科技雲報導:從百度智能雲的探索,看懂邊緣雲的過去和未來

科技雲報道 發佈 2022-12-01T13:08:20.290348+00:00

科技雲報導原創。布萊恩·阿瑟在《技術的本質》一書中寫道,「技術是一個異常美麗的主題,它不動聲色地創造了財富,成就了經濟的繁榮,改變了人類的生存方式。」五年前,人們還不會在地鐵公交上看視頻,因為視頻會卡到懷疑人生。

科技雲報導原創。

布萊恩·阿瑟在《技術的本質》一書中寫道,「技術是一個異常美麗的主題,它不動聲色地創造了財富,成就了經濟的繁榮,改變了人類的生存方式。」

五年前,人們還不會在地鐵公交上看視頻,因為視頻會卡到懷疑人生。

但在今天,人們可以隨時隨地刷視頻、看直播、玩手遊,這背後離不開IT基礎設施技術的飛躍。

近年來火爆技術圈的邊緣計算,就是降低網絡延時、提升用戶體驗的關鍵技術之一。為了讓邊緣計算更好地服務各行各業,基於邊緣節點和雲原生能力的邊緣雲服務應運而生。

從市場的角度觀察,邊緣雲自2020年前後爆發以來,儼然已成為數字經濟下一個10年的風口之一。

IDC《中國邊緣雲市場解讀,2022》報告指出,在服務商與用戶的共同推動下,2020與2021年商業化案例數量、規模大幅提升。2021年,中國邊緣雲市場規模總計50.4億元。

儘管相對於整體雲計算市場規模,邊緣雲依然處於發展初期,但邊緣雲的未來發展前景已毋庸置疑。

在巨大的市場潛力下,網際網路雲巨頭、電信運營商、CDN廠商、第三方邊緣雲服務商等各類玩家已悉數入場。

據IDC連續兩年的《中國邊緣雲研究》報告顯示,2020-2021年中國邊緣公有雲服務市場份額,百度智能雲、阿里雲位居前二。

那麼,為什麼百度智能雲會成為邊緣雲市場的「頭號玩家」?更進一步,邊緣雲技術是如何成長為今天的模樣?中國邊緣雲到底走到了哪個階段?下一步又將走向何方?

邊緣雲誕生

2018年,直播界資本密集湧入,戰爭異常殘酷,千播大戰一觸即發。以直播為代表的網際網路企業,率先拉開了用戶體驗之戰。

僅僅是讓用戶看點播視頻不卡,已遠遠不夠,如何讓用戶看直播不卡,還能在直播中與主播實時互動,加強互動性和沉浸感,成為橫在這些企業面前的一道坎。

究其原因,視頻卡頓是靜態內容分發加速的問題,依靠領先的雲計算和CDN技術,基本上可以實現視頻流暢播放。

但直播卡頓並不是如此,直播的內容是邊生產、邊傳輸、邊消費,內容從採集、處理、編碼、推流、轉碼到分發、播放都是實時的,這是中心雲和CDN兩種技術都無法滿足的。

先說中心雲,作為一種集中式的服務,所有數據都要通過網絡傳輸到雲計算中心伺服器進行集中處理。

面對快速增長的海量數據,以及實時上傳、處理、分發數據的需求,雲計算想要加速就必須使用大量高速帶寬傳輸,這會帶來高昂成本。但即便如此,經過遠距離鏈路傳輸,數據處理效率依然跟不上實時需求。

再看CDN,作為內容分發網絡,解決的是由於長距離導致網絡訪問速度慢的問題。

CDN節點通常部署在多個地理位置,這樣用戶在訪問內容資源的時候,就不用訪問中心伺服器,而是直接訪問離自己最近的CDN節點,省去了長途跋涉的時間成本,也就實現了網絡加速。

但CDN也有自己的短板。CDN主要作用是縮短中心伺服器和用戶之間的傳輸距離,用於內容的緩存加速。由於自身沒有計算能力,最終還是要將數據傳送到中心伺服器進行計算處理,導致成本依舊很高,數據處理效率依舊低下。

正因如此,結合了雲計算和CDN兩者優勢的邊緣雲技術隨之誕生。

邊緣雲是在靠近用戶側的邊緣節點/機房,構建起包括計算、網絡、存儲、安全等能力的基礎雲平台,即把中心雲的雲計算能力貼近用戶側做下沉。

從計算能力看,邊緣雲擁有和雲計算一樣的計算能力;從地理位置看,邊緣雲和CDN一樣,節點更加靠近用戶側。

因此,邊緣雲使得數據不需要傳到遙遠的中心雲,而是在離用戶更近的邊緣側就能解決,從而實現更低延時、更高服務質量、更低帶寬成本、更安全的本地化處理。

邊緣雲初長成

作為雲計算和CDN兩條技術線的交匯,邊緣雲技術的巨大市場前景引發了Gartner、IDC等研究機構和多家技術服務商的高度關注。

事實上,早在2017年,百度智能雲內部就開啟了邊緣雲技術的研究。身為網際網路雲計算巨頭,百度智能雲在關注前沿性技術的同時,也從大量網際網路企業客戶的身上看到了潛在的需求。

據百度智能雲的邊緣計算產品負責人吳秋材介紹,儘管那時公有雲、私有雲等中心雲是市場需求的主力,但隨著研究的深入,他們發現邊緣雲在某些場景下有著更好的表現。

比如,傳統的視頻直播模式,是將中心雲作為源站,直播內容上傳至中心雲轉碼,再通過CDN加速下發至觀眾,視頻傳輸鏈路較長,因此延遲、帶寬成本都很難降下來。

但是將邊緣雲節點作為視頻直播源站,直播內容就近上傳、轉碼和推流,並面向本地用戶實現就近分發,就能夠很好的實現本地化直播鏈路質量保障,平均延時可從40ms縮短至20ms,用戶體驗和帶寬成本表現得以大幅提升。

2018年,直播行業大洗牌,陸續開始有直播類網際網路企業找到百度智能雲邊緣雲團隊,想知道有沒有更好的辦法可以進一步提升視頻、直播內容的用戶觀看體驗。

基於之前的技術儲備,邊緣雲團隊很快就在客戶業務中證明了邊緣雲技術的價值。

但問題也隨之而來,如何讓邊緣雲滿足客戶遍布全國的業務需求?如何讓更多的網際網路企業享受邊緣雲技術帶來的紅利?

從資源角度看,邊緣雲節點越多,部署的地理位置離用戶側越近,延時和帶寬成本越低,就越能滿足全國性的業務。

但作為百度智能雲內部的一個初創團隊,如何以最快的速度在全國建立起廣泛的邊緣節點網絡?

買設備、建機房、搭網絡,從零開始搭建邊緣雲節點?從資金、人力投入的角度,顯然不可行。

為此,邊緣雲團隊想到了一個絕妙的辦法:改造百度集團閒置的CDN節點,在充分利用資源的同時,還能讓邊緣雲業務快速起跑。

為了提前布局市場,百度智能雲在業務還沒有全國範圍鋪開的情況下,就逐步將集團在全國的70多個CDN節點都做成了邊緣節點。

在這一過程中,整個邊緣雲團隊不停打磨產品,測試節點的穩定性、可用性,從0到1建起了邊緣雲的資源池。

在這樣的市場預判和不懈堅持下,邊緣雲的業務終於迎來了第一個「高光時刻」。

2019年,愛奇藝採用百度智能雲邊緣雲產品(邊緣計算節點BEC),圓滿完成了國慶70周年大閱兵的直播任務,成為中國邊緣雲商業化落地的一大標誌性事件。

在經過這一重大事件的市場檢閱,愛奇藝逐步將直播、點播、調度、推理等場景的一系列和邊緣雲相關的業務都遷移到了邊緣計算節點BEC上。

據統計,在應用邊緣雲BEC後,愛奇藝對應的視頻業務帶寬成本節約了達到20%-25%,而且視頻流的上傳、處理分發、加工均有不同程度的改觀:上傳速度較之前有30%以上的提升,成功率基本保持在99.99%。而分發到用戶側觀看速度提升20%,用戶體驗層有25%的提升。

邊緣雲走向廣闊場景

事實上,除了愛奇藝這類視頻直播網際網路企業,很多傳統企業在智能生產、工業製造、智慧園區等業務場景中都有了邊緣雲相關的需求。

產業智能化轉型浪潮的到來,使得終端數量以及整體的數據量呈爆發式增長,傳統業務場景也面臨著大量實時處理數據的挑戰。

比如,交通部門希望通過實時視頻監控數據識別,對違規車輛進行快速車牌識別並報警;

自動駕駛企業希望通過車聯網系統能夠快速上報車輛核心數據,結合路線、車輛、信號燈等各類道路數據,以預測下一步的駕駛行為;

智慧工業企業,希望通過部署在本地工廠內的計算資源,實時完成對材料的質量檢測工作,大幅提升質檢效率的同時,滿足數據不出網的安全生產訴求。

隨著找上門的客戶越來越多,百度智能雲發現不同行業客戶對邊緣雲的需求也越來越複雜。

從業務場景看,智慧安防、智慧門店、智慧工地、無人駕駛、車路協同等場景各異,僅僅靠IaaS層面的CDN邊緣雲站點服務已經滿足不了多樣化的需求。

例如,在無人駕駛場景中,延時需要進一步下降到10ms內,才能滿足對車載系統對道路信息的實時處理。這就要求邊緣雲節點資源進一步下沉,離終端用戶更近。

在傳統政企場景中,對數據安全的要求十分嚴苛,很有行業都有著「數據不出省、數據不出內網」的規定,這就要求部署在公網的邊緣雲服務能夠在客戶內網落地。

更為棘手的是,傳統行業的企業不像網際網路企業那麼懂雲,他們的IT基礎設施建設並不完善和標準化。如果只是提供一個標準化的邊緣雲接口,傳統企業還是用不起來。

「我們去過客戶的工地現場,發現他們壓根沒有機房,更沒有標準的伺服器環境。因為工地施工安全標準很高,對部署的硬體還有特定的要求,比如伺服器要防塵、防震、防高溫,普通的伺服器在工地現場根本用不了」,邊緣雲產品負責人回憶道。

以上種種需求,都要求邊緣雲產品進一步與用戶業務特性做結合,從邊緣雲擴展到邊緣硬體服務,從IaaS延伸到PaaS層面,以滿足行業用戶特定需求。

為了讓邊緣雲從網際網路行業走向更廣闊的傳統行業,百度智能雲開始著手解決產業對接層面的問題。

2020年,百度智能雲與各地運營商、園區機房合作,推出了基於行動網路的邊緣雲產品(IME),將邊緣節點從省市下沉到街道的維度,進一步降低延時和帶寬成本,同時滿足數據本地化的需求。

之後,針對現場級的邊緣算力需求,又推出了基於終端硬體的邊緣雲產品(ECS),通過盒子、伺服器、工控機等定製化硬體,適配邊緣雲軟體,以軟硬一體化的方式為現場提供超低延時的邊緣算力。

不僅如此,為了更好地讓邊緣雲產品在傳統行業落地,邊緣雲進一步讓產品與業務相結合。「我們在很多端邊緣產品(ECS)上都部署了客戶的業務系統,同時還加入了AI算法,基於客戶現場的數據去做加工訓練和調優」,邊緣雲產品負責人表示。

在持續的探索下,如今的百度智能雲已擁有了業界最完備的邊緣雲體系——「雲邊端」三位一體的邊緣雲產品矩陣,形成了邊緣雲三層算力布局:

  • CDN邊緣(BEC):基於百度自建的CDN節點,提供邊緣算力,將網絡延遲控制在20ms以內,從而滿足音視頻直播、雲遊戲等場景上雲需求。

  • 移動邊緣(IME):基於5G基站或園區機房,提供平均延遲10ms以內的算力,支撐車路協同和遠程醫療等場景。

  • 端邊緣(ECS):提供邊緣盒子、邊緣雲伺服器等現場級邊緣算力,支撐智慧工地、智慧工業、園區等超低延時場景。

有了這樣一套組合拳,邊緣雲不僅能滿足網際網路的業務場景,實現超低延時和帶寬成本,更能將「雲邊端」邊緣雲的能力融合,結合AI、大數據等新興技術,形成綜合性的解決方案,以滿足車路協同、智慧工廠、智慧營業廳等產業智能化複雜場景的需求。

例如,在成都某建築公司的智慧工地,ECS提供完善的邊緣硬體和平台管控能力,利用邊緣伺服器的本地化處理方式,在保證AI快速響應的同時,也確保敏感數據的安全性。

具體而言,ECS解決方案是在工地現場安裝高防護等級、耐熱防震的邊緣伺服器,通過在邊緣伺服器中部署各類AI算法,對人臉、煙火、未戴安全帽等工地事件進行識別分析、實時告警,將事故告警速度控制在2ms之內,提高工地安全性、消除安全隱患。

同時,在工地現場按需部署監控設備,並支持攝像頭利舊改造,使得監控設施完全覆蓋工地現場,消除監管死角,提高管理效率,降低人力成本。

此外,還幫助客戶在業務本地搭建邊緣側私有平台,將各工地信息在總部匯總,在總部對工地信息進行集中查看、集中處理,實現了敏感數據不出本地、安全保密。

國內某頭部汽車廠商也採用了百度智能雲的邊緣伺服器ECS,獲得車載邊緣算力資源,同時使用邊緣計算節點BEC完成智能組網,構建了車-邊-雲一張網。

通過「車-邊」網絡,將車機數據就近接入邊緣雲,實現了私有網絡內的數據實時上報和安全穩定傳輸,大幅降低了車聯網場景的計算時延。

通過「邊-邊」網絡,實現業務數據跨節點同步。通過「雲-邊」網絡,將邊緣節點處理後的核心數據轉發到雲中心進行數據備份,以及進一步的大數據分析。

通過以上邊緣雲整體聯動解決方案,實現了車聯網場景的低時延計算,邊邊網絡、雲邊網絡實現數據安全流轉。

目前,百度智能雲的邊緣雲產品矩陣已在泛視頻、交通出行、智慧城市、智能製造、家庭娛樂五大場景落地,並打造了20+應用場景解決方案以更好的推動邊緣雲在產業中的落地。

五年時間,在以百度智能云為代表的服務商和最終用戶的共同努力下,邊緣雲從早期技術走向了廣闊的商業化落地,中國邊緣雲市場迎來爆發。

直面邊緣雲落地挑戰

邊緣雲的價值毋庸置疑,但作為一種新興技術,邊緣雲在大規模普及過程中必然面臨各種挑戰。

作為中國邊緣雲賽道的領跑者,百度智能雲一路見證了邊緣雲的發展歷程,深知邊緣雲在建設和落地時面臨的難題。

第一,在資源層面,邊緣雲如何在全國各地實現快速落地,讓用戶擁有更低延時、更大帶寬、本地化的使用體驗?

以百度智能云為例,最初憑藉百度集團的優勢,優先將存量CDN節點改造成邊緣計算節點,在資源層面實現了邊緣雲的高速拓展。

但隨著業務的快速發展,開始投入更多的資源,拓展了地方運營商、CDN服務商、雲計算廠商、電網等多類資源合作,以更多類型的資源支撐邊緣雲更廣域的覆蓋;同時,大幅加快了邊緣節點建設的速度,實現了在一周之內完成多個邊緣節點的交付能力。

目前,其邊緣節點已覆蓋全國大部分地區,三大運營商全覆蓋,能夠將算力下沉到各城市級節點,提供離用戶10KM內的算力資源,從而將延遲控制在5ms內。同時,相對中心機房,最高可降低5倍帶寬成本,為用戶提供輕資產的計算資源。

第二,在產品層面,如何降低邊緣雲的使用門檻,讓千行百業的用戶都能用起來?

正如前文所說,不同行業IT基礎設施建設的水平不一,想要通過標準化的產品大規模賦能千行百業,首先要在產品和功能上做到儘可能的豐富和完整,以適配不同用戶的IT體系。

但要提供一朵能力完備的邊緣雲,技術上非常有挑戰性。因此,百度智能雲從最初邊緣雲的基礎技術選型、產品底層設計上,就秉持著雲邊一體的原則,全面對標中心雲的IaaS能力。

同時,邊緣雲團隊還在持續打造PaaS功能如:邊緣並行文件存儲、邊緣資料庫、邊緣消息隊列,為用戶進一步降低邊緣雲的使用門檻。目前,百度智能雲是國內首家擁有邊緣雲PaaS功能的廠商。

第三,在技術層面,如何讓用戶擁有邊緣雲和中心雲的一致體驗?

從用戶視角看,邊緣雲並不是獨立於中心雲之外的一朵雲,邊緣雲、中心雲應該是一朵大的分布式雲,有雲邊一張網的能力,將各類資源實現同構的接入,這樣能夠實現更好的全局資源調度、數據互通、統一運維管理。

在雲邊一張網上,百度智能雲的邊緣雲與中心雲團隊共同打造了一款雲智能網CSN產品,通過控制器實現多地域、多節點、多級路由的自動轉發與學習,實現全網的路由快速收斂,用戶便可輕鬆搭建「全球一張網」。

有了這張雲邊協同的網絡,用戶不僅可以享受低時延高速率、低成本的邊緣雲,在管理、運維、調度等方面也非常簡單,如:通過一套控制台,即可管理雲邊一張網;通過一張路由表,即可控制全球的網絡實例轉;無論多麼複雜的組網環境,即可實現自動化配置多VPC互通;常規問題自動診斷,並提供可視化運維;最短鏈路自動計算,智能調度保證全鏈路穩定性。

除了雲邊協同能力外,邊緣雲重點打造了和中心雲趨近一致的運維管理能力,從產品功能、體驗到API接口上都和中心雲保持一致架構。

通過一套API管控各類資源,在一個管控平面上,實現對各類資源的運維管理,降低了新客戶對邊緣雲的使用門檻,同時也對有中心雲+邊緣雲混合資源需求的客戶降低了資源運維成本。

邊緣雲的「頭號玩家」

今天的邊緣雲市場已漸入佳境,巨大的市場潛力吸引了眾多玩家入場。

百度智能雲認為,邊緣雲市場蛋糕足夠大,增速足夠快,未來5-10年邊緣雲市場規模可能會與公有雲整體持平。

但現階段邊緣雲還處於早期落地階段,離紅海市場較遠,各大廠商都在儘可能占據市場份額,塑造競爭優勢。

邊緣雲作為一種資源和技術並重的產品,決定了其競爭不僅是技術比拼,更是綜合性能力的體現,這也考驗著各大廠商能否將自身優勢轉化為邊緣雲的發展動能。

例如,在CDN資源方面,CDN廠商有天然的優勢,可以將全國的CDN節點轉化為邊緣雲節點。

但其短板在於雲技術能力偏弱,客群也集中在中心雲的應用場景,能否轉換為邊緣雲以及雲邊協同的應用面臨較大挑戰。

在行動網路資源方面,運營商則有天然的優勢,尤其是5G時代來臨後,從移動邊緣切入的運營商給市場帶來了較大的想像空間。

但5G全面普及仍需時間,移動邊緣雲所擅長的超低延遲、實時互動落地場景,如自動駕駛、元宇宙、VR/AR等市場需求還未被真正催熟。

相較之下,網際網路雲廠商作為當前邊緣雲市場的核心玩家,無論在資源、技術產品還是客群上都具備明顯的優勢。

IDC 2021-2022連續兩年的《中國邊緣雲市場解讀》報告顯示,網際網路雲廠商在邊緣公有雲服務中處於領跑位置,在各類服務商中是占比最高的陣營。

以百度智能云為例,作為國內最早布局並發布相關產品的網際網路雲服務商,其邊緣雲在資源覆蓋、技術產品、行業落地方面都處於業界領先。

在資源層面,邊緣雲基於百度智能雲整個集團的資源,將骨幹網能力打通,為邊緣雲奠定了基於全國的資源優勢。

如今百度智能雲仍在持續擴大投入,在節點建設上,邊緣節點將會在全球布局1000+節點,為全球客戶提供低時延的邊緣算力。

在算力布局上,百度智能雲將會加大異構算力(如A800、安培、崑崙)的資源投入。

在產品方面,由於布局早、技術能力強,邊緣雲產品不斷疊代,恰到好處的推出了適應市場需求的產品,短短几年就發展出了業界最完整的邊緣雲產品布局,從而使得百度智能雲有機會成為邊緣雲「頭號玩家」。

基於紮實的技術和產品能力,其邊緣雲平台的可靠性、功能全面性也是首屈一指,以業界領先的IaaS+PaaS邊緣雲能力,進一步降低了用戶的使用門檻。

在行業落地方面,百度智能雲從技術先行的網際網路客群切入,取得了市場競爭的先發優勢。

隨後抓住傳統行業邊緣雲快速增長的需求,基於領先的雲邊協同能力和集團領先的AI技術,結合行業場景特性,讓IT能力不強的傳統行業用戶也能快速落地邊緣雲,成為其快速增長的關鍵。

數據顯示,近兩年百度智能雲的邊緣雲市場增速每年高達200%。

在百度智能雲看來,作為中國邊緣雲市場的頭部力量,網際網路雲廠商下一步競爭的關鍵之一,在於提前布局未來規劃。

對此,百度智能雲的解法是繼續秉持「雲邊端」三位一體的理念,將邊緣雲真正升級為分布式雲,進一步打通邊緣雲與中心雲,技術上實現同源同棧、產品上實現能力對齊、並繼續將強雲邊網絡能力建設。

同時,在市場層面,邊緣雲會通過PaaS能力、AI技術的加持,進一步提升邊緣雲的附加價值,去支撐自動駕駛、元宇宙、遠程醫療、工業4.0等更多產業網際網路場景的落地。

結語

快速發展的市場,總會湧入大量參與者。

面對未來日異月新的市場變化,百度智能雲始終走在邊緣雲行業最前沿,從最早投入邊緣雲技術研究,到如今擁有雲邊端一體化邊緣雲產品矩陣,再到布局未來的分布式雲,循著「看清市場-技術投入-滿足市場-連接未來」的道路持續投入,從而保持著邊緣雲市場「頭號玩家」的位置。

而中國邊緣雲市場也將在頭部廠商和行業用戶「先行者」的共同推動下,走向下一階段的繁榮。

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