超大規模云計算在規模和效率方面具有很大的優勢,但是對于某些事情,企業需要使計算更接近問題。這就是AT&T公司即將推出的邊緣計算服務,將微型數據中心放在其中心局(如電話交換機)或移動信號塔中。
最終,這種邊緣計算網絡將使用未來的5G標準來進一步降低延遲。這將使用高端GPU。AT&T公司表示,它將在其網絡邊緣高度并行接近實時的工作負載。例如,為增強現實提供脫機渲染。而不是在設備上逐幀呈現AR的疊加幀,云系統可以預渲染整個場景,不需要擔心耗費太多電池電量,然后在轉動頭部時可以快速發送相關內容。
AT&T公司發言人表示,“如今,運行高端VR應用的手機面臨的最大挑戰之一就是電池壽命極短,因為處理要求很強。我們認為這項技術可以在多種應用中發揮巨大的作用,從自主汽車到AR/VR到機器人制造等。我們將使用軟件定義網絡進行管理,與競爭對手相比,我們具有更大的優勢。”
邊緣計算的定義有點模糊。通常它指的是一種聚合點,如網關或高度轉換的微數據中心,AT&T公司表示,其數以萬計的網站通常不會遠其客戶幾英里,可能更接近霧計算。
451研究所的IoT研究總監Christian Renaud表示,對不同的人來說,邊緣計算是不同的東西。每個供應商都將邊緣定義為停止產品的邊緣,AT&T公司的網絡邊緣是RAN(無線接入網絡)。“他們在談論多路邊緣計算,移動邊緣計算是霧計算的一個組成部分。對于AT&T來說,這是他們的說法。
微軟公司2016年3月在舊金山展示了Microsoft HoloLens增強現實(AR)技術
通過從工業傳感器到即將到來的消費類設備(如VR耳機)的數據分析,新的應用類別正在推動計算機的需求越來越靠近數據生產或消費的需求。“這是因為在自主車輛協調的基礎設施的應用中,或VR的應用中,由于人類的前庭反射對于協作VR的需求,必須遵守一定的延遲。”他解釋說。換句話說,VR耳機必須快速渲染圖像,以欺騙大腦中負責移動眼睛以適應頭部運動的機制。
Renaud說:“有一些應用程序需要10毫秒的延遲,而企業無法做到這一點,可以在五到十毫秒內擊敗光速,并使數據中心作出響應。在飛機的噴氣式發動機中,傳輸傳感器上的所有數據是不可能的,得到的分析表明,飛機引擎在30分鐘就有一個周轉時間。”
物理學規定計算分析動作循環更接近。它需要以毫秒為單位,最好再低兩位數,這就決定了邊緣計算能力的地理位置。它可以在設備本身,生產車間的臺式電腦,或托管數據中心的服務器上進行板載計算。來自非固定設備的數據必須以移動邊緣計算(通過RAN)作為其第一站,并且網絡運營商有很多機會通過推動計算更接近邊緣,增加超出傳輸的價值。
這就是AT&T公司所致力發展的技術。該公司表示,它將能夠在數萬個地點提供邊緣計算,因為它已經有了自己的網絡。最初,該公司的目標是“密集的城市地區”,那里有更多的帶寬和更多的電信塔的站點。
“他們擁有獨特的地理位置,為他們提供了在物聯網計算和分析戰爭中可以利用的各種優勢,將其放在各個不同的位置,這些地理分布和經常放置得非常接近來源于數據來源.”雷諾說。
軟件定義和虛擬網絡的作用
AT&T公司強調軟件定義網絡(SDN)和網絡功能虛擬化(NFV)是高效提供這些服務的關鍵,他認為,“由于協調,NFV和SDN片段至關重要。如果用戶正在將計算機轉移到最接近數據發起點以減少延遲,并且該數據源點每小時移動150英里(如果是飛機則為每小時400英里),這將使其成為更難解決的問題。”
2017年3月一輛Uber自駕車在舊金山行駛
AT&T公司首席財務官John Stephens日前告訴投資者,其網絡功能的47%已經實現虛擬化,他預計到年底將達到55%,到2020年將達到75%。網絡虛擬化和自動化是AT&T降低運營成本的關鍵,因此收購了博科Vyatta網絡操作系統,其中包括Vyattav Router和分布式服務平臺。但這也給它提供了構建邊緣計算服務所需的工具。
AT&T公司已經通過其Flex WareSM服務提供本地網絡虛擬化,該服務使用本地的MPLS連接設備,讓業務創建虛擬網絡功能,如PaloAlto網絡或FortiNet防火墻,瞻博網絡或Cisco路由器,或Riverbed的虛擬WAN,在服務器上運行。
服務質量的潘多拉寶盒
AT&T公司希望最終支持的應用程序更為復雜,并且當用戶在網絡上有許多延遲敏感的應用程序時,會引起諸如多租戶和“嘈雜的鄰居”等問題。
Reynaud說:“如果用戶有一輛自主駕駛的汽車,而且他們是移動邊緣計算的多個租戶之一,在無線電接入網絡上,用戶必須通過諸如計費和優先級排序等方式進行工作。如果用戶擁有一個急救車輛,他們可能需要占用帶寬,那么其他車輛必須停下嗎?如果有一個VR游戲比賽進行,每個人都在進行網絡游戲,他們需要超低的延遲,但是所有的汽車都在自治區附近駕駛,將使用同一個數據中心的資源和同一個無線電網絡,那么如何優先考慮正在打開服務質量潘多拉的寶盒。”
AT&T公司在推出5G技術方面也可能會有一些優勢,它將需要一些更加雄心勃勃的邊緣計算應用,如多人游戲VR在足夠低的延遲下避免沖突。AT&T公司已經在德克薩斯州奧斯汀使用毫米波(mmWave)擴展其固定無線5G。AT&T公司還簽署了設計和運營國家FirstNet第一響應網絡(并在該網絡中看到邊緣計算為公共安全的機會)的合同。
運行FirstNet網絡使AT&T公司能夠接入700MHz頻譜,并將在2017年底之前開始在該頻段部署無線業務。AT&T將部署具有載波聚合的LTE授權輔助接入(LAA)作為構建網絡的一部分,提供額外的帶寬,使其可以開始為5G技術做好準備,而無需對其單元和塔臺進行多次更新。
不需要等待5G到來
Reynaud認為,AT&T公司可以開始提供一些服務,而不用等待5G。
“當5G到來時,它將大大減少延遲,并提高速度。如果用戶有一個應用程序的延遲預算,
如具有共享3D空間的多方參與VR,我可以在傳輸端修剪數據中心,用戶可以通過使用SDN配置文件來調整數據中心內的數據。所以這么多都是TCP窗口,這很大程度上歸功于光速,這在很大程度上歸功于RAN的基本速度和延遲。5G可以對移動邊緣計算資源的訪問端(其中心局和數據中心)減少更多的延遲。但是,我們可以將資產投入動邊緣計算或RAN或數據中心,這些數據中心并不是基于5G標準協議的標準機構。我們仍然可以解決4G的問題,合理地分配計算資源,也許現在我們能解決80%的問題。”
另一個懸而未決的問題
值得注意的是,AT&T公司的網絡僅覆蓋美國,跨國客戶可能希望在全球各地獲得這種服務。“AT&T公司將最終與Telefonica公司和類似的運營商簽訂合同,以利用可比較的基礎設施。”Reynaud指出。
AT&T公司無法更準確地告知這項服務何時可以上線。但該公司發言表示:“我們目前沒有任何目標市場或試驗在這個時候公布。我們還處于早期開發階段。我們希望在未來幾年內開始部署這一功能,因為5G標準已經完成,那時該技術對廣泛的商業化已經做好準備。”