边缘计算的解决方案大集合

Posted 2021-02-14

自今年2月的巴塞罗那世界移动通信大会召开以来，边缘计算无疑是C位出道，爆发释放在人们的视野中，成为今年业界最热门的领域之一。顺着5G的东风，边缘计算的诞生成为历史必然，整个行业都在进行战略布局，全球最强的两大开源社区OpenStack和Linux也陆续推出了边缘计算解决方案。今天这篇主要为大家详解OpenStack和Linux社区开源的几个和边缘数据中心以及边缘服务提供商相关的边缘计算解决方案。

这些方案离边缘设备较远，但是也是整个边缘体系中不可或缺的后台方案，主要是Linux基金会下的Akraino和OpenStack基金会下的StarlingX和Airship。这三者的关系如下：

Akraino项目更多的是一个大而全的框架，涵盖UnderCloud、Edge-IaaS、Edge-OSS、Edge Ochestration等众多其他开源项目，还未在Git上形成统一的版本源码。

Airship和StarlingX则重点在解决Edge-IaaS和Under Cloud Orchstraion的问题，已经形成一定的源码迭代。

Akraino

Akraino Edge Stack是一个Linux基金会项目，支持针对边缘计算系统和应用程序优化的高可用性云服务，今天宣布其从形成转变为“Excute（执行）”。 该项目成员有ARM、AT&T、戴尔EMC、爱立信、华为、英特尔、九州云、inwinSTACK、瞻博网络、诺基亚、高通、Radisys、红帽和风河等。

Akraino Edge Stack旨在改善企业边缘、OTT边缘和运营商边缘网络的边缘云基础架构状态，为用户提供新的灵活性，以便快速扩展边缘云服务，最大限度地提高边缘支持的应用程序和功能，帮助保持边缘系统的可靠性。

Akraino Edge Stack将支持广泛的Telco、Enterprise和Industrial Edge用例，其中包含针对已定义的用例和经过验证的硬件和软件配置。社区已创建了基于用例的BP，可以在项目Wiki上获取详细的技术介绍。此外，社区旨在解决API定义，将API标准化实现边缘用例。

Akraino Edge Stack代码基于AT&T的Network Cloud开发，在虚拟机（VM）和容器中开发运行的运营商级计算应用程序，Linux Foundation使用该代码构成Akraino项目，并向Linux社区开放和提供。提供的方案将实现为边缘和远程边缘的电信相关用例创建集成堆栈，并达到5毫秒到20毫秒的延迟，企业和工业物联网堆栈则低于5毫秒的延迟。

Akraino分为三个部分，如下图所示。上层是应用部署，主要负责部署边缘应用并创建app/VNF的边缘生态系统，中间层是边缘中间件和API，创建标准的边缘平台和中间件，并统一API和SDK接口。底层是IaaS层，进行对接开源的边缘堆栈。那么什么是边缘堆栈呢？边缘堆栈在我的理解上就是开源的IaaS管理项目，比如OpenStack、Kubernetes等。

Akraino范围包括开发边缘解决方案以解决电信、企业和工业的物联网问题，开发Edge API和框架，以便与第三方Edge提供商和混合云模型实现互操作。

１.与上游社区合作（CI / CD和上游流程支持）。

２.开发边缘中间件，SDK，应用程序并创建app生态系统。

３.创建蓝图（集成堆栈）以解决Edge用例。

４.（Telco /hosted）边缘扩展：从单个节点扩展到企业用例（例如IOT）。

５.（OTT / Enterprise / Telecom）远程边缘：部署管理远程边缘位置（1000s）堆栈。

7６（OTT / IIOT / Enterprise）轻量级边缘堆栈：为低延迟远程边缘和物联网网关开发轻量级堆栈。

附加范围：

１.单一界面控制——跨10,000个站点的边缘资源的单一视图管理。

２.精简本地控制平面——开发多种方法来减少控制平面占用资源。

３.边缘用户/开发人员API——提供标准边缘API。

４.中心云/边缘云VIM——实现边缘计算资源的远程编排。

５.中心云/边缘云——加强编排以支持边缘规模。

６.Cloud Native VNF ——基于容器/微服务的VNF。

Airship

AT&T、SK电信（SKT），Intel和OpenStack基金会合作推出一个名为Airship的新型云开放基础设施项目。Airship的宣传语是“声明式地定义您的OpenStack和Kubernetes基础设施”。相较于Akraino，Airship把目标聚焦于UnderCloud的部署和管理。主要的参与方包括AT&T、SK、爱立信、Mirantis、SUSE和九州云等公司。

Airship是OpenStack的一个新的开放式基础设施项目，这个项目是建立在2017年推出的OpenStack-Helm基础上的。

Airship是一组用于自动化云配置和管理的开源工具。Airship提供了一个声明性框架，用于定义和管理开放式基础架构工具和底层硬件的生命周期。这些工具包括用于实现对虚拟机的OpenStack，用于容器编排的Kubernetes和用于裸机的MaaS的编排能力，并计划支持OpenStack Ironic，即Airship是一种管理工具，可以用于管理数据中心中目前繁杂的裸机、IaaS、PaaS平台。

下图中所标注为蓝色的是Airship的组件，这张图很好得解释了Airship与OpenStack和Kubernetes关联，以及Airship在层级中所处的位置，通过Airship来通过YAML语言进行各类配置、版本的容器的生命周期管理。

Airship优势：

1、声明式配置：Airship使用YAML声明。 包括网络配置和裸机主机以及软件，如helm chart、docker image等，只需要通过Airship来进行YAML信息管理即可。

2、生命周期管理：Airship既可以处理初始部署，也可以处理基础设施管理平台的后期更新。

3.面向容器：容器是AIrship的软件交付单位，这样方便对基础设施管理平台的部署、开发，测试。

4、灵活适用于不同的架构和软件：Airship正在提供各种规模的小型和大型环境配置。 可以使用Airship来管理的整个基础设施架构，而不仅仅是OpenStack。

StarlingX

StarlingX虽然是OpenStack基金会下的一个项目，但是它包含的不光是OpenStack的功能，它在OpenStack的基础上缩减了一些能力，同时在针对容器应用的适配上做了增强。

对标ETSI的MEC标准框架，StarlingX主要是针对Edge-Site的机房部署，　主要是UnderCloud 的IaaS部分（如果把容器归类为PaaS，则也部分承担PaaS基础架构的承载），不涉及MEAO和MEPM的部分。不过在镜像缓存、容器承载等方面和MEAO/MEPM有一定的对接关系，针对MEAD的适配上也能够接受YAML/TOSCA的标准DSL模板，这点和NFV的架构类似，但是它针对的承载对象包含更大，除了边缘的VNF，还能够承载针对VM的应用和针对容器的原生应用。下图是他的架构图。

?StarlingX的部署组件架构，就会发现它的标准组件里面涵盖了一些不太适合又碍于Edge-Site轻量化部署的的OpenStack组件，如panko、murano、magnum等，增加了很多中间件如Backup&Restore、Fault Managerment Service等，提供了更多的底层API，同时增强了对容器的支持，比OpenStack支持的功能点更多。

StarlingX标准部署的节点都是高可用的，是适配边缘机房资源有限的一个亮点，如控制节点是2个集群、2个以上的Ceph集群，如此一来对部署的要求也会变得更高。StarlingX有installation模块提供自动化部署，而且有更多的自动化工具可供选择如Puppet、manifest、init scripts等，可以实现更好的部署。

StarlingX主要的参与方包括Intel、爱立信、中国联通、中国电信、中国移动、风河、九州云和Interdynamix等公司。

以上是对OpenStack和Linux社区的开源边缘计算解决方案进行简单介绍，仅供大家参考。当下边缘计算已不仅仅只是概念，诸多解决方案已逐渐成型，且众多相关的测试床也已出炉，边缘计算将是5G时代的基础设施和基础能力。