、 行重新设计和定制。对于不同的垂直行业应用场景, 数据和业务逻辑各层媔边云协同的技术挑战另一类 还要考虑一体化集成交付能力以及各类现场智能化 是新兴的边绿计算原生业务,由于自身对时延、带宽 接入設备的丰富生态 和安全的苛刻需求,需要就近使用边缘计算资源。这 类应用对公有云生态的依赖性较弱,但由于边缘计算 在这个版本的白皮书Φ,我们将着重针对边缘计 生态目前还不成熟,此类应用生态碎片化比较严重 算PaS平台、laS基础设施和定制硬件进行分析和 边缘计算的PaS、laaS和硬件平囼,需要同时考虑 阐述后续的更新中,我们还会对边缘机房改造规划、 上述两类应用生态并进行针对性设计,在满足已存公 边缘承载网络技术等方面进行更详细的阐述。 有云应用生态下沉需求的同时,构建原生边缘计算应 用生态所需的核心能力 2.4.安全是边绿计算的关键要素 PaS、laS和硬件平台是边缘计算技术体系中 安全是边缘计算的关键要素。首先,有效的安全 的关键赋能模块在PaaS方面,运菅商利用自身网 机制才能避免引入邊缘计算应用对运营商基本网络 Saas 智慧城市 智能制造 直播游戏 车联网 Paas 核心PaS/APls 第三方PaS「轻量级Pa5集中Pa管理 /APIs 部署方案 及门户 共拿NF独立部署边计专用边緣计算 轻量级/实时性 laas 基础资源 算通用基础资源 基础资源 基础资源 (嵌入式系统) 硬件 通用服务器 定制化服务器 体化集成 边绿计算智能网 (如oTl 解决方案 关/设备 机房机划及改造 边缘承载网络技术演进 图3中国移动怎么样边缘计算技术体系视图 4 中国移动怎么样边绿计算技术白皮书 和服务的影响;其次,只有从技术和管理上切实保障 问控制等保护,防止边缘计算应用通过UPF攻击核 边缘计算本身的安全,才能扫除第三方应用入驻边缘 计算岼台的顾虑;此外,入驻边缘计算平台的第三方 多租户的边缘计算应用入驻边缘结算节点后,需 应用通常需要通用的安全能力(如:防火墙、DS/PS、 提供租户和应用隔离、区分租户的业务运维和安全管 WAP等)。完善的网络和信息安全机制,是边缘计算 理,避免各租户数据窃取、用户隐私泄露 产业囷生态健康发展的前提。 相对于传统运营商网络,边缘计算系统在组网架 2.4.3.应用安全 构、服务提供方式、运营模式上有较大的变化,这些 变化对咹全提出了更大的挑战在组网方面,边缘节 做好对第三方应用的安全性评估,应在应用上线 点靠近用户、遭受物理攻击的风险变大,边缘节点蔀 和开级时,实施适当的安全评估管控和审批。 署核心网UPF网元、并接入核心网数据面网关,使 可将边绿计算应用纳入安全合规检查和审核、纳 核心网的攻击面增大;在业务提供方式上,多个第三 入暴露面资产管理、执行病毒扫描等安全管理流程, 方边缘计算应用的托管、入驻,需要做好應用与应用 避免应用自身的安全漏洞引发该节点上其它应用的 应用与网元之间的隔离;在运营模式上,对边缘计算 安全问题 平台、第三方应用嘚协作管理和运维经验尚需积累 此外,对第三方开放网络能力,涉及到网络安全、业 第三方应用承载的内容安全、信息安全等问题, 务和用户数據安全、用户隐私管理和控制等方面的安 也应适度并纳入管控 全问题。应从如下多个方面实施边缘计算安全 应在边绿计算架构中提供高可用性相关的参考 实现、能力和服务模型,保障入驻应用的可用性。 2.4.1.物理安全 2.4.4.能力开放与安全 边缘计算节点,尤其是部署无人值守机房或者鼡 户侧的现场级边缘计算节点,处于不受运营商控制的 边缘计算的能力开放不仅涉及用户数据(如用户 相对开放环境中,更易遭受物理攻击,应在局房设置 的位置数据、行为偏好数据等)还涉及无线网和核心 和设备选型时充分考虑网络、电力、空调等基础设施, 网的网络信息,应在认证、授权、监控等方面进行控 确保设备的高可用性,此外,还应加强在防盗、防信 制;应做好能力开放的分级管理,与信息安全及应用 息泄露等方面设計和管理手段 要求相匹配,把控授权粒度和计量手段,避免过度授 权和权限滥用,并做好相关安全审计工作。 24.2.平台安全 安全能力(如:抗DDoS、1DS、WAF等)也 邊缘计算平台基于云化的基础设施部署,应考虑 是能力开放的重要内容传统的靠部署安全设备实施 虚拟化软件安全、虚拟机/容器的安全以忣管理软件 静态安全策略的防护方式在边缘计算中不再适用。因 拉远部署时的数据传输安全 此,应考虑将租户通用的安全能力虚拟化、多租戶化 并支持在安全服务的统一控制下进行定制化配置、编 运营商的网元UPF等设备与边缘计算应用共局 排,满足入驻应用的个性化安全要求 址蔀署,应对UPF进行物理安全、数据安全以及访 中国移动怎么样边绿计算技术白皮书 3.边绿计算PaaS技术 3.1.PaaS平台总体设计思路 类。特定区域:一般的企业园區、产业园、工厂等, 应用只运行在这一特定区域非特定区域类:面向消 边缘计算提供PaS层服务,既能作为增值服务 费者的视频类、游戏类等等,囚群密集区域需要普遍 为平台创收,又能降低应用上线的难度。边缘计算的 部署一般特定区域类的边缘数据中心比较集中,非 PaS平台与公有云/囿云的PaaS平台最大的区别 特定区域类的边绿数据中心不仅数量多,而且分布分 是不同物理位置平台所部署的功能模块不尽相同。边 散从应用蔀署的角度上分析,应用提供方需要管理 缘计算数据中心的规模不大,将所有PaaS平台能力 如此多的边缘节点是很有挑战的,所以应用一定要能 部酱茬边缘数据中心,是不明智的选择。边缘计算的 够被自动化部署PaS集中管理平台作为应用部署 PaS能力,应按需部署。 的统一入口,将应用部署在边緣计算数据中心里 边缘计算PaaS平台的部署架构分为三层 2.业务开通 1.边缘计算PaaS集中管理平台:管理数以干 业务部署完毕后,并不能够直接开通运行。访问 计的边缘计算数据中心PaaS平台以及数以干万计的 边缘计算业务时需要经过分流设备(如5GUPF) 边缘计算智能网关PaaS平台;为用户和管理者提供 该汾流设备属于电信网元,而普通边缘计算数据中心 统一的门户;能够展现数据中心个数,资源使用情况, 的使用者并没有相应的配置权限。一般流程为用户向 业务运行状态面板等 边缘计算PaS平台提出需求,平台与控制面网元沟 2边缘计算数据中心PaS平台:提供应用的运 通协商,对分流设备进行配置下发同样,对于边缘 维环境和运维工具;北向是统一的部署入口;优化面 计算防火墙和DNS等相关基础能力的配置,也应该 向垂直行业SDK和能力开放嘚引入;上报相应的资 遵循相同的流程。 源状态信息和业务信息给管理平台 3.无线能力和核心网能力引入 3.边缘计算智能网关轻量级PaaS平台:提供 業务开发过程中,使用无线网与核心网能力,可 协议跨层转換,异构网络接入和数据采集等能力 以进一步增强业务体验。这些能力是运营商独有嘚, PaS平台主要解决以下问题 典型的包括位置服务、带宽管理服务、无线网络信息 1.业务部署 服务等这些能力通过无线侧或者核心网侧提供的 邊缘数据中心根据业务部署的位置主要分为两 Restful接囗传递给边缘计算PaS平台,丰富边缘 计算的应用生态。但当前垂直行业的应用生态还没有 充分利用这部分能力,一方面是对开放的能力了解有 边缘计算PaS 集中管理平台 限,一方面是开放的接口与垂直行业业务诉求存在着 匹配不高的问题 4.邊缘计算PaaS平台SDK 解决边缘计算PaS平台所提供的各类原生能 力接口不友好的问题,可以对接口进行SDK封装, 边缘计算 边绿计算 边缘计算 数据中心 数据中惢 数据中心 更有效地引导开发者使用边缘计算特色能力。同时, PaS平台 Paa5平台 、Pa5平台 如果业务对同一个能力或者接口进行批量访问,提供 SDK并配合PaaS平囼的消息中间件,能够进一步保 边绿计算智能网关 边绿计算智能网关 边绿计算智能网关 证边缘计算能力开放的稳定性对SDK的不断进行 轻量级 輕量级 轻量级 PaS平台 PaS平台 可以提高应用对边缘数据中心平台的亲和度。另外诸 如 Open ViNo、CUDA等等业界使用较多的第三方 图4边缘计算PaS平台架构 中国移动怎么样边绿计算技术白皮书 SDK可以保证与平台的兼容性,并做了一定的性能 系,进一步增加了管理的复杂度目前针对多节点管 伉化,引入这些SDK可鉯有效地降低相关应用移植 理,业界尚未有成熟技术体系和开源解决方案。 到边缘计算PaS平台的难度 5.第三方平台的PaaS能力 3.2.边缘计算能力开放 些依托于私有云或者公有云能力的应用,在移 植到特定边缘计算节点时,需要相关配套能力才能正 3.2.1.边缘计算能力开放体系架构 常运行。应用A原来蔀署在某公有云中,使用了能 力m,此时应用需要下沉到运营商的边缘计算节点 边缘计算能力开放体系架构包括边缘能力开放 部署通过统一的應用部流程,使应用A和公有 层、边缘能力封装与调用层和边缘能力接入层。边缘 云的能力m共同部署在边缘计算PaaS平台上这 能力开放层北向提供边缘通信能力、边缘∏能力与 对应用A和能力m同时提出了适配性的需求 特色服务能力,并支持能力的在线编排和组合,从而 第三方PaaS能力的引入條件是很苛刻的,选择 快速灵活地满足应用开发者的使用需求。边缘能力开 云原生的软件体系,可减少相关的软件开发工作 放层对能力开放APl、接入应用及合作伙伴进行管理 6.业务运维问题 保证边缘计算能力开放AP|调用的稳定、高效与安 边缘计算PaaS平台根据其特点,提供业界常规 全。边緣能力封装与调用层实现多接入网络、业务和 化的监控工具、调试工具等等,丰富应用本身的运维 设施资源能力的封装,并实现对5G通信网络开放能 能力平台在管理和运维方面提供多种基础能力供应 力的调用。边缘能力接入层则实现上述能力的接入适 用使用,如优化后的微服务框架引入 Serverless Service mesh、微服务框架等新技术,并使用 Cloud Native的方式开发和运维应用,大幅度增强运维效 322.边绿计算开放能力 率,减少应用故障 7.多节点管理问题 边缘计算PaaS平台是一个开放的平台,它的开 由于边缘计算数据中心数量庞大,多节点管理是 放体现在边缘网络能力的开放,平台管理的开放及平 边绿计算媔临的一个重要挑战。为提升资源利用率, 台服务的开放构建边缘开放,与合作伙伴共同孵化 增强用户体验,边缘计算数据中心之间可存在互聯关 创新业务是运营商进行业务赋能的主要抓手。 边缘数据中心对外门户 应用部业务开多集群管理模块 FPGA/ 图5中国移动怎么样边缘计算PaaS平台功能模块图 中国移动怎么样边绿计算技术白皮书 边缘网络能力开放是运营商移动网络能力变现 计算PaS平台具备承载相应行业应用的核心能力 ∠的重要手段主要包括位置服务能力,无线信息能力 QoS服务能力和安全能力等关键网络能力的开放 3.23.接口协议 边缘计算平台可以直接提供授权的鼡户位置服务,也 可以结合用户在移动网络内的身份信息、业务信息及 边缘计算能力开放接口协议的一种较为成熟的 行为习惯信息等实时内嫆,提供个性化的交互式服务。 方案选择是HTTP2.0协议HTTP2.0支持多路复 边缘计算PaaS平台在网络边缘的部署,为无线网络 用、流量优先级设置和头部字段压縮,可以实现多应 信息的实时感知获取提供了便利条件(如实时的无线 用对边缘能力AP的快速对接与高效并发调用。接 网络条件,UE承载信息等)无線网络信息通过边缘 口数据交互格式采用」SON,构建通用、灵活和便捷 计算PaS平台以AP的形式提供给第三方业务应 的 RESTful AP|。 用,帮助其优化业务流程,提升鼡户体验,实现网络 3.2.4.能力的封装与编排组合 和业务的深度融合基于边缘计算PaaS平台提供的 网络QoS服务能力,第三方应用可根据其业务需求, 边缘计算PaS平台能够为应用提供丰富多样的 获得差异化的网络服务,提高用户业务使用满意度。 原子能力AP,并可以原子能力AP为基础,对AP 边缘计算PaaS平台管理能力的开放是构建应 进行实时在线地封装、编排和组合,面向应用需求提 用生态的必要条件第三方可按需申请平台算力资源,供场景化的复合能力AP在此基础上,为了满足应 获得良好的运行环境。同时,边缘计算PaaS平台按 用的个性化AP定制需求,边缘计算能力开放支持 需向第三方提供APP生命周期管理能力,配置能力 应用与开发者对复合能力AP|进行参数屏蔽与参数 和监测能力,可以使第三方拥有灵活自主运营权限和 值映射,实现对开放複合能力AP丨的个性封装为 能力,进一步构造开放的边缘计算应用运营生态。 了满足应用对多个能力API灵活、快速和无沖突地 调用,边缘计算能仂开放支持应用与开发者对能力 进一步,边缘计算PaS平台可基于具体的业务 AP调用的优先级、顺序与逻辑进行设置同时,边 场景需求,向第三方应鼡提供特色能力,如视频编解 缘计算能力开放还支持对多个能力AP丨调用的嵌套 码能力,AⅠ算法库能力等。这些能力可以从熟悉垂 检测,以及多个能力AP编排组合的冲突检测 直行业业务逻辑的第三方合作伙伴引入集成,使边缘 应用 开发者 边缘 边缘 特色 边缘能力开放层 通信 服 能力管理 能力 能力 能力 5G通信能力 开放平台 边缘能力封装与调用层 边缘能力接入层 无线、固网等 多个接入网络 业务能力 基础设施资源 (laS能力) 图6边缘计算能力開放系统架构

该机将采用八曲面玻璃机身+水滴屏设计3.5mm超薄中框，6.47英寸120% NTSC色域Amoled屏幕屏占比达92%。搭载骁龙855处理器配备双SmartPA与超线性双扬声器，支持5G原画频道在线片源不过这个移动并未公布该机价格。