5G為智能邊緣增加分布式云能力

5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將通過(guò)增加每用戶(hù)帶寬，增加用戶(hù)/設(shè)備數(shù)量，通過(guò)將物理5G網(wǎng)絡(luò)資源分段為單獨(dú)的虛擬“網(wǎng)絡(luò)切片”來(lái)提供許多新功能，就像虛擬機(jī)虛擬化硬件平臺(tái)一樣。最初，物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)被設(shè)想為與集中式云環(huán)境通信的大量分布式傳感器。但是，某些 IoT 應(yīng)用程序具有需要在邊緣使用智能的要求。這與集中式云架構(gòu)背道而馳。相反，這些智能邊緣計(jì)算元素構(gòu)成了一個(gè)“分布式云”環(huán)境，除了跨元素的協(xié)作和協(xié)調(diào)之外，邊緣還有一定程度的命令和控制。普銳巴斯網(wǎng)絡(luò)宣布推出一款解決方案，將5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與SDN/NFV分布式云環(huán)境相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)許多需要智能邊緣功能的應(yīng)用。該公告使移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商利用Pluribus網(wǎng)絡(luò)解決方案提供具有本地化智能的新型物聯(lián)網(wǎng)和M2M架構(gòu)具有吸引力。

從集中式云到分布式云的演進(jìn)

如今，大多數(shù)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)都是集中式的。這往往是企業(yè)環(huán)境的遺留物，其中員工使用的大多數(shù)應(yīng)用程序都位于安全的云環(huán)境中，其中所有內(nèi)容都存儲(chǔ)，Web或常駐應(yīng)用程序提供與存儲(chǔ)在云中的信息的訪問(wèn)和同步。

物聯(lián)網(wǎng)從相同的范式開(kāi)始 - 部署傳感器，將傳感器連接到網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)，這些網(wǎng)關(guān)為中央云提供互聯(lián)網(wǎng)入口，所有傳感器數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)處理，分析，存儲(chǔ)和控制。但是，由于以下原因，集中式云架構(gòu)無(wú)法滿(mǎn)足所有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序要求：

延遲問(wèn)題。工廠車(chē)間或自動(dòng)駕駛等應(yīng)用需要對(duì)傳感器數(shù)據(jù)和命令/響應(yīng)進(jìn)行低延遲處理。

帶寬成本。將所有傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)中心位置需要網(wǎng)絡(luò)帶寬，這會(huì)增加經(jīng)常性成本。提供邊緣處理以降低帶寬要求可以?xún)?yōu)化成本。

自主性與安全性。傳感器和執(zhí)行器在連接斷開(kāi)時(shí)仍必須能夠正常運(yùn)行。

隱私。主題公園排隊(duì)?wèi)?yīng)用程序的面部識(shí)別等內(nèi)容不應(yīng)存儲(chǔ)在信息可能被誤用的集中位置。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，Pluribus Networks首席營(yíng)銷(xiāo)官M(fèi)ike Capuano認(rèn)為，分布式數(shù)據(jù)中心的出現(xiàn)將成為常態(tài)，而不是例外。

“為了應(yīng)對(duì)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的集中式云環(huán)境相關(guān)的挑戰(zhàn)，微型和微型數(shù)據(jù)中心將出現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，”Mike說(shuō)?！霸黾訋挕p少延遲、安全性和隱私方面都是邊緣計(jì)算的催化劑。5G并不是唯一的驅(qū)動(dòng)力，但它扮演著重要的角色。

將功能放置在邊緣需要一個(gè)小型版本的云環(huán)境數(shù)據(jù)中心，并且還需要在智能邊緣對(duì)等體之間進(jìn)行通信和協(xié)作。

“這些分布式云元素將部署在傳統(tǒng)云模型的上下文中。你將啟動(dòng)容器，按實(shí)際使用量付費(fèi)，然后降低容器。Mike繼續(xù)說(shuō)道：“這些邊緣環(huán)境可能不是分層的，而是網(wǎng)格化的 - 將有多個(gè)邊緣，它們需要以分布式方式進(jìn)行通信和協(xié)調(diào)。

例如，電信公司有許多中央辦公室，有線電視運(yùn)營(yíng)商部署了許多頭端位置。這些通常位于訂閱者的5，000英尺范圍內(nèi)。這代表了成為分布式云的新興邊緣托管服務(wù)提供商的理想機(jī)會(huì)。具體到5G，這些迷你云可能會(huì)部署在基站上。對(duì)于IIoT應(yīng)用，這在邏輯上將擴(kuò)展到石油鉆井平臺(tái)或倉(cāng)庫(kù)或工廠建筑。這實(shí)現(xiàn)了一個(gè)至關(guān)重要的功能 - 工作負(fù)載可以部署在成本最低的位置，同時(shí)仍滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)要求。

基于控制器和無(wú)控制器的 SDN

如果網(wǎng)絡(luò)頭端、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站、寫(xiě)字樓要變成迷你或微型數(shù)據(jù)中心，那么架構(gòu)是什么？軟件定義網(wǎng)絡(luò) （SDN） 和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化 （NFV） 無(wú)疑發(fā)揮著重要作用。

一個(gè) SDN 體系結(jié)構(gòu)涉及一個(gè) SDN 控制器?？刂破鞅４婢W(wǎng)絡(luò)的整個(gè)狀態(tài)。控制器通過(guò)帶外通道進(jìn)行通信，并使用SDN/NFV事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)（如OpenFlow）對(duì)交換機(jī)進(jìn)行編程。SDN控制器范例在集中式云概念中運(yùn)行良好，因?yàn)橛幸粋€(gè)控制器知道并控制一切。但是，外部控制器涉及許可證和對(duì)可控制開(kāi)關(guān)數(shù)量的限制。此外，如果帶外信道受到攻擊或發(fā)生故障，則無(wú)法控制系統(tǒng)，控制器和帶外鏈路代表單點(diǎn)故障。如果邊緣設(shè)備需要重新加載狀態(tài)，則從 SDN 控制器獲取此狀態(tài)時(shí)，延遲會(huì)增加。

無(wú)控制器 SDN 涉及駐留在每個(gè)交換機(jī)中的 SDN 智能和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。隨著交換機(jī)數(shù)量的增加，它們?nèi)匀豢梢怨ぷ鞑⑾褚粋€(gè)邏輯交換機(jī)一樣工作。交換機(jī)之間有一個(gè) VXLAN 隧道網(wǎng)，可提供多條通信路徑以實(shí)現(xiàn)冗余，并且該架構(gòu)使根據(jù)需要輕松插入其他交換機(jī)。鑒于云的分布，使用無(wú)控制器SDN架構(gòu)反過(guò)來(lái)又提供了支持分布式網(wǎng)絡(luò)資源的關(guān)鍵功能。

自適應(yīng)云結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)中心位置可以是大型或小型、獨(dú)立或共存的廣告網(wǎng)絡(luò)或內(nèi)部部署設(shè)施。該架構(gòu)允許將結(jié)構(gòu)組織在多個(gè)切片中，以實(shí)現(xiàn)切片之間的隔離和安全性，并簡(jiǎn)化操作和維護(hù)。

總結(jié)

雖然Pluribus網(wǎng)絡(luò)的公告?zhèn)戎赜谝苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的分布式云架構(gòu)，但傳統(tǒng)的云服務(wù)提供商和企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也將從中受益。

云服務(wù)提供商能夠進(jìn)行區(qū)域擴(kuò)展，并將較小的云位置作為一個(gè)具有分布式服務(wù)的實(shí)體進(jìn)行管理，這是一項(xiàng)強(qiáng)大的功能。對(duì)于企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，隔離和分配物聯(lián)網(wǎng)流量可以對(duì)不受信任的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行分段以確保安全性，同時(shí)更快，更簡(jiǎn)單地推出，而不會(huì)對(duì)現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生不可預(yù)見(jiàn)的影響。

審核編輯：郭婷