
近日,在2022智能云邊開源峰會(2022 Open Source AceCon)上,靈雀云首席解決方案專家杜東明受邀進行了《云邊賦能,容器伴行-云原生在邊緣計算的實踐思考》的主題分享。他指出,在數字化轉型的不斷增速下,云原生已經成為了企業的必然選擇,云原生與邊緣計算的深度融合更是能為企業帶來更大的收益,更快地賦能業務發展。
云原生已成為企業數字化轉型的助推器

經過長期的實踐,我們發現,這個本質的答案還是企業數字化轉型的破壞性作用。所謂數字化轉型,是企業把實現價值的核心能力和數字化技術和數字化渠道相融合。例如,傳統銀行實現價值的方式是吸儲、放貸、提供金融服務,以前我們選擇銀行一般看網點離家和公司的距離,但是現在,我們選擇銀行關鍵看哪家app做得好,銀行的軟件變成了實現價值的核心工具。在一些更加傳統的行業中,我們也看到數字化轉型的身影,例如工業企業,為了更好的提質增效,減排降本,將訂單和計劃,設計和工藝,生產和質量,倉儲和物流有機的結合起來,形成工業互聯網、工業大數據,這本質也是數字化轉型。
一旦企業進行了數字化轉型,企業的IT發生了巨大的變化,逐漸從支持部門、成本部門向盈利中心轉變,企業IT開發、運維的數字化應用變成了實現價值和業務增長的核心抓手和要素。
在這個大背景下,我們看到了很多的變化,首先企業的應用數量顯著增多,原來IT只用運維內部的OA、ERP、財務系統,但是現在,數字化業務導致IT運維的應用數量以幾何倍數增加,我們看到一個城商行渠道系統上有8000多個服務,某股份制銀行服務數量達到了驚人的10W。
第二,企業自研的比重在提高,以前通過購買而獲得的IT系統今天不再適用,因為數字化應用和企業的核心業務緊密相關,這是競爭的優勢所在,是不可能購買來。所以Gartner報告指出,到2020年,企業應用75%是來自于自我構建,而非購買。
第三,企業應用的敏捷度在提高,不同于以往的應用滿足于內部、穩態的用戶需求,數字化業務需要滿足的瞬息萬變的市場需求,以前半年規劃半年采購實施的業務周期不再適用,而是變成了業務隨時可能發生改變,在最近跟一個快遞公司的溝通中,他們坦言每周二、周四都要對30個國家累計3000多個業務系統進行更新。
最后,業務的架構發生了變化,傳統的system of record改變成system of engagement,也許需要大量的交互,帶來業務規模持續增長,架構解耦勢在必行,必須進行關注點分離,將單體式架構拆分為微服務架構。
這些現象,我們統稱為敏態IT,與傳統的穩態IT有著巨大的差異。敏態IT的產生,對IT是好事嗎?不,他具有巨大的破壞性,傳統我們基于Itil體系構建的穩態運維體系,在這種破壞力之下,變得疲于應對。業界需要一種技術,能夠解決這些敏態問題,而這些技術,我們統稱為云原生技術。
容器與邊緣計算伴生成長

邊緣計算和容器貌似是兩個風馬牛不相及的的事情,唯一的相似性就是他們都誕生于2013年,容器的誕生源自于docker的開源和docker hub的建設;而邊緣計算這個概念源自美國“太平洋西北國家實驗室”的一篇報告。從谷歌趨勢中我們可以看到,在過去的十年中,人們對兩個技術保持著持續高漲的關注和熱情。
過去我們通常會認為容器或者Kubernetes是屬于數據中心的技術,它擅長管理成百上千個節點,調度復雜的微服務業務;而邊緣計算通常是在資源緊俏環境,貌似不是K8s擅長的領域。事實上,這是對K8s的誤解,它卓越的架構導致其具有極高的彈性,既可以在數據中心管理核心業務,也可以在單節點、三節點這樣的邊緣場景大展身手,因為在小規模環境中需要解決的應用支持問題并不少于大規模環境。
邊緣計算和容器兩個技術的交匯應該是潛移默化的過程,但是大規模的交匯應該發生在2021年,這與我們的市場感知完全相符,從2021年開始,各行各業都涌現出了大量的在邊緣側建設容器平臺需求。

在Gartner報告中,也有類似的觀點。在2020年Gartner發布的《邊緣計算成熟度曲線》報告中,尚未提及容器相關的技術要素,而2021年相同報告中,我們看到首次出現了“Edge PaaS”的概念,這個概念正是用來描述容器技術在邊緣側的應用。而且這個概念一經出現,就達到了第一個概念巔峰,說明過去Edge PaaS一直發生,只是在2021年顯著的顯現出來。Gartner指出,通過在邊緣側有限的計算資源上運行容器,使新型edge-native、高度分布式、邊緣感知型應用成為可能。
最佳CP:云原生與邊緣計算

下面我們具體看一下,容器與邊緣場景是如何適配的。
首先,云原生與邊緣的結合有利于提升資源利用率。邊緣側的顯著特點是資源總量有限,通常是一臺、三臺服務器為主,一些端點控制類設備往往只有一臺arm小盒子。這些資源運行邊緣應用已經捉襟見肘,很難再承載額外的平臺層資源消耗。容器管理平臺不同于傳統的虛擬機、超融合架構,其平臺層的overhead非常低,一般情況下,1c2g就能夠跑起來一套K8s,如果切換成microK8s、K3s這些瘦身版K8s,資源使用量將進一步縮減。所以采用容器并不會給邊緣側帶來額外的資源壓力,反而可以優化資源配置。
第二,云原生可以幫助邊緣側實現基礎設施的統一管理。邊緣側雖然規模小,但其依然需要一個平臺對下管理基礎設施對上提供網絡、計算、存儲服務,例如軟件定義存儲、軟件定義網絡,而這些在容器社區早已有大量開源解決方案,而在商用領域我們早已經落地了大量全棧云平臺都是需要對物理基礎設施進行管理的。
第三,云原生可以有效減少企業邊緣側AI業務的IT成本。邊緣場景和人工智能密不可分,客戶通常需要在邊緣側進行AI推理運算,甚至一些模型訓練也會放在邊緣側。那么GPU的需求必不可少。在容器平臺中,通過GPU虛擬化,可以把一塊GPU虛擬成多個虛擬GPU分配給多個容器,每個容器中的應用好像獨占了一塊GPU。這極大地提升了邊緣側AI業務的靈活性,同時幫助客戶降低成本。
第四,以容器為核心的云原生技術更易實現邊緣側設備端口調用。邊緣計算通常與設備相連接,我們看到使用串口、網口、VGA等,而容器的Device Plugin插件技術,可以讓容器很輕松訪問這些端口。
第五,對于開發運維人員來說,采用云原生技術能夠更便捷地實現業務的快速部署和迭代。這也是極為關鍵的一點,在邊緣環境中,業務局點分散在較大的區域,對業務的部署、后期運維帶來巨大的難題。容器可以輕松應對這些場景,像靈雀云的多集群管理技術可以讓我們在辦公室里,對成百上千的邊緣局點進行業務部署、升級。針對邊緣側業務,運維人員可以設置監控告警策略,快速獲悉現場事故。業務出現問題時,開發人員可以通過管理平臺查閱應用日志,甚至登錄到容器里調試業務。
最后,云邊協同能夠極大地提升業務自主性及可用性。邊和云之間是弱網絡環境,無法保證帶寬、時延甚至連通性,因此需要邊緣自治能力。而運行在邊緣側的容器管理平臺自身具備極高的自主性,其業務調度,高可用保證完全不依賴云端環境,當云邊網絡斷開時,邊緣側依然可以保持正常運行。
個別客戶會擔心業務的容器化改造是不是很復雜?自己能不能搞定?這點其實完全不用擔心。首先邊緣場景下,部署在邊緣側的業務數量極其有限,一般也就4、5個,針對這幾個業務的容器化改造并不困難,按照靈雀的經驗,一般半天到一周能完成一個業務的容器化改造。而業務一旦改造完,可以被一鍵式的部署到幾百上千個局點,而且為后期運維帶來了巨大的靈活性。所以針對邊緣業務的容器化改造是一個ROI極高的投入,二者的深度融合可以為企業帶來更大的收益。
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