边缘云节点硬件基础设施技术演进

边缘云基础设施,主要包括机柜、路由器、交换机、服务器等各类硬件设备和光缆、电缆等连接介质组成,各硬件物理设备按照建设方案,分布在机房对应机柜的不同位置,设备之间通过光缆相互连通,形成边缘云节点的硬件底座。

基础设施中最核心的部分是硬件设备,通过对不同物理硬件设备定义和设计,组合出来可以提供不同的节点能力。根据硬件不同的能力和用途,组合成机型能力也不同:

计算型设备

主要特点是CPU主频高、核心数多,磁盘存储容量较小,主要面向数据计算场景;异构计算场景,通常搭配GPU、各类编解码卡等部件,以视频的编解码、渲染等为主要应用场景;裸金属场景,可搭配智能网卡,提供与传统物理机无差别的计算能力;

网络型设备

主要特点是网络带宽吞吐高,交换场景,各类交换机和路由器设备,作为基础网络接入、汇聚和交换设备使用;利用高性能网卡,提供LB、EIP、NAT等云上网络服务能力;

存储型设备

主要特点是CPU主频低、核心数少,磁盘存储容量较大,SSD搭配HDD或者全SSD,以数据存储或者分布式存储服务为主要应用场景;

融合型设备

主要特点是能力平衡,单台设备可具备计算与存储融合、计算与网络融合能力。计算与存储融合型:CPU主频高、核心数多,磁盘存储容量较大,一般是SSD搭配HDD或者全SSD,可同时提供较强的数据计算和存储服务;计算与网络融合型:CPU主频高、核心数多,磁盘存储容量较小,网络吞吐处理能力较强,可支持交换、网络虚拟化、负载均衡、安全能力。

边缘云节点硬件组成

01 边缘云硬件初期阶段:无定制化

本阶段主要服务于流量型应用场景,例如,直播、点播、转码等业务。复用CDN的资源池和硬件底座,以网络型、通用计算型和存储型设备为主。

其中网络型设备采用通用交换机或路由器,计算型设备以直播、转码场景为主,存储型设备主要是支持点播场景或者云盘为主,计算和存储型的硬件主要是x86架构的服务器,跟随中心云服务器选型,无定制化。

02 边缘云硬件当前阶段:轻度定制

其中网络型设备采用通用交换机或路由器,计算型设备以直播、转码场景为主,存储型设备主要是支持点播场景或者云盘为主,计算和存储型的硬件主要是x86架构的服务器,跟随中心云服务器选型,无定制化。当前阶段主要采用超融合硬件和异构硬件的组合方案,可以进行轻量化定制,支持快速部署,用户快速接入。

超融合硬件架构图

面向边缘云场景的自研定制化超融合网关应运而生,可编程ASIC中灵活加入了交换机、virtual Switch和网关的Offload,FPGA对VPN、TLS进行进一步卸载,在强大的x86平台内,进行有状态网元和安全、管控的部署。超融合设备不仅可以作为边缘云的底座,提供T级LB、T级网关的裸金属接入能力,还可以通过二层交换机扩展。

面向边缘云场景的定制化异构服务器是针对于终端云化的云游戏、云应用场景研发的。首次在边缘云引入ARM阵列和PC阵列,通过对阵列服务器的硬件规格和软件能力的定制化,实现了多厂商软硬件标准的统一,满足云的快速部署、远程管理和运维需求。异构服务器采用高密的设计方案,可同时提供多种计算形态,游戏和应用兼容性较高,也可以兼容公共云IaaS组件,提供一致性用户体验。

03 边缘云硬件未来演进方向:面向场景深度定制

边缘云发展至今,基础设施容量和性能大为提升,除了使用服务商提供的边缘云服务外,用户还会选择基于边缘云基础设施部署自身业务,这对边缘云的基础设施能提出了更多的需求,同时也对于计算、存储、网络、安全等方面的性能提出了更高要求。例如,用户希望在边缘侧拥有接近物理机的计算性能,用于部署自己的服务,甚至是自行搭建计算、存储、网络服务。边缘云未来发展会向着深度定制方向演进,实现面向应用场景的硬件体系建设,例如,面向高性能场景的裸金属硬件设备定制,面向终端云化场景的高性能设备定制,面向大流量场景的网络设备定制等。同时,基于相同的硬件底座,通过部署不同的软件,也可以支持不同的计算、网络、存储能力,满足不同业务场景的需求。

边缘云硬件演进图

【来源:阿里云、信通院云计算与大数据研究所】

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页面更新:2024-04-19

标签:基础设施   边缘   硬件   底座   节点   交换机   场景   能力   服务器   设备   技术   网络

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