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  文 |朱玉梅

  一、前言

  (1)5G时期边缘计算取代“关键计算”

  近年来，我国移动网络通信技术尤其是物联网技术蓬勃发展（IoT）中国从4岁开始进入5G社会，对网络通信技术的快速发展给予了新的需求。5G传输速度进一步提高，网络延迟大大降低。未来，5G将广泛应用于VR//无人驾驶汽车、无人机飞行等日常领域AR、互联网医疗等。这种业务场景不仅需要极低的网络延迟，还需要大量的异构体和多元化的数据库访问。在这种环境下，集中计算解决方案可能面临无法解决的短板和压力，边缘计算模式将成为合理的解决方案。边缘计算模式应在对象或数据库周围的互联网边缘建立一个分布式系统开发者平台，并提供附近边缘的智能服务，以满足灵活连接、即时业务、数据优化、智能使用、安全和隐私保障的重要要求。

  (2)边缘数据中心必须适用于边缘计算模式下的新技术

  在各种新信息内容技术的发展中，最终的实施必须适用于基础设施建设，并通过数据中心领域的转型实现宣传、推广和应用。随着云计算技术的推广，数据中心云完成了计算、存储和网络虚拟化，促进了数据中心规模化、密度高的发展趋势，大大提高了资源应用效率。随着大数据技术的推广，数据中心指数级提高了计算水平，大数据技术业务适用于进一步大规模、高密度的发展趋势。随着边缘计算模式的推广，数据中心的技术需要什么？

  在边缘计算模式下，为了方便高密度、大带宽、低延迟业务场景的应用，唯一有效的方法是建立接近客户互联网边缘的业务服务平台，提供存储、计算、互联网等质量，将一些重要的业务应用下降到连接互联网边缘，减少网络带宽和延迟时间损害造成的数据传输和多层次共享。

  与集中云数据中心不同，这种在互联网边缘建造的新基础设施主要具有以下技术特点：

  ●在数据传输层面：大量数据不需要上传到云处理，可以减少网络延迟，减少关键数据传输压力，防止网络堵塞，大大提高互联网传输速度。

  ●在稳定性领域：边缘数据中心成为数据库的第一个渠道，需要对大量业务数据库进行实时分析和处理，以及优秀的数据处理方法和传输稳定性。

  ●在布局特征层面：边缘数据中心的部署非常接近信息特征，具有本地化（市以下）的特点，只满足当地消费者的需求，具有规模小、数量大、分散布局等优点。

  该领域称，这种布局在互联网边缘的基础设施建设为边缘数据中心，即边缘数据中心位于用户端和集中云数据中心之间，为中小型、分布式系统和接近客户的数据中心提供自然环境。因此，互联网应用水平从原来的双层（集中云数据中心：用户端）转变为三层（集中云数据中心：边缘数据中心：用户端），如图1所示。

  图1 集中云数据中心架构设计与边缘数据中心架构前后对比

  二、关键技术应用领域

  适用于低延迟的5G新业务出现了边缘数据中心。鉴于5G鼓励的终端设备相对密度特别大，信息量也会非常令人震惊。根据边缘数据中心IT网络资源，云数据中心将更接近用户侧，有利于数据处理方法。同时，边缘数据中心可以有效地促进5G、人工智能技术、物联网技术等新技术的实施，加快了以往领域新技术的全面推广，促进了新的商业模式。例如，在交通和5G领域、物联网技术的综合发展趋势促进了智能驾驶汽车业务的大量发展趋势；医学领域和5G、AR/虚拟现实技术的综合发展促进了远程医疗系统（包括远程手术、远程监控等）业务的大量发展趋势。

  (1)5G移动通信技术

  边缘数据中心的建立有利于适用低延迟5G进行新业务。中央局IT将网络资源转移到通信基站侧，将更贴近客户，可有效减少延迟时间。边缘数据中心和5G通信、物联网技术、人工智能和新技术的综合发展趋势将加快业务规模，促进智能交通（如自动驾驶汽车）、金融信息化(如无人化金融业务网点)、互联网教育(如未来教室)、造成智能安全(如安全城市)等新兴业务模式。

  基于基本网络运营商NFV和MEC技术，CDN互联网元云接近终端产品用户边缘连接点，安排到下一代终端设备局边缘数据中心，确保资源协调能力和更大的应用，有效提高互联网工作压力，为客户提供良好的感觉。

  (2)车联网平台

  边缘数据中心可以很好地协助汽车互联网平台，为汽车互联网平台提供互联网、计算、存储和应用的核心竞争力，并处理延迟时间、网络带宽和计算兼容性问题。根据操作移动边缘计算和应用，可以提供周围的汽车互联网功能，完成安全回避、正确的速度指导、路径优化、区域交通流量分析，帮助实现无人驾驶。

  （3）CDN

  CDN边缘连接点的特性在边缘计算销售市场具有先发优势。CDN是边缘计算的原型。未来CDN需要大量的边缘机械设备，无论从CDN到边缘计算仍在原CDN边缘计算定义进入系统，边缘计算用于提高CDN本身的竞争力是一个很好的选择，边缘计算模式可以帮助CDN更智能、高效、稳定。在边缘数据中心的支持下，建立边缘数据中心NFV和MEC技术，将CDN互联网元云下移到接近终端产品用户的边缘连接点，确保资源协调能力和更大的应用，有效提高互联网工作压力，为客户提供良好的感觉。

  （4）AR/VR

  加强现实技术（Augmented Reality，AR）该技术包括多媒体系统、三维建模、实时监控显示和控制、多传感器集成、实时跟踪和注册申请、场景集成等新兴技术和新方法。虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）它们是各种技术的综合组合，包括即时三维计算机图形技术、广角镜头（宽视线）立体成像技术、观察者头眼和手指的跟踪技术、触摸/力意见反馈、环绕声、数据传输、语音输入/导出技术等。AR/VR感觉是资源密集型的，必须快速响应时间。受现有网络设施限制，AR/VR未来边缘数据中心的技术架构设计将提高AR/VR的计算水平，可以减少网络延迟，大大提升客户体验。

  三、技术发展趋势

  (1)我国边缘数据中心的发展状况

  目前，边缘数据中心处于发展趋势的早期阶段，但市场前景广阔，通信布局逐步合理。从ODCC 在2018年会议上，行业科研机构、网络运营商和设备制造商都关心边缘数据中心的边缘运算。会议上，ODCC边缘数据中心应用领域公布的科研成果 ** 》业内密切关注。基本网络运营商在全国范围内逐步规划边缘数据中心；华为在工业无线、数据聚合、SDN、安全等核心领域的技术科学研究；阿里巴巴等科技巨头在不同的计算场景下逐渐推广边缘计算商品；一些强大的IDC服务提供商也逐渐与基本的网络运营商建立边缘数据中心。

  (2)边缘数据中心技术的发展方向

  未来，数据中心产业链将展示边缘数据中心 云数据中心的两极分化发展模式。一方面，受云计算技术、新运维管理技术和行业竞争的影响，云数据中心网络资源逐步整合，显示出规模高、密度高的发展方向；另一方面，将有大量的小边缘数据中心，以确保边缘延迟更敏感的业务。

  边缘数据中心将采用分布式框架。物理分散的边缘数据中心在逻辑上形成一个整体。他们将采用更多的网络带宽互联网来完成互联网连接。他们必须有一个综合的调度平台来处理不同位置的边缘数据中心。

  集中云数据中心在不久的将来甚至更长的时间内都不容易消退。统一存储、数据挖掘分析等业务信息量和计算量较大，仍需要强大的云服务平台来统一、高效地解决相关业务。将所有计算转移到边缘解决方案可能会导致无处不在和无担保的混乱。

  边缘数据中心的水平有限，以促进业务营销推广的应用。以无人驾驶汽车为例，如果不引入边缘数据中心，但配备足够的传感器设备、大计算水平和大空间车载计算单元，解决各种环境数据，及时与其他车辆沟通，可能面临大量车辆厚升级安全监控成本、大功耗，进一步提高设备故障概率，不适合现代营销推广。

  边缘数据中心不仅仅是一个小数据中心。未来，边缘数据中心将成为数据库的第一个渠道。部署环境通常对外开放、复杂、极端。它必须适用于尖端冷却、高可靠性稳定性解决方案、无人化、自动化操作和维护、分布式框架、指数级计算水平等技术。

  四、分析我国存在的不足

  边缘数据中心虽然规模小，但总产量大，物理分散，对国内数据中心产业链产生影响。我国基础网络运营商、IDC服务供应商、设备制造商的布局逐步合理，但技术研究和综合推广存在诸多问题。

  (1)不能适应现行标准数据中心的规划政策和园林管理对策

  目前，国家和地方政府有关数据中心的规划政策主要针对集中云数据中心，倡导合理配置数据中心和绿色发展理念。以上海为例，北京政府发布的《禁止和限制北京新产业目录(2015)版》严禁新建和重建数据中心(PUE值1。除云计算技术数据中心5以下外)；严禁在2018年版本中创建和重建数据中心。

  根据业务要求，边缘数据中心即将迎来多元化的部署模式。通信基站、生产线、屋顶、生态公园、仓库等室内环境可以依靠传统的机房环境和5G布局多个边缘数据中心，这将导致市政工程自然环境、供电系统、供电系统互联网、供电等一系列问题。

  (2)科研网络资源不能同向发力，密切配合

  基础网络运营商、数据中心服务提供商、通信在边缘数据中心的技术科学研究和实施方面都有自己的优势和网络资源。然而，在这个阶段，根据自己的业务特点，对边缘数据中心有不同的理解能力和不同类型的研究内容，难以实现资源整合、共享和互补的优势。

  5G、只有完成边缘数据中心、物联网技术、人工智能技术、车联网平台等新兴信息内容技术的协调发展，才能呈现出真正独特的魅力。然而，该技术的探索单位和团队有不同的行业，对边缘数据中心有不同的理解水平，缺乏统一的服务平台。最重要的是，边缘云与边缘数据中心的概念混淆。一些制造商忽视了对基础设施建设的科学研究，盲目追求新概念，使数据中心技术难以实现协调发展和技术实施。

  (3)增加量基本建设和股票更新改造遇到两难困难

  在增量建设中，业务要求难以预测，短期内基本规模建设可能造成浪费。首先，很难准确地满足未来业务发展趋势的大多数业务要求，如物联网技术IT。此外，机器的要求仍在理论计算或认证中。随着技术的快速发展，设备和数据中心的性能不断提高，需求无法准确定量分析；第二，部分业务将缓慢下降，业务需求将缓慢显示。业务要求在一定时间内无法准确可能。

  在股票更新改造层面，部分机房建设方案水平相对较低，无法更新改造。基本的网络运营商有大量的通信机房，而不同层次的数据中心标准差异很大。对于市、区、县数据中心，主机房标准相对较好。但对于收集级连接级数据中心，需求强劲，但机房面积一般较小，主机房标准相对较弱，更新困难。

  五、未来行业可行性建议

  (1)建议政府部门制定切实可行的边缘数据中心发展趋势

  不久的将来将是新一代信息基础设施基础建设的关键时期。在确保云数据中心当前相关政策持续实施的条件下，制定边缘数据中心可行的发展趋势现行政策，迫切需要解决整合中国数据中心产业链的总体绿色发展理念的总体目标。一是支持和鼓励边缘数据中心技术的全面推广，从现行政策出发，支持5G网络设施的基本建设，促进物联网技术、人工智能和新产业的发展。其次，需要结合当前数据信息产业的发展，促进边缘数据中心在产品技术方面的快速发展，促进相关重要技术的探索。

  (2)边缘数据中心技术标准的制定和推广

  边缘数据中心缺乏统一的标准。首先，边缘数据中心缺乏统一的概念，云数据中心与边缘数据中心的界限不清楚；其次，未来边缘数据中心有不同的部署方案，如现有的边缘数据中心有通信运营商更新的终端设备主机房数据中心、社区物业数据中心、5G通信基站外网络柜。迫切需要筛选不同布局的边缘数据中心；第三，一些边缘数据中心客户认为边缘数据中心不需要非常高的CDN业务客户；一些消费者认为边缘数据中心必须有更高的水平，如车联网平台业务客户。因此，建立边缘数据中心、运维和部队等级分类规范是一个紧迫的问题。

  (3)建议对产业合作领域进行深入分析

  由于边缘数据中心和云数据中心的技术架构设计差异很大，不适合与原云数据中心相关的技术路径，如高可靠性稳定性解决方案、更严格的远程运行维护和密钥管理技术、分布式框架完成等。因此，一方面，建议在边缘数据中心的相关技术领域进行科学研究，包含但是不限于边缘数据中心的能源利用效率指标值、网络结构、运维和部队密钥管理、安全性稳定性；另一方面，提议行业产业链生产商，包含基本上通信运营商、第三方IDC服务提供商及IT机器设备等领域生产商开展深度合作，保持资源整合共享和互利共赢，共同促进在我国产学研用运用边缘数据中心产业发展规划。

  □朱玉梅（中国信息通信研究院云计算技术与大数据研究所数据中心部杰出业务负责人）

  由来： 中国信息通信研究院CAICT

  原文章标题：边缘数据中心：边缘测算出风口下数据中心未来的发展