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CDN加速边缘计算的商用部署探讨—基于运营
2020-06-30 17:21:37 【

随着边缘计算技术加速成熟,全球边缘计算产业链上的各类角色纷纷入场,加快推进边缘计算的最新应用实践,但纵观全球最新发展,边缘计算的规模商用之路上仍有很多问题尚未解决,其中成本问题是绕不开的痛。众多新产品或技术的商用实践表明,成本核算与优化是指导投资与定价、推进合作部署、构筑商业模式的关键基础,那么,边缘计算的成本应该如何核算与优化呢?基于成本优化的原则,分散、小型化的边缘机房又应该如何高效部署?机房落地之后又当如何高效低成本运维?这三连问更是运营商心中迫切想追寻的答案,由于5G投资带来的巨大成本压力以及自身对成本核算的不够重视,如何高效地推进边缘计算商用部署成为运营商当前的重要命题。围绕这三个问题,本文以边缘计算的成本核算与优化为主线,探讨边缘机房规模部署和运维模式创新的方式,旨在一方面为运营商开展基于成本核算的边缘计算商业模式研究提供方向性参考,另一方面为运营商边缘计算基础资源的加快部署与运维给出一些实操建议。

一、边缘计算的成本核算

对于边缘计算的成本核算,目前业内并没有形成较为标准的成本核算框架,且大家对边缘计算的成本认知也存在差异。比如,施耐德电气公司[1]认为边缘计算服务成本实际上可能比集中式云计算服务成本更低,在电力容量为1兆瓦的情况下,集中式数据中心运营成本为6.98美元/瓦,分布式微型数据中心的运营成本为4.05美元/瓦。但这种分析没有充分考虑集中式云计算大数据中心所带来的规模经济,且假设微型数据中心部署在企业办公室中,没有考虑其日常运营管理成本(电价、土地、运维等)。业内更多的声音认为,由于不具备部署和运营的规模经济效应,当前阶段边缘计算的成本会比超大规模数据中心更加高昂,从另一个角度来看,现阶段国内外的边缘计算更多地在制造业、电力等能为其带来较高附加价值的行业(能够抵消掉边缘计算所带来的高成本)里落地应用,也在一定程度佐证了这一结论。那么,边缘计算的成本相较于规模部署的机房的成本差距究竟在何处?带着这样的疑问,结合行业标杆实践以及华信多年的相关研究经验,笔者将基于业界标准的IDC机架成本核算模型对两者的成本进行对比分析,以7KW的单机架成本核算为例,具体直观地展现边缘机房与规模部署机房之间的成本差距(图1)。

图1 规模部署机房与边缘机房的机架成本核算对比

数据来源:华信分析、IDCC产业大会

数据中心机架成本主要由机架设施成本、电费成本、服务器成本、带宽成本四个方面构成。对比分析发现,由于边缘机房的分散化部署特性,大量边缘服务器需要部署在相对恶劣的机房环境中,对服务器抗高低温、抗震动能力的要求加大,且由于边缘数据的海量预处理和实时应用服务的要求,边缘服务器的智能化要求也在不断提升,服务器的这些高性能诉求,拉高了边缘计算的服务器单成本。在带宽成本方面,由于云视频/游戏、工业物联网等新应用场景带来边端的数据量爆发式增长,对带宽的总需求激增,虽然由于规模经济,带宽的单成本相比规模机房较低,但是不足以弥补总量激增带来的成本增加。服务器的高性能诉求和边缘计算的大带宽需求所带来的成本增加,在当前阶段是运营商推动边缘计算技术发展及应用所发生的必要支出成本,难以由运营商自身把控和优化,我们称之为刚性成本。另一方面,由于边缘计算尚未规模铺开,相较于规模部署的云计算机房,不具备规模经济效益,导致机架设施、服务器的单成本均较高,而且边缘计算的分散布局使得其机房的运维也更为困难,运维成本高涨。这种由规模部署和集中运维不足带来的边缘计算成本增加,是运营商依托自身能力可以控制和优化的,我们称之为弹性成本。从上述分析可知,弹性成本成为了运营商边缘计算成本管控上短期内可着眼的点,而推进资源规模部署及创新运维方式是推动弹性成本优化的抓手,故针对弹性成本,下文笔者将具体从这两个方面入手,寻求运营商可发力的方向。

二、边缘机房的规模部署推进

为冲减边缘机房机柜量少所带来的规模不经济影响,降低机架设施、服务器单成本以及运维成本,需要加快边缘机房的规模部署,部署形式和方式的选取至关重要。从部署形式来说,边缘计算场景呈功率高、柜量少特点,且要求机房分布广,因此具备部署快、成本低、选址易、扩容灵活等优势的预制模块化数据中心将成为部署边缘DC的重要形式。预制模块化数据中心主要有仓储式、集装箱、微模块三种模式,其中集装箱和微模块在国内运用较多,目前主要单点运用在在军工行业、电网、金融网点等行业和场景,以企业自用为主。相较于国内,国外在办公室、商店、配送仓库、生产车间、边缘云等多个场景均有采用模块化数据中心作为成熟的商用载体。因此,借鉴国外模式,并延伸国内已有实践范围,加快预制模块化技术在边缘计算商用环境的广泛使用成为未来的重要举措,运营商应充分发挥资源运营商的优势定位,联合相关有影响力的合作伙伴,在国家的支持下,牵头推进边缘机房的行业建设标准制定及应用,高效实现边缘资源的规模部署,为抢先商用和提升合作话语权迈出关键一步。从部署方式上讲,一方面要充分利旧,对小微机房或高防御CDN机房进行升级改造,面对边缘机房的海量需求,利用现有存量机房是最快捷、最稳健的投资方式。当前,国内相对领先的运营商正在积极探索小微机房与边缘DC模块的整合,推动传统小微机房向同时具备边缘计算服务能力和政务服务能力的增强型小微机房转变。另一方面,针对新建机房要充分发挥运营商资源整合的能力,切入国网的多站融合和自身5G基站部署的战略行动中,以融合为手段推进边缘机房规模部署。对5G网络来说,边缘DC机房是其重要的基础设施,而且边缘计算与5G的协同部署能进一步发挥网络的低时延、高可靠的价值,因此有必要推进边缘计算与5G基站布局的融合,如网宿科技已经与铁塔智联在此方面率先开展合作。而多站融合则是国网三型两网转型的重要落地举措,致力于将原变电站改造为变电站、数据中心站、充换电站、储能站、5G基站、光伏站等多站合一的形式,变电站在全国分布广泛,与边缘数据中心广分布的特征不谋而合,因此多站融合将是推动边缘数据中心规模部署的有效手段。总体上讲,小微机房或CDN机房的改造以及融合部署的形式都将有利于降低机房的建设和用地成本,有助于加快推动边缘机房的规模化、低成本高效部署。

三、边缘机房的运维模式创新探讨

伴随边缘机房的规模化部署,边缘机房运维的高度分散化和恶劣运维环境带来的运维难度高涨将成为困扰运营商的重大难题,接下来笔者将基于边缘机房的部署形式与方式,探讨智能化[1]、集中化、融合化等新型边缘机房运维手段,为运营商边缘机房的低成本高效运维提供参考。

首先,我们认为,智能化运维是边缘计算的下一个风口,是未来边缘运维的最主流趋势,其主要通过部件数字化/智能化、系统智能化,实现边缘数据中心的无人值守、高效节能和高可用性,当前已经有很多企业在数据中心智能运维方面开展实践,如京东数科机房巡检AI机器人落地某国有大型商业银行数据中心,能为金融机构数据中心每年降低50%的运维成本;光大银行等自身也在围绕"数据、标准、技术和场景"等要素探索边缘数据中心的智能化运维,提高运维效率[2]。其次,集中化运维主要针对园区内集装箱式的边缘计算数据中心,通过标准化的集装箱对外接口,实现集装箱的对接、堆叠,届时可由园区的统一团队来实现整个园区边缘数据中心的一体化基础运维,能有效降低园区内企业边缘机房的运维成本,当前在少数智慧园区已有初步尝试,未来有望进一步复制开来。最后,融合化运维则是在多站融合、边缘计算与5G基站融合部署场景下产生的新的边缘数据中心运维模式,指由同一支队伍跨专业领域统一运维,实现跨域运维能力的协同与整合,从而有效提升运维团队能力并最终降低边缘机房的运维成本。这块目前国内外边缘机房中还鲜有实践,可以借鉴的是,国内一些综合化大型运维中心已开始实践,如华润电力东南大区新能源集中运维中心,将风电、光伏、综合能源等进行统一运维。

综上,本文对比研究了边缘机房与规模部署机房的成本,将其划分为刚性成本和弹性成本,针对弹性成本的优化,提出了利用预制模块化等形式、以高防御CDN机房改造和多站融合部署等为抓手,推进边缘机房低成本规模部署,并进一步探讨了边缘机房运维向智能化、集中化、融合化运维等新模式转变的趋势,为解决边缘计算的高成本运维难题提供了高可行性的建议。本文从运营商的视角出发,围绕其边缘计算商用部署的关键痛点-成本,创新性提出了一系列建设性方案,旨在为运营商在加速推动国内边缘计算的落地商用中贡献一份力量。


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