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畅聊云原生 | KubeEdge上天遁地 推动产、学、研融合创新

2022-04-11 09:51:46   作者:   来源:CTI论坛   评论:0  点击:


  创原会最新一期的畅聊云原生,从线上走到线下,本次邀请到北京邮电大学王尚广教授、smart 品牌全球公司IT技术总监刘克兴、CNCF官方大使王泽锋,围绕云原生边缘技术的产业、应用、技术演进方面全面解读,为云原生企业提供实践指引。
  云原生与卫星背后的故事
  如今,卫星应用越来越广泛、应用多样化,卫星产业的发展趋势在走向商业化、民用化,商业航天由制造驱动的“1.0时代”迈向应用牵引的“2.0时代”,卫星互联网、低成本运载火箭等商业航天的发展,正在成为拉动全球经济增长的新引擎, 2020年,卫星互联网首次被明确纳入国家“新基建”范畴,卫星通信成为继有线互联、无线互联之后第三代互联网基础设施革命。
  随着应用领域的不断延伸,在卫星上进行数据通信、融合、预处理的需求越来越强烈,比如地质灾害,堰塞湖包括应急通信等场景下,如果将数据返回地面处理将无法满足业务的实时性要求,导致问题无法即时发现、处理。然而,由于卫星平台的特殊性,其计算能力、通信能力、维护能力、平台能力相对较弱,因此急需提升卫星的在轨计算能力。
  王尚广教授透露:“在华为云开源边缘计算项目以及创原会的共同支持下,我们发布了首颗云原生的卫星,卫星基于KubeEdge项目搭建的边缘计算平台,将太空中采集的数据传回到地面,是业内首次采用云原生边缘技术进行太空数据的成功尝试。有了这一次的成功经验,今年我们将要发射四颗卫星均会搭载KubeEdge云原生边缘计算平台。”
  KubeEdge是一个开源的云原生边缘计算平台,提供了极轻极简的边缘管理软件,可以在资源受限的情况下提供边缘和中心云的资源、应用、数据的协同能力,因此KubeEdge天然适用与卫星通信这样的分布式计算场景。从王尚广教授处我们还了解到,KubeEdge目前是整个天算星座的基座,其上部署了各种各样的业务应用、工作流,实现卫星能力边界的扩展,让其在太空中的能力有重大提升,为地球上的应用提供更好的支持。
  华为云边缘计算首席架构师张琦表示:“云原生边缘计算和卫星系统的结合,使卫星具有更好的服务化能力,具备更广阔的使用范围和商业前景,具体包括以下几个方面:第一点是对卫星上的计算资源进行统一的管理和调度,将传统的预占式资源分配方式变为按需使用的智能资源调度,提升计算资源的使用效率;第二点是提供兼容K8s的云原生应用生命周期管理,可以按需部署、升级应用,并提供全方位、可视化的的应用运维能力,降低应用开发运维成本;第三点是实现了卫星应用和云端应用协同联动,支持云平台已有AI能力快速延伸至卫星,并通过数据协同,支持中心云和卫星系统的联动,提升卫星的计算能力;最后一点就是通过KubeEdge提供安全的数据通道,支持数据加密传输,保证数据的安全。”
  未来,随着商业和技术门槛的“双降”,天上的卫星也将越来越多,甚至会像手机或汽车一样普及,人类的新思想也会在卫星上不断进行尝试,绽放新的成果。
  云原生边缘在汽车上应用
  如今,车内软件和硬件已然构成一个移动的计算平台,随着SDV不断发展,以及语音智能、自动驾驶等能力的丰富和完善,车内软件对算力配置要求也越来越高,算力的供应,将直接影响车内功能的体验,举一个常见的例子,车辆进入地库等信号较弱区域后,由于语音识别都在云上进行,导致本地无法进行指令解析、转换,体验极差,由于传感器设备,车内计算能力需求,从开始简单的硬性需求,到更高阶的自动驾驶。
  汽车在算力上面的突破,主要依托于边缘计算,KubeEdge的轻量化、离线自治等能力,非常贴合此类需求,尤其是车路协同,需要用到大量的边缘及云端算力协同的场景,此前由华为云和交通部路网中心联合打造的全国高速公路取消省界收费站项目,其核心就是基于KubeEdge打造,自此也开启国高速公路迈入了一张网时代,极大提升了综合交通运输体系运转效率,缓解拥堵、改善人民群众出行体验。随着软件的参与程度越来越高,汽车逐渐被软件化、数字化,也将链接数字世界创造更多可能。
  刘克兴认为:“如今人们把智能汽车比喻成一个具备四个轮子的智能设备,让智能手机和智能汽车之间深入融合,实现人、车、机深度互联,为用户提供更好的数字体验以及更好的驾乘体验,成为智能汽车生态建设的重要环节。车联网通过打造一个人、机、车互联的入口,将人车互联扩展到更多家庭和更多场景中,最终为用户提供全新的驾乘体验。”
  王尚广教授赞同并补充,假设一个车联网的场景,路上车都能联网,大家在统一的APP平台下,车与车之间可以“交流”,在路上,看到同款车,通过车的信息共享,发送好友请求进行交流,让人与人、车与车之间的链接更便捷。
  汽车软件化、联网化后,安全方面的挑战也更多了,除了车辆通讯本身的安全,还有就是对路、对人、对基础设施的安全比车通讯本身的问题要大的多,汽车智能化之后,车对周围环境感知数据的安全也会是一个值得考虑的问题,车辆边缘的数据基本都是过路性质的数据,杂质也比较多,算完就丢,这是边缘算力的特点造成的,所以安全性主要体现在对数据本身的存储和不可篡改性,此外,我们经常还会面临的问题是,这些数据的差异性,但由于基础数据量太大,这些差异很难被及时发现。
  随着网络通信技术包括车联网技术的发展,以及在云原技术的推动下,相应的平台会越来越多,在统一的平台下,给大家想象的空间就越来越大。未来,搭建车联网平台,大家会基于上面做衍生的创新,类似今天手机爆发,未来可期。
  开源加速技术创新与人才培养
  王泽锋谈到KubeEdge项目的发展时说:“从软件的视角来看,开源在KubeEdge项目走向平台化、规模化起到了关键推动作用,在项目初期,我们将自身对于技术的理解和创新通过开源的形式与业界分享。而随着社区的持续壮大,越来越多的企业、开发者加入到社区贡献--我们每天都能在社区里看到许多新的探索、新的落地场景在涌现,更多的是整个社区一起在推动创新,推动技术发展。”
  可见,开源对技术的快速发展、广泛应用有着非常重要的作用。开源让每个技术人都可以贡献自己的力量,在一个公共的平台之下,快速实现各种想法的原型验证,上至一个国家的软件策略,下至企业的技术选型,开源都占据着至关重要的一环。
  谈到开源系统陌陌架构师周峰说,相比企业业务系统,不仅是针对某个行业、某个特定场景或功能,因此需要考虑方案的通用性、扩展性,需要开发者能用创新的思维去设计方案、去解决问题,从这个角度来讲,开源确实可以促进技术创新。我们在实际工作中,也会主动与社区项目合作,遵循用开源主流架构来解决问题,避免重复造轮子,提升软件设计与研发效率。
  良好的开源生态也会成长出比较好的商业空间,好的开源社区和项目能促进相应商业软件的开放和标准化,让参与其中的商业公司都有一定的商业机会,这也是很多开源软件最终都会有商业和开源两个版本的原因,也是很多企业愿意参与开源社区的动力之一。
  数禾科技CTO陈东认为,开源与云原生相结合,能更好地推动科技创新,包括商业化的进展,也能吸引更多的人才投入这个领域之中。开源与云原生的结合,本身就是一种商业模式的创新,不仅为开源商业化带来了网络放大效应,也为科技创新带来了更好的土壤。通过开源,系统能吸引到更多的开发者加入,快速打磨产品;而通过云原生,又能通过网络效应,快速触达客户,而客户的使用和反馈,又能促进开发者更好地打磨产品,从而构成了一个良性的快速增长环境。而快速的迭代,自然会催生创新更频繁地发生。
  开源在加速人才培养方面,王尚广结合校人才培训的经验介绍说:“我们将学习对某个开源项目的熟悉度作为评分标准,让他去真正的了解开源是什么,一方面锻炼学生调研能力,另一方面提升学生技术能力。”
  刘克兴则从企业人才培养的角度发表了自己的看法,“以KubeEdge开源项目为例,使用在开源的想法及理念需要转换更新,基于案例落地,比如对于云厂商技术成熟度、稳定性的考量,云厂商to B服务能力的评估,另外在技术上利用云原生技术使我们的应用更贴合边缘计算的特性等。开源技术可以一次构建到处运行,开源社区会减低人的偶然的因素,其合入的质量是非常关键的因素。人的贡献多少,也代表了它的含金量。从企业的视角,开源促进商业模式的衍生,开源降低了风险,它检验技术是否能被产业或大众接受的一个方向。从生态的视角,开源更有利于产业的标准化,更利于上下游合作关系的促成。”
  开源是一个金矿,其出现为个人、企业开启了技术创新的又一个通道,通过建立一个良好的机制,实现“我为人人,人人为我”,这种魅力将使得开源成为未来很长一段时间内倍受欢迎的软件开发与协作模式。
  边缘计算已经冲出云霄,在太空中守护着地球,服务我们的气象预测、农业生产、交通出行等日常生活与生产,也预示着边缘计算的能力,已经由以往的固定边缘设备,向可移动的边缘设备迁移,进而使得边缘计算的应用更加灵活,上天入地下海,无处不在,未来KubeEdge为代表的云原生边缘计算,将在各个行业落地与产学研融合,共创无限可能。
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