陳 杲 楊文強(qiáng) 黃 蓉 楊文聰

中國(guó)聯(lián)通研究院 北京 100048

引言

隨著5G規(guī)模商用，5G to B領(lǐng)域已經(jīng)成為電信運(yùn)營(yíng)商的商業(yè)新藍(lán)海，5G to B面臨靈活多樣化的垂直業(yè)務(wù)場(chǎng)景，行業(yè)數(shù)字化對(duì)網(wǎng)絡(luò)的差異化服務(wù)能力、業(yè)務(wù)靈活性和快速上線能力以及敏捷運(yùn)營(yíng)等方面提出了更高要求。同時(shí)，電信運(yùn)營(yíng)商正在積極推進(jìn)以云化為特征的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型，目標(biāo)是借鑒IT領(lǐng)域的設(shè)計(jì)理念和優(yōu)秀實(shí)踐，構(gòu)建全面云化的網(wǎng)絡(luò)以迎接5G等新業(yè)務(wù)帶來的挑戰(zhàn)。云原生作為云計(jì)算領(lǐng)域最新成果，在IT領(lǐng)域獲得了持續(xù)應(yīng)用和廣泛認(rèn)同，將云原生技術(shù)應(yīng)用于電信網(wǎng)絡(luò)已成為網(wǎng)絡(luò)云化的關(guān)鍵方向和研究重點(diǎn)，例如網(wǎng)絡(luò)云原生將云原生理念與技術(shù)體系應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)中，其應(yīng)用包括核心網(wǎng)和邊緣云，也包括運(yùn)營(yíng)運(yùn)維等支撐系統(tǒng)[1]。本文結(jié)合5G業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)功能要求對(duì)云原生PaaS平臺(tái)架構(gòu)進(jìn)行了分析，對(duì)統(tǒng)一邊緣云的云原生PaaS平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探索。

1 云原生PaaS

隨著容器(Docker)、 容器編排調(diào)度器(Kubernetes)、微服務(wù)(Microservice)、服務(wù)網(wǎng)格(Service Mesh)、聲明式API和不可變基礎(chǔ)設(shè)施為代表的云原生技術(shù)、理念的推廣使用，Kubernetes已經(jīng)成為容器編排的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，越來越多的IT上層系統(tǒng)開始采用Kubernetes本身已經(jīng)具備的能力或功能來實(shí)現(xiàn)，包括CI/CD、PaaS和Serverless等，下文將對(duì)PaaS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)云原生PaaS進(jìn)行詳細(xì)說明。

1.1 云原生PaaS實(shí)現(xiàn)架構(gòu)

PaaS 平臺(tái)可以利用Kubernetes 原 生HPA(Horizontal Pod Autoscaler)來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用自動(dòng)彈性伸縮，利用Service Catalog來集成基礎(chǔ)軟件服務(wù)(包括MySQL、Redis和Kafka等)。目前云原生PaaS平臺(tái)在IT領(lǐng)域獲得廣泛采納，例如IBM和Redhat推出的OpenShift平臺(tái)，不僅屏蔽了微服務(wù)通信層以下的全部基礎(chǔ)設(shè)施，可以幫助企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用架構(gòu)重構(gòu)、容器落地和服務(wù)治理，還提供從業(yè)務(wù)開發(fā)、集成到部署和運(yùn)維的全流程以服務(wù)于企業(yè)應(yīng)用，促進(jìn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新[2]。

參考OpenShift的定義，云原生PaaS平臺(tái)是指以容器技術(shù)和Kubernetes為核心，集成了微服務(wù)集群管理工具及實(shí)現(xiàn)CI/CD的DevOps工具鏈，提供多語(yǔ)言運(yùn)行環(huán)境、中間件和數(shù)據(jù)庫(kù)等服務(wù)目錄，支持服務(wù)網(wǎng)格，并滿足云原生應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境的PaaS平臺(tái)，其架構(gòu)如圖1所示[2]。

圖1 云原生PaaS平臺(tái)參考實(shí)現(xiàn)架構(gòu)

基于Kubernetes來構(gòu)建PaaS平臺(tái)并不是簡(jiǎn)單地將其遷移或集成到Kubernetes上，關(guān)鍵是如何利用云原生能力來構(gòu)建和增強(qiáng)PaaS服務(wù)，例如阿里云就提出不僅需要將現(xiàn)有的PaaS平臺(tái)接入Kubernetes底盤，讓研發(fā)和運(yùn)維充分享受云原生技術(shù)革新帶來的生產(chǎn)力提升，還需要能夠發(fā)揮Kubernetes技術(shù)能力和生態(tài)價(jià)值[3]。電信運(yùn)營(yíng)商也在積極思考如何通過云原生方式，將第三方能力集成到云平臺(tái)并開放給用戶，包括5G網(wǎng)絡(luò)能力和垂直行業(yè)專屬能力，并借助云原生技術(shù)實(shí)現(xiàn)5G生態(tài)的快速集成。

1.2 網(wǎng)絡(luò)云原生PaaS進(jìn)展

云原生PaaS層通過構(gòu)筑統(tǒng)一的能力平臺(tái)，能夠向上為上層應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)、開放且易于擴(kuò)展的技術(shù)服務(wù)，向下與虛擬機(jī)、容器等資源管理平臺(tái)對(duì)接，為應(yīng)用部署和資源調(diào)度提供統(tǒng)一的管理平臺(tái)。PaaS平臺(tái)作為云原生架構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)層，在未來5G生態(tài)中變得至關(guān)重要，必將得到充分應(yīng)用和發(fā)展[4]。

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)云原生技術(shù)和PaaS平臺(tái)研究，電信行業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域以及應(yīng)用領(lǐng)域都展開了積極的探索和實(shí)踐。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域，ETSI NFV ISG 029于2019年10月底發(fā)布了面向云原生容器和PaaS的增強(qiáng)NFV架構(gòu)研究報(bào)告(IFA029)，包括NFV架構(gòu)演進(jìn)策略以及NFV MANO參考架構(gòu)中引入容器管理編排的研究，為標(biāo)準(zhǔn)化框架選型提供參考依據(jù)。在國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域，由運(yùn)營(yíng)商牽頭制定的電信云原生平臺(tái)架構(gòu)與技術(shù)要求、電信云原生PaaS平臺(tái)架構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等在CCSA完成立項(xiàng)，并啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研工作。在實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)域，2020年5月由中國(guó)移動(dòng)在Linux基金會(huì)牽頭成立開源項(xiàng)目XGVela，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界及開源社區(qū)力量，共同探索并構(gòu)建電信網(wǎng)絡(luò)云原生PaaS平臺(tái)開源參考實(shí)現(xiàn)。由OPNFV和CNTT合并成立的Anuket項(xiàng)目于2021年1月27日啟動(dòng)，通過創(chuàng)建和開發(fā)參考云基礎(chǔ)架構(gòu)模型、一致性程序和工具來增強(qiáng)和完善NFVI行業(yè)規(guī)范，以更快、更可靠、更安全地提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)[5]。

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)云原生PaaS研究聚焦于PaaS層框架制定和模型定義，5G網(wǎng)絡(luò)PaaS平臺(tái)的構(gòu)建，需要基于5G商業(yè)應(yīng)用目標(biāo)，結(jié)合5G核心網(wǎng)、邊緣云等的具體的部署場(chǎng)景，明確PaaS層在網(wǎng)絡(luò)中的定位，分析網(wǎng)絡(luò)通用能力沉淀至PaaS層的方案，探索對(duì)業(yè)務(wù)和服務(wù)進(jìn)行高效編排的方案。

2 PaaS架構(gòu)分析

IT云原生PaaS架構(gòu)的定義和網(wǎng)絡(luò)云原生的研究進(jìn)展，為電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)云原生PaaS平臺(tái)提供了兩種思路：一是采用網(wǎng)絡(luò)云的基礎(chǔ)設(shè)施(NFVI)來統(tǒng)一承載；二是基于邊緣計(jì)算平臺(tái)，采用獨(dú)立的基礎(chǔ)設(shè)施，而不是基于統(tǒng)一的NFVI。以下分別從網(wǎng)絡(luò)云和邊緣云角度對(duì)PaaS平臺(tái)架構(gòu)進(jìn)行分析。

2.1 網(wǎng)絡(luò)云PaaS架構(gòu)

電信網(wǎng)絡(luò)云化以NFV為技術(shù)框架進(jìn)行演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)的PaaS平臺(tái)架構(gòu)可基于NFVI進(jìn)行構(gòu)筑。從業(yè)務(wù)功能看，主要承載如5G Core、4G EPC、IMS等網(wǎng)絡(luò)功能，考慮到5G面臨的業(yè)務(wù)不確定性要求，除網(wǎng)絡(luò)功能外，網(wǎng)絡(luò)還需要支持應(yīng)用定制的業(yè)務(wù)創(chuàng)新能力。從部署的位置看，除了集中部署外，網(wǎng)絡(luò)功能還可下沉到邊緣側(cè)，并與邊緣應(yīng)用對(duì)接，比如針對(duì)垂直行業(yè)的5G專網(wǎng)場(chǎng)景，核心網(wǎng)網(wǎng)元可部署到行業(yè)用戶本地。

網(wǎng)絡(luò)PaaS平臺(tái)層的功能，既需要基于業(yè)務(wù)網(wǎng)元的功能考慮，還需要結(jié)合5G業(yè)務(wù)場(chǎng)景的高度靈活性，為上層應(yīng)用的開放、創(chuàng)新提供一個(gè)統(tǒng)一集約的支撐平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)的PaaS平臺(tái)層的功能架構(gòu)，可以包括兩個(gè)層面，如圖2所示[6]。

圖2 基于NFVI的PaaS平臺(tái)架構(gòu)

其中通用PaaS功能層，關(guān)注PaaS層的基本功能要求，以K8S為基礎(chǔ)，基于CNCF定義的PaaS層功能實(shí)現(xiàn)，提供運(yùn)行應(yīng)用及其相關(guān)服務(wù)的環(huán)境；電信PaaS功能層，基于核心網(wǎng)絡(luò)功能和業(yè)務(wù)需求，將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)層通用能力提煉成特色的電信PaaS能力，使能上層基于業(yè)務(wù)需求的靈活定制和編排，同時(shí)考慮通用PaaS電信適配層需求，實(shí)現(xiàn)通用PaaS組件的調(diào)整和增強(qiáng)，滿足電信業(yè)務(wù)的需求。

2.2 邊緣計(jì)算PaaS架構(gòu)

電信運(yùn)營(yíng)商的邊緣計(jì)算系統(tǒng)包括了邊緣IaaS層、PaaS層和各種邊緣應(yīng)用，其中邊緣IaaS層提供了云化環(huán)境和計(jì)算機(jī)、邊緣網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施，邊緣PaaS層提供邊緣計(jì)算服務(wù)框架、運(yùn)行環(huán)境API和應(yīng)用管理，根據(jù)用戶需求提供標(biāo)準(zhǔn)化的邊緣網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和IT增值服務(wù)。

云原生邊緣計(jì)算指的是基于云原生邊緣計(jì)算平臺(tái)打造云邊一體的云原生邊緣基礎(chǔ)設(shè)施和云原生邊緣PaaS平臺(tái)。與傳統(tǒng)IT廠商不同，電信運(yùn)營(yíng)商在采用云原生技術(shù)構(gòu)建PaaS平臺(tái)需要考慮如何發(fā)揮移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，將網(wǎng)絡(luò)能力開放給第三方使用。例如5G網(wǎng)絡(luò)需要開放的網(wǎng)絡(luò)能力不僅包括傳統(tǒng)的核心網(wǎng)能力，還包括無線接入網(wǎng)和傳輸網(wǎng)能力，其中無線網(wǎng)絡(luò)能力包括無線網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)(Radio Network Information Services，RNIS)、基于位置服務(wù)(Location Based Service，LBS)、帶寬管理服務(wù)等[7]，如圖3所示。

圖3 電信運(yùn)營(yíng)商邊緣PaaS需要支持NaaS

電信運(yùn)營(yíng)商和云服務(wù)商都積極采用云原生技術(shù)進(jìn)行邊緣側(cè)PaaS平臺(tái)建設(shè)，希望通過統(tǒng)一API接口將服務(wù)能力開放到應(yīng)用側(cè)，提升邊緣應(yīng)用落地能力[8]。中國(guó)聯(lián)通參加了各種相關(guān)的開源項(xiàng)目進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)能力開放的實(shí)踐，例如在Linux Foundation Edge Akraino的PCEI(Public Cloud Edge Interface)項(xiàng)目(Blueprint)中開展邊緣計(jì)算平臺(tái)的多云連接能力接口實(shí)現(xiàn)(AWS、阿里云和騰訊云等)和邊緣PaaS的實(shí)現(xiàn)模式研究。PCEI項(xiàng)目的研究重點(diǎn)是基于云原生PaaS平臺(tái)如何合理劃分融合電信網(wǎng)絡(luò)能力和通用能力，如何提升獲取網(wǎng)絡(luò)能力的便利性和快捷性，如何實(shí)現(xiàn)邊緣節(jié)點(diǎn)間互聯(lián)來提高API的響應(yīng)速度和可用性等[7]。如圖4所示，邊緣使能層(Edge Enabler)通過封裝P1接口和ETSI MEC定義的RNIS、LBS、本地流量分流(Local Break-Out，LBO)等接口形成電信運(yùn)營(yíng)商邊緣接口P2(Telco Edge APIs)。P1接口(3GPP Interfaces)表示3GPP定義的網(wǎng)絡(luò)接口。

圖4 邊緣使能層(PaaS)架構(gòu)示意圖

由于現(xiàn)有的P2接口都是從CT的角度對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力API進(jìn)行封裝，從而導(dǎo)致IT開發(fā)者需要掌握一定的無線接入網(wǎng)絡(luò)知識(shí)才能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)能力API的調(diào)用。為了解決這個(gè)問題，PCEI提出在邊緣PaaS平臺(tái)之上增加應(yīng)用使能層(Application Enabler)，對(duì)P2接口再次封裝，打造應(yīng)用友好的P3接口(End User Application APIs)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力面向應(yīng)用程序員的友好開放，推動(dòng)邊緣PaaS平臺(tái)向邊緣場(chǎng)景服務(wù)發(fā)展。

3 基于統(tǒng)一邊緣云的PaaS架構(gòu)

統(tǒng)一邊緣云提供跨電信運(yùn)營(yíng)商的統(tǒng)一邊緣云服務(wù)，采用統(tǒng)一通用的API接口，支持應(yīng)用的跨電信運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一部署交付、運(yùn)維和管控。統(tǒng)一邊緣云本質(zhì)上是打造統(tǒng)一的邊緣云基礎(chǔ)設(shè)施資源，首先需要實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算平臺(tái)互聯(lián)互通。目前業(yè)界相關(guān)的工作主要包含兩方面：一是采用分布式技術(shù)和云原生技術(shù)來屏蔽平臺(tái)架構(gòu)差異，打造統(tǒng)一的邊緣基礎(chǔ)設(shè)施；二是進(jìn)行邊緣計(jì)算平臺(tái)互聯(lián)互通的標(biāo)準(zhǔn)化工作，例如GSMA OP、ETSI MEC #035和3GPP都已經(jīng)開展相關(guān)工作[9-11]。

3.1 跨電信運(yùn)營(yíng)商的統(tǒng)一邊緣云

電信運(yùn)營(yíng)商具有獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，即使云服務(wù)商或CDN廠家已經(jīng)構(gòu)建了自有的邊緣云節(jié)點(diǎn)，但是仍然希望和電信運(yùn)營(yíng)商的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)打通以充分利用邊緣網(wǎng)絡(luò)能力，例如阿里云已經(jīng)宣稱與運(yùn)營(yíng)商在MEC節(jié)點(diǎn)上開展深度合作，在某些區(qū)域已實(shí)現(xiàn)資源的互聯(lián)互通[12]。電信運(yùn)營(yíng)商邊緣云之間不能互相割裂，而且需要支持多種邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)接入，尤其是第三方云服務(wù)商的邊緣云節(jié)點(diǎn)，才能構(gòu)建跨電信運(yùn)營(yíng)商和云服務(wù)商的統(tǒng)一邊緣云。更進(jìn)一步，電信運(yùn)營(yíng)商還希望通過云邊協(xié)同、邊邊互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)能力開放，提供確定性、無損或超低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，提升電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)管道價(jià)值，打造真正意義上的云網(wǎng)融合產(chǎn)品。另外，從云計(jì)算發(fā)展的趨勢(shì)來看，分布式云是下一代云計(jì)算，邊緣計(jì)算本身就是分布式云。由于分布式邊緣云能夠?qū)崿F(xiàn)“云邊端”算力的統(tǒng)籌供給和協(xié)同調(diào)度,所以被廣泛認(rèn)為是計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)深度融合的下一代社會(huì)化的信息基礎(chǔ)設(shè)施。國(guó)家也制定了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策，推動(dòng)其發(fā)展，例如2021年5月國(guó)家發(fā)改委提出推動(dòng)各行業(yè)數(shù)據(jù)中心加強(qiáng)一體化聯(lián)通調(diào)度，促進(jìn)多云之間、云和數(shù)據(jù)中心之間、云和網(wǎng)絡(luò)之間的資源聯(lián)動(dòng)，構(gòu)建算力服務(wù)資源池[13]。

電信運(yùn)營(yíng)商的邊緣計(jì)算平臺(tái)一般采用兩種方式構(gòu)建，一種是自主研發(fā)，例如國(guó)內(nèi)三大電信運(yùn)營(yíng)商都是采用自主研發(fā)的方式[14]。另一種是與公有云服務(wù)商合作，采用其提供的邊緣云平臺(tái)，例如AT&T與谷歌云合作，采用谷歌云的“Anthos for Telecom Platform”作為其邊緣計(jì)算平臺(tái)[15]。盡管這些邊緣計(jì)算平臺(tái)都對(duì)外宣稱兼容ETSI標(biāo)準(zhǔn)定義的MEC架構(gòu)，但是事實(shí)上并不支持平臺(tái)互操作，無法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通[16]。如何實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的邊緣云有很多解決方案，GSMA提出的邊緣計(jì)算聚合方案(MEC Aggregation)和邊緣計(jì)算聯(lián)盟方案(MEC Federation)，詳細(xì)內(nèi)容可以參考GSMA于2021年6月底發(fā)布的白皮書[9]。與此同時(shí)，ETSI MEC和3GPP也已經(jīng)開展了相關(guān)的研究工作，并啟動(dòng)了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作：ETSI MEC #035已經(jīng)申請(qǐng)啟動(dòng)更新ETSI邊緣計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)，計(jì)劃引入新的功能網(wǎng)元(MEC Federation Manager和Broker)來支持邊緣計(jì)算聯(lián)盟[10]。3GPP SA6經(jīng)過討論在2021年7月啟動(dòng)相關(guān)的工作項(xiàng)目(Work Item)進(jìn)行研究和分析[11]。

本文強(qiáng)調(diào)跨電信運(yùn)營(yíng)商的統(tǒng)一邊緣云，但電信運(yùn)營(yíng)商邊緣計(jì)算平臺(tái)本身可以采用的是云服務(wù)商邊緣云，所以實(shí)質(zhì)上已經(jīng)包含了跨云服務(wù)商的統(tǒng)一邊緣云?？傊鶕?jù)邊緣基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展趨勢(shì)，統(tǒng)一邊緣云是邊緣生態(tài)發(fā)展的必然結(jié)果，支持互聯(lián)互通也將成為ETSI和3GPP標(biāo)準(zhǔn)的功能要求。

3.2 兩級(jí)PaaS架構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著5G網(wǎng)絡(luò)部署推進(jìn)，5G行業(yè)應(yīng)用已經(jīng)從企業(yè)外圍業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)向核心生產(chǎn)領(lǐng)域擴(kuò)展，例如高清視頻監(jiān)控、基于機(jī)器視覺質(zhì)量檢測(cè)等已經(jīng)在很多垂直行業(yè)復(fù)制落地，具備沉浸式體驗(yàn)和低延時(shí)可靠的遠(yuǎn)程控制類應(yīng)用已經(jīng)開始探索和測(cè)試[17]。邊緣云已經(jīng)成為承載各種創(chuàng)新應(yīng)用的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施：不僅需要利用5G大帶寬、低時(shí)延、高可靠、多連接的網(wǎng)絡(luò)能力，還要求與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和AI的技術(shù)融合以賦能社會(huì)各行各業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)和企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型?？傊瑸榱藵M足千行百業(yè)的差異化需求，邊緣云不僅需要增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)能力，還需要疊加中心云能力，為各種垂直行業(yè)賦能。對(duì)于跨電信運(yùn)營(yíng)商和云服務(wù)商的統(tǒng)一邊緣云，如何屏蔽不同電信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)特性差異和邊緣計(jì)算平臺(tái)差異是當(dāng)前面臨的重要挑戰(zhàn)之一，包括如何將云端能力(多個(gè)公有云和混合云)和多個(gè)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)能力(核心網(wǎng))延伸到網(wǎng)絡(luò)邊緣，以統(tǒng)一的方式開放云端能力和網(wǎng)絡(luò)能力。

如前所述，MEC Federation是GSMA提出的一種統(tǒng)一邊緣云實(shí)現(xiàn)方案，目前已經(jīng)被ETSI MEC和3GPP采納[8-10]。從2020年4月開始，中國(guó)聯(lián)通在OP項(xiàng)目啟動(dòng)初期參與了OP的技術(shù)要求討論，目的是跟蹤和掌握OP項(xiàng)目中涉及的MEC平臺(tái)互聯(lián)互通核心關(guān)鍵技術(shù)，支持不同電信運(yùn)營(yíng)商的邊緣計(jì)算平臺(tái)互聯(lián)互通，打造統(tǒng)一的電信邊緣云(Telco Edge Cloud，TEC)。在OP實(shí)現(xiàn)架構(gòu)討論中提出以構(gòu)建云原生PaaS平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)GSMA OP，通過云原生PaaS平臺(tái)來解決跨電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)特性差異的挑戰(zhàn)，整體邏輯架構(gòu)圖如圖5所示。

圖5 GSMA OP實(shí)現(xiàn)方案之云原生PaaS平臺(tái)

通過對(duì)GSMA OP實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行抽象總結(jié)，提出包括云端PaaS和邊緣PaaS的兩級(jí)PaaS架構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖6所示。云端PaaS負(fù)責(zé)屏蔽不同電信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)能力差異，以及承載跨電信運(yùn)營(yíng)商的功能(例如邊緣計(jì)算平臺(tái)聯(lián)盟、跨運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)性和應(yīng)用漫游等)。邊緣PaaS則保留了各個(gè)電信運(yùn)營(yíng)商的功能差異性。統(tǒng)一邊緣云的云原生PaaS平臺(tái)采用兩層PaaS架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)邊緣應(yīng)用的跨電信運(yùn)營(yíng)商的靈活部署、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的靈活構(gòu)建、跨云服務(wù)商的云資源彈性調(diào)度等功能要求。

圖6 統(tǒng)一邊緣云架構(gòu)

云端PaaS提供標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)增值能力服務(wù)，屏蔽不同電信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)差異，邊緣PaaS根據(jù)客戶需求提供具備特色的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。云端PaaS和邊緣PaaS之間還需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同、服務(wù)編排協(xié)同和部署協(xié)同，例如通過云端PaaS來統(tǒng)一面向開放者進(jìn)行開放以提供一致性的用戶體驗(yàn)，提供跨邊緣計(jì)算平臺(tái)的應(yīng)用部署、監(jiān)控和運(yùn)維。類似于IaaS平臺(tái)的發(fā)展結(jié)果，PaaS平臺(tái)也將朝“同質(zhì)化”的平臺(tái)發(fā)展：接口設(shè)計(jì)和交互層面不再有區(qū)別，PaaS平臺(tái)只存在平臺(tái)性能和可靠性上的區(qū)別。云端PaaS可以部署在不同的公有云之上，支持多云和混合云，為客戶提供統(tǒng)一分布式邊緣云基礎(chǔ)設(shè)施。

為了打造廣泛的邊緣生態(tài)系統(tǒng)，參考云原生發(fā)展模式和GSMA OP開源實(shí)現(xiàn)模式，基于開源方案，采用開源協(xié)作方式開發(fā)來進(jìn)行云原生PaaS平臺(tái)，因?yàn)殚_源不僅能夠解決供應(yīng)商使用專用技術(shù)堆棧帶來廠商鎖定問題，還有助于打造邊緣網(wǎng)絡(luò)能力開放服務(wù)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。以中國(guó)聯(lián)通為例，目前已經(jīng)正在LF Akraino PCEI項(xiàng)目的Release 5中開展相關(guān)工作，包括聯(lián)合Futureway和華為在PCEI family中成立了一個(gè)新藍(lán)圖(Blueprint)“Federated Multi-Access Edge Cloud Platform”，基于開源的云原生平臺(tái)KubeEdge進(jìn)行MEC Federation方案的開源實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證[18]。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的兩級(jí)PaaS架構(gòu)設(shè)計(jì)(云端PaaS+邊緣PaaS)能夠屏蔽不同電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的特性差異，為垂直行業(yè)客戶提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，是針對(duì)跨電信運(yùn)營(yíng)商和云服務(wù)商場(chǎng)景下的5G to B網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)的一次探索，希望能為5G to B架構(gòu)設(shè)計(jì)提供實(shí)現(xiàn)參考，推動(dòng)邊緣計(jì)算平臺(tái)互聯(lián)互通，統(tǒng)一邊緣云的發(fā)展。