徐忠宇:边缘数据中心发展展望 发布时间:2018/08/25 00:00:00 阅读次数:6

      大家下午好!我今天下午分享的主题是边缘数据中心发展展望,受研究专业方向限制,我们今天的题目内容主要是偏重于运营商和移动自身。去年2016年ODCC峰会的时候,在嘉宾访谈环节,我们移动研究院侯志强所长也提到,随着NFV的推进,传统的电信机房需要进行改造,同时为了提升移动互联网的用户体验,以及工业互联网,物联网的发展,大量内容、计算需求被推向边缘、边缘化,小型化的数据中心会逐渐涌现并承担重要角色。
  从去年到今年,边缘数据中心的话题一直就很热,包括我们三家运营商,像电信发布了网络DC布局白皮书,联通发布了微基站通用能力白皮书,移动大家应该比较了解最近有390多亿物联网的集采大单,预计今年年底还会发布一个边缘计算白皮书,所以边缘数据中心需求发展还是非常旺盛。关于边缘数据中心位置,我们理解是相当于介于用户和云数据中心的环节,地理位置差不多是在地市一级的范围,包括地市核心机房一直到下面的接入机房或者基站的范围,在地市一级范围,运营商拥有大量电信机房,在机房资源上拥有得天独厚的优势。
  具体来说,我们三大运营商,每家差不多有将近1000个左右地市级核心机房,机房面积从大概几千平一直到上万平不等,到了区县一级每家将近几千个,平均大概每个县有一个,电信、联通可能拥有机房数量更多。再往下移动将近有6万个汇聚机房,面积从几十平到一百多平不等;再往底层接入机房或者基站上百万个,面积从十几平到几十平不等。关于边缘DC建设的推动,我们三大运营商出发点还不太一样,因为电信、联通他们早期有固网业务,现在机房里面很多设备退网,有很多机房资源相对来说处于闲置状态,所以他们会从机房资源的利用角度出发,去推进边缘数据中心和传统机房的改造,这也是他们的优势。我们移动机房确实数量很多,但是机房里的设备也比较多,尤其是在东部地区,机房会相对比较紧张。所以我们进行边缘数据中心的研究,或者传统机房改造,要考虑现有机房能不能满足未来业务发展需求,所以这个可能也是稍微有点区别。
  另外是国内运营商对于边缘数据中心规划的情况,AT&T2015年发起CORD项目,进行传统机房改造,将CT设备替换成通用的IT设备,联通加入了CORD项目,中国移动会规划建设数百个地市级的边缘TIC,平均每个地市大概两个左右。几千个区县一级边缘TIC,平均每个区县大概一个。国际上互联网公司,谷歌的边缘数据中心和它的云数据中心很明显有一个规模的架构,他们的上层是大型的云数据中心,中间大概有九十多个边缘接入点,把大型云数据中心接入到互联网。第三部分是大量的边缘节点,这里面会进行一些视频缓存,也是为了提升用户的在线视频的体验。
  边缘数据中心层级划分和承载业务情况,在地市一级从传输专业来看,它的传输网的架构,最顶层是地市级的DC机楼,像移动在发达地区一般会有四五个,普通地区可能会有一到三个量级的核心机楼,底下是区县机楼或者骨干汇聚节点,再往下是一些汇聚机房和基站,如果对于市区来讲,可能会从汇聚机房直接连到地市核心机楼。在业务方面,我们比较粗略的分了四类,NFV,这部分主要为了满足运营商自己的需求。第二部分是IDC业务的需求,这部分像我们了解,地市一级会有政府的政务云,可能发达地区会有很多的IDC机架租赁的需求,也会有企业私有云或者各大公有云本地化的需求。第三是CDN和移动边缘计算部分,其实这部分理论上也可以放在NFC大类里面,但是我们主要考虑因为CDN还有移动边缘计算,既可以满足我们自己的业务,也可以将边缘移动计算包括CDN开放给第三方,如果未来第三方需要在边缘计算里需要部署一些应用,都可以用相应的资源。第四部分是物联网,物联网其实它分成两部分,一个是它的核心部分,是通过NFC承揽,物联网部分像数据处理、存储、转发主要通过移动边缘计算来承载。其实通过业务划分,大家也能看到,所谓边缘数据中心越来越蜕变成一个平台,它既会承载我们的移动运商商自身业务,它也会承载第三方业务,或者向第三方开放网络的接入能力。所以虽然边缘数据中心建设主角是运营商,但是边缘数据中心如何建设,包括如何把边缘数据中心利用好或者使用好,这个还是需要各方大家一块参与,共同推进。再具体看各级边缘数据中心承载的业务,对于地市核心机楼,我们近期主要承载核心网和CDN的业务,这两部分业务我们目前初步测算,大概每个点大概需要几百台服务器。未来可能还会部署5G核心网部分的设备和相应C-RAN(无线接入网络),它里面的CU有可能会放在地市级。再往下是区县一级,它可能稍微远一点的时间会部署vBRAS,还有一些CDN设备,未来还会部署一些边缘计算,以及5G的UP以及C-RAN的CU。再往下是汇聚机房,可能会有一些用户比较密集的地区,它的vBRAS会下沉。可能还会有一些边缘计算的要求,最后下面是接入机房,未来主要是部署边缘计算,同时也会有5G的UP网元。
  在业务方面,我们收集了当前部分CDN服务商节点分布,大家基本都在几百个点的量级,带宽也都是几十T,每年的节点数都会有大量增长。像阿里云的PCDN和星域的CDN节点数都可以达到百万级的,其实这两个案例实际上可以作为边缘数据中心的极端案例,相当于把边缘数据中心放置在个人家里,这样可以把家庭里面大量闲置的手机或者电脑,都可以充分利用上。所以我觉得这是一个比较有特点的案例,包括大家听说过伯克利大学开放计算平台,里面有分布式计算应用SETI@HOME,利用屏保闲置时间进行地外文明搜索,这都属于边缘计算很好的应用。
  边缘计算ETSI在2015年发布的白皮书里面,定义了七种边缘计算的应用,现在已经有很多实际应用的案例,比如企业内部网络与LTE结合,第二是车联网,以前如果数据要经过核心网,时延可能有100ms,车联网对于防碰撞要求,端到端延迟要求到20毫秒以内,所以边缘计算要从核心网下降到更靠近边缘,包括延迟在20毫秒以内。另外还可以实现实时分流在秒以内,包括还有增强现实的技术。未来5G技术投入以后,包括物联网、AR/VR的发展,边缘计算需求会越来越多,而且种类会越来越多。
  通过刚才对业务的介绍,我们可以归纳总结出业务对于数据中心的要求,不同层级的边缘数据中心承载的业务是不同的,同一个边缘数据中心在不同时期承载的业务不同。比如CDN逐步下沉,现在到了地市一级,未来会逐步下沉到区县一级,有些业务未来会出现边缘计算,现在量很少,以后随着5G的发展,有可能会爆发式的增长。第三,业务对于边缘计算的需求是逐步在量化,首先业务在发展,同时很多业务对于IT设备需求还是处在计算或者测试中。另外IT设备本身的性能也在不断提升,各种原因都会导致业务对IT设备要求变化很大。
  通过刚才的业务介绍,可以看出对边缘数据中心有灵活性、标准化、分层架构、本地化属性、无人值守运维要求。具体来说,我们现在的机房如果大家做过相关的项目的话会比较了解,传统机房设计供电能力偏低,而且采用传统的制冷方式,PUE偏高。像核心机房可能层高也是偏低的,对于机柜高度和制冷方式选择会受到影响。总体的特点是,对于地市级和区县级的数据中心,它的条件比较好,是比较适合边缘数据中心。对外接入地区,机房面积相对偏少,但是需求量偏大,成本也是偏大,所以比较适合于将来的边缘IDC业务的需求。
  由于传统机房机架深度都是800mm,间距1米,所以即便机房里有空余的机位,我们现在的1.2m标准机柜都是没法直接利用,所以现在面临机房腾退和机房清理的难度。所以如果是机房比较空的还可以部署标准机柜,但是如果机房现有面积比较紧张的,我们建议厂家能够开发研制能够放在800mm深标准机房里面的通用服务器,这样对于机房也是比较容易部署的。而且基站更明显,几乎不太可能或者很难部署1.2米的机柜。
  边缘数据中心相关技术策略,首先要满足业务对于机房的需求,同时要对机房进行改造,考虑电、空调的容量是否能够满足,如果这些老机房不能改造或改造难度大的话,还要考虑新建和选址。对于改造方案我们推荐是微模块方案。对于服务器选型,如果说天蝎整机柜服务器适用于大型IDC的话,天蝎4U多节点服务器相对适合边缘DC。关于边缘数据中心建设案例,这是甘肃和四川移动联合试点,它比较适合于规模比较小的,比如几千瓦到二十千瓦规模的,如果适用传统模块化UPS或HVDC,颗粒度太大,如果用小型十几千瓦UPS的可靠性又觉得不太满足要求,在这种情况下用48伏供电方案是相对比较理想的解决方案。同时如果服务器主扳电压升至48伏,这种架构的优势就更明显。我们在研制过程中,我们在ODCC发起了边缘数据中心技术白皮书的项目,这个项目上午也有介绍,目的一个是帮助行业了解边缘数据中心发展趋势,另外是为用户在边缘数据中心规划建设技术方案选择,能够提供参考和建议。白皮书大概分了八个部分,因为受编制时间限制,现在只完成了征求意见稿。在编制征求意见稿的过程中,我们也得到了ODCC内部很多单位的支持,在这里不再一一点名表扬了。因为是征求意见稿,所以它里面的内容还不是很完善,所以我们后续也是希望大家能够一块参与这个项目,多给项目一些意见,帮助我们完善和推动边缘数据中心白皮书项目。


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