5G为智能边缘添加分布式云能力

5G 移动网络将通过增加每用户带宽、增加用户/设备数量、通过将物理 5G 网络资源分割成单独的虚拟“网络切片”来提供许多新功能，就像 VM 虚拟化硬件平台一样。最初，物联网架构被设想为大量分布式传感器与集中式云环境进行通信。但是，一些物联网应用程序的要求需要边缘智能。这与集中式云架构背道而驰。相反，这些智能边缘计算元素构成了一个“分布式云”环境，除了跨元素的协作和协调外，边缘还有一定程度的指挥和控制。Pluribus Networks 宣布了一种将 5G 网络架构与 SDN/NFV 分布式云环境相结合的解决方案，以支持许多需要智能边缘功能的应用程序。该公告使移动运营商利用 Pluribus Networks 解决方案提供具有本地化智能的新物联网和 M2M 架构具有吸引力。

从集中式云到分布式云的演进

当今大多数数据中心架构都是集中式的。这往往是企业环境的保留，在该环境中，员工使用的大多数应用程序都位于安全的云环境中，所有内容都存储在其中，Web 或常驻应用程序提供对存储在云中的信息的访问和同步。

物联网从相同的范例开始——部署传感器，将传感器连接到网络网关，网关提供互联网入口到中央云，所有传感器数据都在中央云进行处理、分析、存储和控制。然而，并非所有物联网应用需求都可以通过集中式云架构来满足，因为：

延迟问题。工厂车间或自动驾驶等应用需要对传感器数据和命令/响应进行低延迟处理。

带宽成本。将所有传感器数据传送到一个中心位置需要网络带宽，这会增加经常性成本。提供边缘处理以降低带宽要求可以优化成本。

自治与安全。当连接丢失时，传感器和执行器必须仍然能够正常运行。

隐私。诸如主题公园排队应用程序的面部识别之类的东西不应该存储在信息可能被滥用的集中位置。

为了解决这个问题，Pluribus Networks 首席营销官 Mike Capuano 认为，分布式数据中心的出现将成为常态，而不是例外。

“为了解决与物联网应用程序集中云环境相关的挑战，小型和微型数据中心将会出现爆炸式增长，”迈克说。“增加带宽、减少延迟、安全和隐私方面都是边缘计算的催化剂。5G 不是唯一的驱动力，但它发挥着重要作用。”

将功能放置在边缘需要一个小版本的云环境数据中心，并且需要在智能边缘对等点之间进行通信和协作。

“这些分布式云元素将部署在传统云模型的环境中。你将启动容器，为你使用的东西付费，然后停止容器。” Mike 继续说：“这些边缘环境可能不是分层的，而是网格状的——会有多个边缘，它们需要以分布式方式进行通信和协调。”

例如，电信公司有许多中央办公室，有线电视运营商部署了许多前端位置。这些通常在订户的 5，000 英尺范围内。这代表了成为分布式云的新兴边缘托管提供商的理想机会。具体到 5G，这些迷你云可能会部署在基站上。对于 IIoT 应用，这在逻辑上将扩展到石油钻井平台或仓库或工厂建筑。这实现了一项至关重要的功能——工作负载可以部署在成本最低的位置，同时仍能满足运营要求。

基于控制器和无控制器的 SDN

如果网络头端、移动网络基站、写字楼要变成微型或微型数据中心，那么架构是什么？软件定义网络 （SDN） 和网络功能虚拟化 （NFV） 无疑发挥着重要作用。

一种SDN架构涉及SDN控制器。控制器保存网络的整个状态。控制器通过带外通道进行通信，并使用 OpenFlow 等 SDN/NFV 事实标准对交换机进行编程。SDN 控制器范式在集中式云概念中运行良好，因为有一个控制器知道并控制一切。但是，外部控制器涉及许可证和对可以控制的交换机数量的限制。此外，如果带外通道受到攻击或故障，系统将无法控制，控制器和带外链路代表单点故障。如果边缘设备需要重新加载状态，则会增加从 SDN 控制器获取此状态的延迟。

无控制器 SDN 涉及驻留在每个交换机中的 SDN 智能和网络状态。随着交换机数量的增加，它们仍然像一个逻辑交换机一样工作和运行。交换机上有一个 VXLAN 隧道网，可提供多条通信路径以实现冗余，并且该架构可以根据需要轻松插入额外的交换机。鉴于云的分布，使用无控制器 SDN 架构反过来提供了支持分布式网络资源的关键特性。

自适应云结构

数据中心位置可以是大的或小的，独立的或位于同一位置的广告网络或内部设施。该架构允许将Fabric组织在多个切片中，以实现切片之间的隔离和安全，并简化运维。

概括

虽然 Pluribus Network 的公告专注于移动网络运营商的分布式云架构，但传统的云服务提供商和企业物联网应用程序也将从中受益。

云服务提供商能够在区域范围内扩展并将较小的云位置作为一个具有分布式服务的实体进行管理是一项强大的能力。对于企业 IoT 应用程序，隔离和分发 IoT 流量可以对不受信任的 IoT 设备进行分段以确保安全，同时更快、更简单地推出，而不会对现有 IoT 系统产生不可预见的影响。

审核编辑：郭婷