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关键任务智能系统的云操作系统需要哪些特质

—— 访风河系统公司首席技术官Paul Miller
作者:王莹时间:2021-04-14来源:电子产品世界收藏


本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/202104/424441.htm

1   产业变迁带来的技术变化

一份基于对500 多位业界领袖的访谈显示,2020年—2025 年,电信运营商将投入1 万亿资本支出,其中80% 用于 网络建设。这对服务提供商来说是巨大的转型需求,即在未来的5 年中会有240 亿台设备的互联需求。还有一个非常有意思的技术变化,就是现在更多的是基于软件的部署。因此,会从独立的专用企业系统变成一种分门别类的网络,即其中的硬件、基础构架和软件是由不同公司提供的,这个新时代需要边缘计算基础设施和云基础构架。

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客户的挑战主要有4 种类型:①提出软件研发的概念,②把研发完成的软件应用部署在基础设施中,③开通和运营这套系统,④通过日常的运营为最终用户提供服务。

因此,新一代的平台要有两个重要属性:①可跨多个云进行部署;②是高度自动化的云平台。基于对客户所面临的挑战进行分析,全球领先的智能边缘软件提供商风河公司推出了Wind River Studio,这是一个云原生平台,用于关键任务智能系统的开发、部署、运作和服务,能够满足信息安全性、功能安全性和可靠性等方面严苛的要求。Studio 通过提供云边统一管理界面(SPoG)运营能力来支持智能 分布式边缘云,实现灵活高效的部署、管理和运作(如图1)。

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图1 关键任务智能系统=智能云+智能边缘

2   帮助客户实现全球首个虚拟化数据体系

北美大型电信运营商Verizon 采用了Wind River Studio 提供的云原生基础架构和分析功能完成了5G vRAN(虚拟无线接入网)部署,在全球首个端到端完全虚拟化5G 数据会话中发挥了关键作用。在使用了这种5G 部署后,有一些关键应用的领域,例如窄带和室内覆盖,以及在企业内部进行的5G 覆盖等都可以成功实现。

风河之所以能抓住这个机会,是因为运营商对于一些新的应用场景非常感兴趣,因为可以推动服务提供商获得新的业务营收。这些丰富的应用场景涵盖广泛,包括边缘基础架构,例如自动驾驶、沉浸式的增强现实(AR)以及数据分析等,都可以获得非常好的技术支持。

Wind River Studio 平台可以帮助服务提供商应对复杂的挑战,为地理上分散的云设施提供以下多项云边统一管理界面(SPoG)运营能力:

● 完全基于云、Kubernetes 和容器的体系结构,用于大规模部署和管理分布式边缘网络

● 网络分析技术,包括集成的数据收集、监控和报告工具,以便优化分布式云网络的管理和运营

● 核心到边缘的协同,用于实现分布式云网络和应用服务的高效管理和自动化,包括容器、网元和边缘设备管理。

其中的容器技术是非常新的概念,在部署一些虚拟机的时候,肯定不是中心化架构,而是分布式架构。就算有了分布式技术,客户也会发现在日常应用和操作时,这些不同的功能也极具挑战,所以客户需要一个高度集成和自动化的能力,通过风河的编排系统可以实现应用的全自动化。

还有一个叫做Conductor,这个功能是用户自己定制想要的服务,而且是以图形展示的方式来定义的。所以整个界面具有高度可操作性,可以在这个架构中一会儿看代码,一会儿看图像,方便信息界面的调节。

3   拥抱开源

5G 的部署有一项非常基础、重要的技术:首先要部署的是虚拟化RAN(vRan)。在这种云原生的环境下,有一个非常有意思的特点,就是其地理位置覆盖特别广,可能达数千数万平方米,所以要求计算不仅是分布式的,还要跨越不同地区,这就需要开放并与客户合作。

为了支持开源,2018 年前后,风河公司就与其他公司合作,参加了开源的云计算管理平台项目——OpenStack,现在是Open Infrastructure Foundation(OIF)的开源组织,这是一个全开源的社区项目。之后,风河又参与了OIF 支持的StarlingX 开源项目,是英特尔和风河开源的边缘计算项目。有些人认为,有Open Stack和vRan 就足够了,但是风河认为现有技术还不足以支撑5G 和边缘计算的部署。在分布式计算环境下,对可靠性、可用性和可拓展性的要求更高,以前可能关注大规模技术,现在小节点/ 接入点也要考虑在内。因为网络边缘的实时性有时仍然是很高的,例如两辆自动驾驶车辆彼此之间需要进行信号交互来避免发生事故,这要求极低的延迟/ 更高的实时性和安全性。因此,在整个生命周期的管理过程中,包括软件升级和基础架构的管理,都需要利用Wind River Studio 平台进行操作。

风河做了一个测算,利用Wind River Studio 技术可以帮助客户在网络边缘节约75% 的成本。这是非常可观的数字,因为客户的边缘连接量可能不只10 万台,可能是更高的连接量。

那么,为什么能实现75% 的成本节约?因为以前的技术是内置一个非常大的数据库,缺点在于虽然有大量的信息,但中间的不连续性很高。所以在设计Wind River Studio 时,重新在边缘进行低成本设计,不再采用原来老的技术,因此这是一个虚拟化重新设计之后的结果。例如,以往可能要用6 个服务器,现在1 个服务器就够了,因此,过去可能需要10、12、14 个盒,现在2 个盒就够了。这样做效率更高,实时性更好,而且所使用的服务器和盒的数量降低了。

4   云与嵌入式实时相辅相成

有些公司在做嵌入式的实时操作系统,Wind River Studio 与嵌入式实时操作系统相比有什么优势呢?

其实二者是一脉相承的。风河最早做嵌入式实时操作系统VxWorks,规模大一点后做嵌入式Linux,也是加强了实时性和可靠性。如果从这个脉络看,可以把Wind River Studio 看作是云操作系统,具有实时性、可靠性的特点。

从另一个角度来看,随着IT 的发展,包括所谓的云、虚拟化技术等,通过云操作系统的开发反过来影响了嵌入式实时操作系统的开发,使container(容器)、Kubernetes、虚拟化等技术引入了嵌入式。所以二者是相辅相成的。

那么,Wind River Studio 和传统的嵌入式操作系统是如何进行优势整合的?实际上,Wind River Studio 是一个端到端完整的高度集成解决方案,从智能系统的开发、部署到运营,直到最后的软件更新和边缘化计算,都是一整套集成方案,当然其中有一些功能是要通过传统平台来实现的,也包括风河VxWorks 或Wind River Linux。换句话说,风河的每一项单一产品都已经高度集成在Wind River Studio 解决方案中,无论是嵌入式实时操作系统,还是云基础架构或自动化平台。

5   小结

当你看到新的营收机会,你必须提供新的业务应用来抓住这些机会。预计2024 年电信运营商将会获得80 亿美元的营收,而2020年才只有5.25 亿美元。

风河的最新产品Wind River Studio 是一个平台化产品,可帮助客户成功而便捷地进行技术部署,而且可以针对不同垂直领域的应用。该技术可以实现数据分析,实时进行自动化操作,应对行业中的很多挑战,而这些功能都是在单一平台上实现的。

除了5G 部署,风河的Wind River Studio 还覆盖多个行业,从航天航空到国防、工业、医疗、汽车等,可以应对这些行业的挑战。

(本文来源于《电子产品世界》杂志2021年4月期)



关键词: 202104 操作系统 5G

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