5G 移動網(wǎng)絡(luò)將通過增加每用戶帶寬、增加用戶/設(shè)備數(shù)量、通過將物理 5G 網(wǎng)絡(luò)資源分割成單獨的虛擬“網(wǎng)絡(luò)切片”來提供許多新功能，就像 VM 虛擬化硬件平臺一樣。最初，物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)被設(shè)想為大量分布式傳感器與集中式云環(huán)境進(jìn)行通信。但是，一些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的要求需要邊緣智能。這與集中式云架構(gòu)背道而馳。相反，這些智能邊緣計算元素構(gòu)成了一個“分布式云”環(huán)境，除了跨元素的協(xié)作和協(xié)調(diào)外，邊緣還有一定程度的指揮和控制。Pluribus Networks 宣布了一種將 5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與 SDN/NFV 分布式云環(huán)境相結(jié)合的解決方案，以支持許多需要智能邊緣功能的應(yīng)用程序。該公告使移動運營商利用 Pluribus Networks 解決方案提供具有本地化智能的新物聯(lián)網(wǎng)和 M2M 架構(gòu)具有吸引力。

從集中式云到分布式云的演進(jìn)

當(dāng)今大多數(shù)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)都是集中式的。這往往是企業(yè)環(huán)境的保留，在該環(huán)境中，員工使用的大多數(shù)應(yīng)用程序都位于安全的云環(huán)境中，所有內(nèi)容都存儲在其中，Web 或常駐應(yīng)用程序提供對存儲在云中的信息的訪問和同步。

物聯(lián)網(wǎng)從相同的范例開始——部署傳感器，將傳感器連接到網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)提供互聯(lián)網(wǎng)入口到中央云，所有傳感器數(shù)據(jù)都在中央云進(jìn)行處理、分析、存儲和控制。然而，并非所有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求都可以通過集中式云架構(gòu)來滿足，因為：

延遲問題。工廠車間或自動駕駛等應(yīng)用需要對傳感器數(shù)據(jù)和命令/響應(yīng)進(jìn)行低延遲處理。

帶寬成本。將所有傳感器數(shù)據(jù)傳送到一個中心位置需要網(wǎng)絡(luò)帶寬，這會增加經(jīng)常性成本。提供邊緣處理以降低帶寬要求可以優(yōu)化成本。

自治與安全。當(dāng)連接丟失時，傳感器和執(zhí)行器必須仍然能夠正常運行。

隱私。諸如主題公園排隊?wèi)?yīng)用程序的面部識別之類的東西不應(yīng)該存儲在信息可能被濫用的集中位置。

為了解決這個問題，Pluribus Networks 首席營銷官 Mike Capuano 認(rèn)為，分布式數(shù)據(jù)中心的出現(xiàn)將成為常態(tài)，而不是例外。

“為了解決與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序集中云環(huán)境相關(guān)的挑戰(zhàn)，小型和微型數(shù)據(jù)中心將會出現(xiàn)爆炸式增長，”邁克說?！霸黾訋?、減少延遲、安全和隱私方面都是邊緣計算的催化劑。5G 不是唯一的驅(qū)動力，但它發(fā)揮著重要作用?！?/p>

將功能放置在邊緣需要一個小版本的云環(huán)境數(shù)據(jù)中心，并且需要在智能邊緣對等點之間進(jìn)行通信和協(xié)作。

“這些分布式云元素將部署在傳統(tǒng)云模型的環(huán)境中。你將啟動容器，為你使用的東西付費，然后停止容器?！?Mike 繼續(xù)說：“這些邊緣環(huán)境可能不是分層的，而是網(wǎng)格狀的——會有多個邊緣，它們需要以分布式方式進(jìn)行通信和協(xié)調(diào)?！?/p>

例如，電信公司有許多中央辦公室，有線電視運營商部署了許多前端位置。這些通常在訂戶的 5，000 英尺范圍內(nèi)。這代表了成為分布式云的新興邊緣托管提供商的理想機(jī)會。具體到 5G，這些迷你云可能會部署在基站上。對于 IIoT 應(yīng)用，這在邏輯上將擴(kuò)展到石油鉆井平臺或倉庫或工廠建筑。這實現(xiàn)了一項至關(guān)重要的功能——工作負(fù)載可以部署在成本最低的位置，同時仍能滿足運營要求。

基于控制器和無控制器的 SDN

如果網(wǎng)絡(luò)頭端、移動網(wǎng)絡(luò)基站、寫字樓要變成微型或微型數(shù)據(jù)中心，那么架構(gòu)是什么？軟件定義網(wǎng)絡(luò) （SDN） 和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化 （NFV） 無疑發(fā)揮著重要作用。

一種SDN架構(gòu)涉及SDN控制器?？刂破鞅４婢W(wǎng)絡(luò)的整個狀態(tài)?？刂破魍ㄟ^帶外通道進(jìn)行通信，并使用 OpenFlow 等 SDN/NFV 事實標(biāo)準(zhǔn)對交換機(jī)進(jìn)行編程。SDN 控制器范式在集中式云概念中運行良好，因為有一個控制器知道并控制一切。但是，外部控制器涉及許可證和對可以控制的交換機(jī)數(shù)量的限制。此外，如果帶外通道受到攻擊或故障，系統(tǒng)將無法控制，控制器和帶外鏈路代表單點故障。如果邊緣設(shè)備需要重新加載狀態(tài)，則會增加從 SDN 控制器獲取此狀態(tài)的延遲。

無控制器 SDN 涉及駐留在每個交換機(jī)中的 SDN 智能和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。隨著交換機(jī)數(shù)量的增加，它們?nèi)匀幌褚粋€邏輯交換機(jī)一樣工作和運行。交換機(jī)上有一個 VXLAN 隧道網(wǎng)，可提供多條通信路徑以實現(xiàn)冗余，并且該架構(gòu)可以根據(jù)需要輕松插入額外的交換機(jī)。鑒于云的分布，使用無控制器 SDN 架構(gòu)反過來提供了支持分布式網(wǎng)絡(luò)資源的關(guān)鍵特性。

自適應(yīng)云結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)中心位置可以是大的或小的，獨立的或位于同一位置的廣告網(wǎng)絡(luò)或內(nèi)部設(shè)施。該架構(gòu)允許將Fabric組織在多個切片中，以實現(xiàn)切片之間的隔離和安全，并簡化運維。

概括

雖然 Pluribus Network 的公告專注于移動網(wǎng)絡(luò)運營商的分布式云架構(gòu)，但傳統(tǒng)的云服務(wù)提供商和企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序也將從中受益。

云服務(wù)提供商能夠在區(qū)域范圍內(nèi)擴(kuò)展并將較小的云位置作為一個具有分布式服務(wù)的實體進(jìn)行管理是一項強(qiáng)大的能力。對于企業(yè) IoT 應(yīng)用程序，隔離和分發(fā) IoT 流量可以對不受信任的 IoT 設(shè)備進(jìn)行分段以確保安全，同時更快、更簡單地推出，而不會對現(xiàn)有 IoT 系統(tǒng)產(chǎn)生不可預(yù)見的影響。

審核編輯：郭婷