備受關(guān)注的Distributed Cloud|2021全球分布式云大會·北京站于4月7日隆重召開，分布式云是2021年全球十大重要戰(zhàn)略科技趨勢，利用分布式架構(gòu)技術(shù)創(chuàng)新，連接邊緣節(jié)點、私有云和公有云的IT資源組成分布式混合云。

全球分布式云聯(lián)盟力求打造分布式云計算旗艦級技術(shù)盛會，本次大會共設(shè)有分布式云報告會、邊緣計算論壇、Serverless云原生論壇、分布式數(shù)據(jù)庫論壇、分布式存儲論壇，跨境SD-WAN咨詢會等六大論壇，圍繞分布式云、分布式算力、Serverless、云原生、HTAP、IPFS等技術(shù)與實踐展開。聯(lián)合阿里云、騰訊云、百度云、金山云等全棧技術(shù)引領(lǐng)者與全球分布式云聯(lián)盟攜手打造這場技術(shù)饕餮盛宴。

在4月7日下午舉辦的云原生論壇上，阿里云高級技術(shù)專家 黃玉奇發(fā)表了題為《云原生新邊界：阿里云邊緣計算云原生落地實踐》的主題演講。

大家好，我是阿里云云原生團隊的黃玉奇，非常感謝能有這個機會來跟大家分享;今天分享的題目是”云原生新邊界∶ 阿里云邊緣計算云原生落地實踐”，從題目也能看到，分享內(nèi)容應(yīng)該是包括幾個部分，云原生、邊緣計算、二者結(jié)合架構(gòu)設(shè)計，阿里云在商業(yè)和開源的實踐以及案例。

今天大家所熟知的云原生（Cloud Native）理念，本質(zhì)是一套”以利用云計算技術(shù)為用戶降本增效”的最佳實踐與方法論。所以，云原生這個術(shù)語自誕生，到壯大，再到今天的極大普及，都處于一個不斷的自我演進與革新的過程當中。云原生已經(jīng)作為一系列的工具、架構(gòu)、方法論而深入人心，并為廣泛使用;那么云原生到底是如何定義的呢?早期，云原生含義包括∶ 容器、微服務(wù)、Devops、CI/CD; 2018年以后CNCF又加入了服務(wù)網(wǎng)格和聲明式Api。

而回過頭，我們再粗線條的看看云原生的發(fā)展歷史，早期因為Docker的出現(xiàn)，大量的業(yè)務(wù)開始容器化，Docker化，容器化通過統(tǒng)一交付件、隔離性從而帶來了Devops的快速發(fā)展;Kubernetes 的出現(xiàn)讓資源編排調(diào)度與底層基礎(chǔ)設(shè)施解耦，應(yīng)用和資源的管控也開始得心應(yīng)手，容器編排實現(xiàn)資源編排、高效調(diào)度; 隨后，lstio為代表的服務(wù)網(wǎng)格技術(shù)解耦了服務(wù)實現(xiàn)與服務(wù)治理能力。今天云原生幾乎”包羅萬象”般的無處不在，越來越多的企業(yè)、行業(yè)開始擁抱云原生。

而阿里巴巴作為云原生技術(shù)的踐行者之一，云原生早已成為阿里的核心技術(shù)戰(zhàn)略之—，這源自干過去十多年阿里在云原生領(lǐng)域的積累、沉淀和實踐。大致可以分為三個階段，第一階段通過應(yīng)用架構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)化沉淀了核心中間件，容器，飛天云操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)云原生能力;第二階段是核心系統(tǒng)的全面云原生以及云原生技術(shù)的全面商業(yè)化; 第三是云原生技術(shù)的全面落地和升級階段，尤其是以serverless為核心代表的下一代云原生技術(shù)正在引領(lǐng)整個技術(shù)架構(gòu)升級。

阿里云容器服務(wù)ACK作為阿里云原生能力相關(guān)的商業(yè)化平臺，正在為廣大客戶提供豐富的云原生產(chǎn)品及能力;這些都是擁抱云原生最好的佐證，我們堅信云原生是未來。

云原生技術(shù)已經(jīng)無處不在， 阿里云作為云原生服務(wù)的提供者，我們認為云原生技術(shù)會繼續(xù)高速發(fā)展，并被應(yīng)用于”新的應(yīng)用負載”，”新的計算形態(tài)”和”新的物理邊界”;從阿里云云原生產(chǎn)品家族大圖中我們可以看到∶ 容器正被用于越來越多類型應(yīng)用和云服務(wù)中; 并且通過越來越多的計算形態(tài)承載，如 serverless，函數(shù)計算等等;而豐富的形態(tài)也開始從傳統(tǒng)的中心云走向邊緣計算，走向終端; 這就到了今天分享的主題，邊緣計算中的云原生;首先我們看看什么是邊緣計算。

首先，我們從直觀感受上看看什么是邊緣計算。隨著5G、loT、音視頻、直播、CDN等行業(yè)和業(yè)務(wù)的發(fā)展，我們看到一個行業(yè)趨勢，就是越來越多的算力和業(yè)務(wù)開始下沉到距離數(shù)據(jù)源或者終端用戶重近的地方，從而來獲得很好的響應(yīng)時間和降低成本;這明顯區(qū)別傳統(tǒng)的中心式的云計算模式。并越來越被廣泛應(yīng)用于汽車、農(nóng)業(yè)、能源、交通等各行各業(yè)。

再從IT架構(gòu)上看邊緣計算，可以看到它具有明顯的按照業(yè)務(wù)時延和計算形態(tài)來確定的分層結(jié)構(gòu)，這里分別引用Gartner和IDC對邊緣計算頂層架構(gòu)的解釋∶ Gartner將邊緣計算分為”Near Edge”、”Far Edge”、”Cloud”三部分，分別對應(yīng)常見的設(shè)備終端，云下IDC/CDN節(jié)點，以及公共云/私有云;而 IDC則將邊緣計算定義為更直觀的”Heavy Edge”、”Light Edge”來分別表示數(shù)據(jù)中心維度，和低功耗計算的端側(cè)。從圖中我們可以看到分層結(jié)構(gòu)中，層層相依。互相協(xié)作。

這種定義也是現(xiàn)在業(yè)界對邊緣計算和云計算關(guān)系所達成的一個共識。說完背景、架構(gòu)，我們再看看邊緣計算的趨勢;我們嘗試從業(yè)務(wù)、架構(gòu)和規(guī)模三個維度去分析邊緣計算的三大趨勢∶

第一，Al、loT與邊緣計算的融合，會有種類越來越多、規(guī)模越來越大、復(fù)雜度越來越高的業(yè)務(wù)運行在邊緣計算場景中，從圖上我們也能看到一些非常震撼人心的數(shù)字;

第二，邊緣計算作為云計算的延伸，將被廣泛應(yīng)用于混合云場景，這里面需要未來的基礎(chǔ)設(shè)施能夠去中心化、邊緣設(shè)施自治、邊緣云端托管能力，同樣圖上也有部分引用數(shù)字;

第三，基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展將會引爆邊緣計算的增長，隨著5G、loT、音視頻行業(yè)的發(fā)展，邊緣計算的爆發(fā)是理所當然，去年疫情期間在線直播、在線教育行業(yè)的爆發(fā)式增長也是一個例子。

隨著架構(gòu)的共識形成，落地過程中我們發(fā)現(xiàn)，邊緣計算的規(guī)模、復(fù)雜度正逐日攀升，而短缺的運維手段和運維能力也終于開始不堪重負，那么如何去解這個問題呢?

云和邊緣天然就是不可分割的有機整體，”云邊端一體”的運維協(xié)同是目前比較能形成共識的一種方案。而作為云原生領(lǐng)域的從業(yè)人員，我們試著從云原生的角度來思考和解決這個問題;試想，如果”云邊端一體”有云原生的加持，將會更好的加速云邊融合進程。

在這個頂層架構(gòu)設(shè)計下，我們抽象出了云邊端協(xié)同的云原生架構(gòu)∶在中心（云），我們保留了原汁原味的云原生管控和產(chǎn)品化能力，通過云邊管控通道將之下沉到邊緣，使海量邊緣節(jié)點和邊緣業(yè)務(wù)搖身一變成為云原生體系的工作負載，通過服務(wù)流量和服務(wù)治理更好的和端進行交互;從而完成業(yè)務(wù)、運維、生態(tài)的一體化;而通過邊緣云原生，我們可以獲得和云上一致的運維體驗，更好的隔離性，安全性以從及效率。產(chǎn)品落地就順師理成章了許多。

接下來我們介紹阿里云在商業(yè)化和開源上的邊緣計算云原生實踐。

阿里云ACK@Edge主打”云端標準管控，邊緣適度自治”的服務(wù)理念;”云邊端”三層結(jié)構(gòu)分層明顯，能力協(xié)同。第一層是中心的云原生管控能力，提供標準的云原生北向接口供上層業(yè)務(wù)集成，諸如城市大腦、工業(yè)大腦、CDN PaaS，loT PaaS等; 第二層是云邊運維管控通道，有多規(guī)格、軟硬多鏈路方案來承載云邊下沉管控流量和業(yè)務(wù)流量;再往下就是關(guān)鍵的邊緣側(cè)，我們在原生的k8s能力基礎(chǔ)上疊加了類似∶邊緣自治、單元化管理，流量拓撲，邊緣算力狀態(tài)精細化檢測等能力;邊云協(xié)同，從而構(gòu)成了一個完整的云邊管控閉環(huán); 目前，這套架構(gòu)已經(jīng)廣泛用于CDN，loT等領(lǐng)域。

那么邊緣容器到底需要哪些核心能力和業(yè)務(wù)目標呢，圖中所示包括∶ 四個能力，五個目標;四個能力是，邊緣算力管理，邊緣業(yè)務(wù)容器化管理，邊緣業(yè)務(wù)高可用支持，和最終要實現(xiàn)的邊緣云原生生態(tài); 從而實現(xiàn)邊緣算力可接入、可運維，業(yè)務(wù)可管理、編排，服務(wù)高可用，業(yè)務(wù)有生態(tài)。下面對這些核心能力的設(shè)計做簡單闡述。

阿里云邊緣容器產(chǎn)品ACK@Edge通過內(nèi)置SD-WAN能力實現(xiàn)云上云下網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，業(yè)務(wù)流量互通，大大提升云邊協(xié)同效率和穩(wěn)定性、安全性;而通過云端資源對接，實現(xiàn)了云上云下的資源彈性互通，提升了邊緣場景下的業(yè)務(wù)彈性能力。

第二個核心能力是邊緣自治能力，在云邊一體架構(gòu)中，運維協(xié)同是一項重要的能力，但是通常受限于云和邊緣之前的網(wǎng)絡(luò)條件，邊緣需要適當?shù)淖灾文芰肀ＷC業(yè)務(wù)的連續(xù)性和持續(xù)穩(wěn)定運行，換句話講就是邊緣資源和邊緣業(yè)務(wù)能夠在脫離云端管控的條件下繼續(xù)完成業(yè)務(wù)的全生命周期管理，包括創(chuàng)建、啟停、遷移、擴縮容等;

第三個異構(gòu)資源的支持比較好理解，邊緣計算區(qū)別于傳統(tǒng)中心云計算的一個標志性特征就是計算資源、存儲資源種類多樣、異構(gòu)明顯。ACK@Edge目前支持arm x86 cpu架構(gòu)，支持linux、windows操作系統(tǒng)，支持將linux應(yīng)用和windows應(yīng)用混合部署，來很好的解決邊緣場景資源異構(gòu)問題。

通過配合阿里云容器鏡像服務(wù)，提供在邊緣場景下的多地域交付能力，能夠支持多種云原生制品的多地域交付，包括容器鏡像，應(yīng)用編排資源包等。

這里還要和大家同步一個信息，就是上述所有核心的邊緣容器能力我們都開源在邊緣容器平臺項目OpenYurt中，OpenYurt是CNCF的邊緣容器官方項目，是一個延伸原生Kubernetes到邊緣計算的智能開放平臺項目。

作為ACK@Edge的核心框架，已經(jīng)服務(wù)了超百萬容器實例規(guī)模，并被廣泛應(yīng)用于主流的邊緣計算場景中; 在介紹完商業(yè)和開源實踐后，還有幾個案例和大家分享∶

第一個，是盒馬鮮生基于邊緣云原生實現(xiàn)的”人貨場”數(shù)字化融合轉(zhuǎn)型，通過云原生體系將多種類型的邊緣異構(gòu)算力統(tǒng)一接入、統(tǒng)一調(diào)度，包括∶ENS（阿里公共云邊緣節(jié)點服務(wù)）、線下自建邊緣網(wǎng)關(guān)節(jié)點， GPU節(jié)點等。獲取了強大的資源彈性和業(yè)務(wù)混編帶來的靈活性;并通過ACK@Edge提供的邊緣云原生 Al解決方案，構(gòu)建云、邊、端一體化協(xié)同的天眼 Al系統(tǒng)，充分發(fā)揮了邊緣計算就近訪問，實時處理的優(yōu)勢，輕松實現(xiàn)全方位的降本提效，門店計算資源成本節(jié)省 50%，新店開服效率提升 70%。

第二個是我們在一家視頻網(wǎng)站客戶的案例，使用ACK@Edge來管理跨region、跨類型、跨地域的邊緣算力，用于部署視頻加速服務(wù)，通過對異構(gòu)資源的支持，客戶在邊緣計算場景獲得了強大的資源彈性能力; 有一個數(shù)字分享給大家，通過邊緣容器的彈性和異構(gòu)資源管理能力，能夠節(jié)省50%左右的成本。

第三個案例是ACK@Edge在loT智慧樓宇項目中的落地，其中l(wèi)oT網(wǎng)關(guān)設(shè)備作為邊緣節(jié)點托管在ACK@Edge的云端管控，網(wǎng)關(guān)設(shè)備上的業(yè)務(wù)和樓宇的智能設(shè)備交互;網(wǎng)關(guān)和端設(shè)備的運維都統(tǒng)一收編到中心云，效率大大提升。