5G云化的日益成熟將為網(wǎng)絡(luò)邊緣IT基礎(chǔ)設(shè)施帶來更加廣闊的空間

邊緣計算是當前的熱點話題，其核心理念是將計算、存儲、應(yīng)用等核心能力下沉到距離用戶、數(shù)據(jù)源更近的地方，以提供更實時、更智能的服務(wù)。業(yè)界對于“邊緣”的位置一直有諸多爭論，而在運營商看來，位于“最后一公里”的網(wǎng)絡(luò)邊緣的IT基礎(chǔ)設(shè)施是其最重要的“邊緣”資源，在邊緣計算等網(wǎng)絡(luò)邊緣業(yè)務(wù)布局中扮演著重要角色。

在運營商網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，存在著從核心到邊緣覆蓋了集團、省、地市、區(qū)縣、接入（包括匯聚機房、綜合接入機房、基站）等各個層級的機房體系，位于區(qū)縣、接入層級的網(wǎng)絡(luò)邊緣機房是開展邊緣計算等業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)。與更核心的運營商機房以及高等級的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）相比，網(wǎng)絡(luò)邊緣機房普遍存在空間狹小、承重有限、空氣質(zhì)量差、溫度不穩(wěn)定等問題，難以滿足常規(guī)通用服務(wù)器的安裝及運行需求，在虛擬化網(wǎng)元部署、邊緣計算承載等場景中存在瓶頸。

曾有運營商試圖通過升級機房環(huán)境實現(xiàn)運營商邊緣機房的IDC化改造，但試點結(jié)果顯示這種“機房適配設(shè)備”的方法會導致高昂的開銷，無法在數(shù)量眾多的邊緣機房中進行推廣。在這種情況下，“設(shè)備適配機房”的理念被提出并引起業(yè)界廣泛關(guān)注。針對網(wǎng)絡(luò)邊緣環(huán)境設(shè)計相應(yīng)的IT基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備也被提上議程，例如，F(xiàn)acebook主導發(fā)起的OCP（Open Compute Project）組織中的openEdge就是研究和制定面向邊緣站點的小規(guī)格、高性能的服務(wù)器平臺技術(shù)規(guī)范的項目。

在國內(nèi)，開放數(shù)據(jù)中心委員會（ODCC）于2017年11月就啟動了開放電信IT基礎(chǔ)設(shè)施（OTII）項目。該項目由三大電信運營商、中國信息通信研究院以及國內(nèi)外眾多合作伙伴共同推進，其目標是形成運營商行業(yè)面向電信應(yīng)用的深度定制、開放標準、統(tǒng)一規(guī)范的服務(wù)器技術(shù)方案及原型產(chǎn)品。

為了滿足運營商網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和邊緣計算需求，OTII將適用于運營商邊緣機房的定制化服務(wù)器研發(fā)作為當前的工作重點，針對邊緣機房環(huán)境的現(xiàn)狀和邊緣計算等新興業(yè)務(wù)的需求，制定的相關(guān)技術(shù)要求頗多，例如，為了適應(yīng)邊緣機房的空間限制和機架深度，服務(wù)器的深度建議不超過450mm，最多不超過470mm；考慮到功率和承重的限制，不對服務(wù)器密度做高要求，計算型服務(wù)器高度建議為2U （≈88.9mm）；除風扇和電源外，開關(guān)、指示燈、硬盤、線纜等采用前面板設(shè)計，以提高維護效率，并減少對機架后方的空間要求；能夠在更寬的溫度范圍（例如-5℃~45℃）內(nèi)正常運行；支持風扇的熱插拔和在線清理/更換。

從上述內(nèi)容可知，OTII對網(wǎng)絡(luò)邊緣服務(wù)器在規(guī)格尺寸、運維面板、適溫寬度等方面都提出了更加嚴格的要求。同時，針對運營商網(wǎng)絡(luò)邊緣業(yè)務(wù)場景的需求，OTII網(wǎng)絡(luò)邊緣服務(wù)器還開展了更深度的主板級定制化。

在網(wǎng)絡(luò)邊緣虛擬化網(wǎng)元（例如vBRAS、vCPE）的承載和運行中，涉及到控制面、轉(zhuǎn)發(fā)面分離等業(yè)務(wù)需求，建議采用2路CPU的服務(wù)器方案進行承載；在網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的場景中，為了確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包處理的性能和穩(wěn)定性，需要在2路CPU的服務(wù)器主板設(shè)計中重點考慮NUMA-Balance等因素；為了支持多網(wǎng)絡(luò)平面、網(wǎng)絡(luò)加速和邊緣異構(gòu)計算等能力，需要預留不少于6個擴展插槽，并結(jié)合場景考慮大帶寬網(wǎng)卡、專用負載處理卡的引入。

當前，OTII網(wǎng)絡(luò)邊緣服務(wù)器已經(jīng)取得了豐碩的成果。仁寶、浪潮、華三等服務(wù)器廠商先后研制了遵循OTII規(guī)范的服務(wù)器產(chǎn)品，相關(guān)設(shè)備已在2019年巴塞羅那移動世界大會上發(fā)布，并已經(jīng)在國內(nèi)三大電信運營商的實驗室和現(xiàn)網(wǎng)開展了網(wǎng)絡(luò)邊緣虛擬化網(wǎng)元承載、智能邊緣計算等網(wǎng)絡(luò)邊緣業(yè)務(wù)的評測和實踐，充分證明了基于深度定制的IT基礎(chǔ)設(shè)施在改善網(wǎng)絡(luò)邊緣機房IT化水平。提升邊緣計算用戶體驗等方面取得的良好成效。

隨著5G時代的到來，5G網(wǎng)絡(luò)的云化部署已成為業(yè)界共識。在構(gòu)成5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的三朵云（即接入云、控制云和轉(zhuǎn)發(fā)云）中，加快接入云的建設(shè)是促進5G規(guī)模部署的重點工作。5G網(wǎng)絡(luò)存在“業(yè)務(wù)多、帶寬大、頻段高”等特點，導致無線接入側(cè)的設(shè)備復雜度高、建網(wǎng)規(guī)模大、網(wǎng)絡(luò)管控難等。隨著IT技術(shù)、AI技術(shù)的快速發(fā)展，開源、開放、白盒化和智慧化將成為推進產(chǎn)業(yè)高效率、低成本發(fā)展的趨勢。在這一背景下，倡導接入網(wǎng)開放化的O-RAN聯(lián)盟成立，它聯(lián)合了眾多業(yè)界合作伙伴，其目標是實現(xiàn)無線接入網(wǎng)接口開放化、硬件白盒化、軟件開源化、網(wǎng)絡(luò)智能化，從而打破傳統(tǒng)封閉的無線接入網(wǎng)（RAN）架構(gòu)，降低RAN部署成本，提升RAN敏捷性和加速創(chuàng)新。

在O-RAN推動無線接入網(wǎng)向更開放、更智能的方向演進的過程中，5G室內(nèi)有源小基站等硬件的白盒化是5G接入云建設(shè)的關(guān)鍵舉措之一。無線接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的白盒化通過設(shè)備的軟硬件解耦，有助于提升系統(tǒng)的靈活性，為不同應(yīng)用場景提供差異化設(shè)備類型和服務(wù)部署，從而達到降低成本、實現(xiàn)個性化服務(wù)的目的。同時，這也為以O(shè)TII網(wǎng)絡(luò)邊緣服務(wù)器為代表的開放的網(wǎng)絡(luò)邊緣IT基礎(chǔ)設(shè)施提供了新的用武之地。

如前文所述，OTII網(wǎng)絡(luò)邊緣服務(wù)器有望滿足在O-RAN無線云化部分的性能需求以及邊緣機房部署的環(huán)境要求，特別是其開放服務(wù)器硬件參考設(shè)計的理念也與O-RAN聯(lián)盟的無線設(shè)備開放參考設(shè)計的理念契合，具有非常好的互補性。因此，ODCC正在積極推進與O-RAN的合作，協(xié)商共同推進相關(guān)產(chǎn)業(yè)生態(tài)，潛在的合作方向包括：ODCC為O-RAN提供OTII白盒服務(wù)器規(guī)范，作為O-RAN無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化平臺的解決方案選項；O-RAN向OTII提供有關(guān)無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化方面的服務(wù)器需求反饋，助力OTII改進服務(wù)器的設(shè)計，使其更好地滿足無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化部署及智能無線網(wǎng)絡(luò)的需求。

隨著網(wǎng)絡(luò)邊緣NFV、邊緣計算、5G網(wǎng)絡(luò)云化的日益成熟和規(guī)模應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)邊緣IT基礎(chǔ)設(shè)施的研發(fā)和實踐將擁有更加廣闊的空間。在未來，網(wǎng)絡(luò)邊緣IT基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展還需重點關(guān)注以下問題。

一是設(shè)備功耗。追求高性能和低功耗是推動服務(wù)器及數(shù)據(jù)中心發(fā)展的永恒主題，在智慧安防等智能邊緣計算等場景中，網(wǎng)絡(luò)邊緣服務(wù)器可能會加載GPU等高性能處理單元用于對采集到的視頻數(shù)據(jù)做實時的智能分析，這會極大地增加服務(wù)器的功耗，從而為邊緣機房的供電造成繁重的壓力。為解決該問題，一方面要采用更合理的服務(wù)器配置，另一方面也需要從邊緣資源云化的角度進行合理布局和按需調(diào)用。

二是管理平臺。雖然以O(shè)TII為代表的邊緣IT基礎(chǔ)設(shè)施方案在服務(wù)器管理接口規(guī)范方面進行了很多探索，但在設(shè)備統(tǒng)一管理平臺方面仍需要開展更深入的工作。例如，在此前運營商結(jié)合NFV引入的實踐中，物理基礎(chǔ)設(shè)施管理（PIM）通常是與虛擬基礎(chǔ)設(shè)施管理（VIM）合設(shè)，而在分布廣泛的邊緣機房環(huán)境中，PIM的能力則需進一步加強，特別是在智能邊緣計算等場景中，GPU等硬件的協(xié)同調(diào)度尤為關(guān)鍵。

三是系統(tǒng)安全。作為更加貼近用戶、數(shù)據(jù)源的IT基礎(chǔ)設(shè)施，網(wǎng)絡(luò)邊緣服務(wù)器需要在系統(tǒng)安全（特別是數(shù)據(jù)安全）領(lǐng)域進行重點考慮。這一方面是因為它位于網(wǎng)絡(luò)邊緣，更容易暴露在不安全的環(huán)境中，另一方面也是因為軟硬件系統(tǒng)的開放性會為攻擊者提供機會。因此，網(wǎng)絡(luò)邊緣IT基礎(chǔ)設(shè)施需要引入必要的認證鑒權(quán)、入侵檢測、數(shù)據(jù)加密等手段，從底層硬件、基礎(chǔ)軟件到應(yīng)用軟件實現(xiàn)充分的安全防護。