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        關鍵任務智能系統的云操作系統需要哪些特質

        —— 訪風河系統公司首席技術官Paul Miller
        作者:王瑩時間:2021-04-14來源:電子產品世界收藏


        本文引用地址:http://www.kgm0.com/article/202104/424441.htm

        1   產業變遷帶來的技術變化

        一份基于對500 多位業界領袖的訪談顯示,2020年—2025 年,電信運營商將投入1 萬億資本支出,其中80% 用于 網絡建設。這對服務提供商來說是巨大的轉型需求,即在未來的5 年中會有240 億臺設備的互聯需求。還有一個非常有意思的技術變化,就是現在更多的是基于軟件的部署。因此,會從獨立的專用企業系統變成一種分門別類的網絡,即其中的硬件、基礎構架和軟件是由不同公司提供的,這個新時代需要邊緣計算基礎設施和云基礎構架。

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        客戶的挑戰主要有4 種類型:①提出軟件研發的概念,②把研發完成的軟件應用部署在基礎設施中,③開通和運營這套系統,④通過日常的運營為最終用戶提供服務。

        因此,新一代的平臺要有兩個重要屬性:①可跨多個云進行部署;②是高度自動化的云平臺。基于對客戶所面臨的挑戰進行分析,全球領先的智能邊緣軟件提供商風河公司推出了Wind River Studio,這是一個云原生平臺,用于關鍵任務智能系統的開發、部署、運作和服務,能夠滿足信息安全性、功能安全性和可靠性等方面嚴苛的要求。Studio 通過提供云邊統一管理界面(SPoG)運營能力來支持智能 分布式邊緣云,實現靈活高效的部署、管理和運作(如圖1)。

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        圖1 關鍵任務智能系統=智能云+智能邊緣

        2   幫助客戶實現全球首個虛擬化數據體系

        北美大型電信運營商Verizon 采用了Wind River Studio 提供的云原生基礎架構和分析功能完成了5G vRAN(虛擬無線接入網)部署,在全球首個端到端完全虛擬化5G 數據會話中發揮了關鍵作用。在使用了這種5G 部署后,有一些關鍵應用的領域,例如窄帶和室內覆蓋,以及在企業內部進行的5G 覆蓋等都可以成功實現。

        風河之所以能抓住這個機會,是因為運營商對于一些新的應用場景非常感興趣,因為可以推動服務提供商獲得新的業務營收。這些豐富的應用場景涵蓋廣泛,包括邊緣基礎架構,例如自動駕駛、沉浸式的增強現實(AR)以及數據分析等,都可以獲得非常好的技術支持。

        Wind River Studio 平臺可以幫助服務提供商應對復雜的挑戰,為地理上分散的云設施提供以下多項云邊統一管理界面(SPoG)運營能力:

        ● 完全基于云、Kubernetes 和容器的體系結構,用于大規模部署和管理分布式邊緣網絡

        ● 網絡分析技術,包括集成的數據收集、監控和報告工具,以便優化分布式云網絡的管理和運營

        ● 核心到邊緣的協同,用于實現分布式云網絡和應用服務的高效管理和自動化,包括容器、網元和邊緣設備管理。

        其中的容器技術是非常新的概念,在部署一些虛擬機的時候,肯定不是中心化架構,而是分布式架構。就算有了分布式技術,客戶也會發現在日常應用和操作時,這些不同的功能也極具挑戰,所以客戶需要一個高度集成和自動化的能力,通過風河的編排系統可以實現應用的全自動化。

        還有一個叫做Conductor,這個功能是用戶自己定制想要的服務,而且是以圖形展示的方式來定義的。所以整個界面具有高度可操作性,可以在這個架構中一會兒看代碼,一會兒看圖像,方便信息界面的調節。

        3   擁抱開源

        5G 的部署有一項非常基礎、重要的技術:首先要部署的是虛擬化RAN(vRan)。在這種云原生的環境下,有一個非常有意思的特點,就是其地理位置覆蓋特別廣,可能達數千數萬平方米,所以要求計算不僅是分布式的,還要跨越不同地區,這就需要開放并與客戶合作。

        為了支持開源,2018 年前后,風河公司就與其他公司合作,參加了開源的云計算管理平臺項目——OpenStack,現在是Open Infrastructure Foundation(OIF)的開源組織,這是一個全開源的社區項目。之后,風河又參與了OIF 支持的StarlingX 開源項目,是英特爾和風河開源的邊緣計算項目。有些人認為,有Open Stack和vRan 就足夠了,但是風河認為現有技術還不足以支撐5G 和邊緣計算的部署。在分布式計算環境下,對可靠性、可用性和可拓展性的要求更高,以前可能關注大規模技術,現在小節點/ 接入點也要考慮在內。因為網絡邊緣的實時性有時仍然是很高的,例如兩輛自動駕駛車輛彼此之間需要進行信號交互來避免發生事故,這要求極低的延遲/ 更高的實時性和安全性。因此,在整個生命周期的管理過程中,包括軟件升級和基礎架構的管理,都需要利用Wind River Studio 平臺進行操作。

        風河做了一個測算,利用Wind River Studio 技術可以幫助客戶在網絡邊緣節約75% 的成本。這是非常可觀的數字,因為客戶的邊緣連接量可能不只10 萬臺,可能是更高的連接量。

        那么,為什么能實現75% 的成本節約?因為以前的技術是內置一個非常大的數據庫,缺點在于雖然有大量的信息,但中間的不連續性很高。所以在設計Wind River Studio 時,重新在邊緣進行低成本設計,不再采用原來老的技術,因此這是一個虛擬化重新設計之后的結果。例如,以往可能要用6 個服務器,現在1 個服務器就夠了,因此,過去可能需要10、12、14 個盒,現在2 個盒就夠了。這樣做效率更高,實時性更好,而且所使用的服務器和盒的數量降低了。

        4   云與嵌入式實時相輔相成

        有些公司在做嵌入式的實時操作系統,Wind River Studio 與嵌入式實時操作系統相比有什么優勢呢?

        其實二者是一脈相承的。風河最早做嵌入式實時操作系統VxWorks,規模大一點后做嵌入式Linux,也是加強了實時性和可靠性。如果從這個脈絡看,可以把Wind River Studio 看作是云操作系統,具有實時性、可靠性的特點。

        從另一個角度來看,隨著IT 的發展,包括所謂的云、虛擬化技術等,通過云操作系統的開發反過來影響了嵌入式實時操作系統的開發,使container(容器)、Kubernetes、虛擬化等技術引入了嵌入式。所以二者是相輔相成的。

        那么,Wind River Studio 和傳統的嵌入式操作系統是如何進行優勢整合的?實際上,Wind River Studio 是一個端到端完整的高度集成解決方案,從智能系統的開發、部署到運營,直到最后的軟件更新和邊緣化計算,都是一整套集成方案,當然其中有一些功能是要通過傳統平臺來實現的,也包括風河VxWorks 或Wind River Linux。換句話說,風河的每一項單一產品都已經高度集成在Wind River Studio 解決方案中,無論是嵌入式實時操作系統,還是云基礎架構或自動化平臺。

        5   小結

        當你看到新的營收機會,你必須提供新的業務應用來抓住這些機會。預計2024 年電信運營商將會獲得80 億美元的營收,而2020年才只有5.25 億美元。

        風河的最新產品Wind River Studio 是一個平臺化產品,可幫助客戶成功而便捷地進行技術部署,而且可以針對不同垂直領域的應用。該技術可以實現數據分析,實時進行自動化操作,應對行業中的很多挑戰,而這些功能都是在單一平臺上實現的。

        除了5G 部署,風河的Wind River Studio 還覆蓋多個行業,從航天航空到國防、工業、醫療、汽車等,可以應對這些行業的挑戰。

        (本文來源于《電子產品世界》雜志2021年4月期)



        關鍵詞: 202104 操作系統 5G

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