数字化正在从信息产业向全产业扩展,5G将催化其拓展速度,产业间壁垒逐渐被打破,数字化企业迅速扩张,全新的寡头经济正在被孵化。社会生产模式在5G推动下向“连接+算力+应用+服务”形态转变,以云、网、边、AI为核心的新型技术逐渐被广泛应用,成为数字化时代技术底座,各类技术间内在的联系也在不断建立。本论文以技术驱动、应用驱动、竞争驱动三个维度的分析为基础,创新提出云网边全融合架构发展愿景,建议信息通信运营商把握数字化发展机遇,分三个阶段逐步向云网边全融合架构演进。
全球数字化革命正在引领新一轮产业变革,行业数字化转型的浪潮正孕育兴起,显著特点是将“物”纳入智能互联,借助 OT 与 ICT 技术的深度协作与融合,推动从产品向服务运营全生命周期转型,而 5G 的大规模部署正在加速这一进程,云、网、边贯通的桥梁被建立。在数字化发展的背景下,企业间的界限愈加模糊,产业壁垒逐渐消失,几乎所有的企业都在推进数字化转型,信息通信运营商的网络转型和数字化转型也迫在眉睫。
1. 技术快速迭代推动云网边融合发展
推动数字化进程的是不断提速发展的各类新兴技术,Gartner 发布的《2019 年技术成熟度曲线》从 2000 项技术中选出了 29 项,可以发现人工智能渗透到了其他所有趋势中,云、边缘计算、智能网络技术已进入技术成熟期,被进一步分解为多个领域,而 5G 相关领域是未来几年热点技术也已形成业界共识。因此云计算、智能网络、边缘计算、人工智能等共同形成了支撑产业数字化发展的技术底座,并在内部建立的系列“化学反应”,呈现相互融合的趋势。
图 1:Gartner 2019 年技术成熟度曲线
RightScale(Flexera)调研结果显示云服务成为 ICT 产业风向标,云服务模式已超越以销售基础资源产品为主的 IaaS 时代,PaaS 服务、开源技术、容器云主导服务化云计算时代正式来临,混合云已被获得更多的青睐,同时云原生成为云计算新的风向标,正式被企业大规模采用。OTT 企业(如阿里)、设备厂商(如华为)、行业企业(如平安银行)、信息通信运营商(如中国电信)纷纷通过投资第三方、调整组织架构等方式加码云计算,形成直接竞争。另一方面电信网络近年来在业务需求(如大带宽、大流量)与技术需求(如 NFV/SDN、5G)的双重驱动下,不断演进迭代,向产业融合、敏态组网、智能化网络、虚拟化、分布式扁平化五个方向同步发展,为信息通信运营商带来新的契机。
算力是构建未来的基础,5G+AI 将催生更多的算力需求与连接需求,算力是数字化和智能化的核心资源,云、5G、AI 的融合推动算力在“端边云”之间流动,边缘算力成为趋势,但端+边+云的算力模型将给网络的连接需求带来新的冲击与改变。
全产业数字化转型对信息通信运营商来说既是挑战也是机遇,一方面,在上个十年的发展中,ICT 整体价值向互联网产业迁移,市场价值发生转移,产业互联网应用规模快速增长,而“基础设施”业务愈显沉重,传统通信行业管理负担沉重,管道收益下降,基础产品利润空间持续降低。另一方面,数字化发展为信息通信运营商创造了结构性改革的绝佳机遇,但面对全新的市场领域,需要应对资源配置、生态模式、跨界竞争等诸多全新的挑战。
2. 生产生活方式转变推动云网边融合发展
在国内,5G 作为国家战略,被视为国之重器,是新基建的战略中心,科技强国的重要基石,是中国数字化经济的新标志,概念外沿无限放大,将引领我国未来数字化全产业生态。
在 5G 及相关技术发展推动下,社会的运行机制也将向“连接+算力+应用+服务”的生态模式进行演进,其中连接是无处不在的网络接入能力、算力是泛在的处理能力、应用是构建在算力上的全品类应用、服务构建的是智能优质的感知体验。在 CDN、工业互联网、能源、智能家庭、智慧交通、安防监控、农业生产等场景中,云网边融合技术将得到充分应用,同时将激发医疗保健、云游戏等新兴场景需求。
图 2:全景 5G 生态
云计算、边缘计算、智能网络、人工智能作为实现全景 5G 生态的关键技术,也是数字化转型的新型基础设施,协同演进至关重要,也将创造出巨大的市场机遇。因此数字化巨头企业纷纷投身于 5G 生态建设中来,例如阿里近期发布了智能制造产品“犀牛制造”以及随身算力服务-云电脑“无影”,华为则依托擎天架构发布云原生基础设施解决方案,提出了“云原生 IN 基础设施”的融合架构,将云原生推进到 Cloud Native 2.0 时代,赋能千行百业。信息通信运营商则期望通过大规模开展 5G 网络建设而掌握生态话语权,截止 2020 年 10 月三大运营商建设基站 50 万站,投资超千亿。但 5G 时代网络同质化和终端多兼容性将抹平传统竞争差异,为应对市场竞争,运营商必须加快网络转型,时刻警惕被“管道化”。在数字化时代,信息通信运营商除了传统网络建设外还需更加关注云、边等其他新型基础设施能力建设。
3. 产业竞争加剧推动云网边融合发展
在产业数字化发展的大趋势下,移动互联网已打破信息通信运营商原有的围墙花园模式,高速云化进程不断侵蚀运营商业务空间,OTT 多样的服务快速发展,促使基础通信网络逐渐管道化,运营商对用户的掌控力度将继续减弱,沦为数据“哑管道”的趋势加剧,成为移动互联网中产值较低的环节。5G 时代云网边一体化服务模式为运营商创造了转型机遇,提供了从业务创新、平台整合、生态系统构建和商业模式摸索等多方面进行转型的条件,进而实现从“流量红利”向“数字红利”进而向“信息红利”的转变。
构建云网边融合的共性基础设施,提供产品化云服务能力,是信息通信运营商改变“哑管道运营”格局的必然选择。一方面,通过构建云化管道来实现网络资源智能化,并开放部分网络能力,使管道产生附加值。另一方面,打造云边基础能力,构筑云边服务体系,以云化为基础,建设匹配市场需求的服务能力。在产业加速升级背景下,构建云网边融合能力与服务体系是运营商转型发展的主要方向。
4. 云、网、边全融合架构发展愿景
全融合架构实现了 5G 全景生态中“连接+算力+应用+服务”的产业模式,其中 5G 实现了无处不在的连接,分布式云能力和泛在的算力网络实现算力间协同,赋能应用发展,区块链交易算力形成闭环、可信运营服务模式。最终形成云、网、边三类要素能力协同规划、建设与演进的发展模式[5]。
云、网、边融合发展愿景蓝图打破了运营商传统的专业网络划分,以算力网络为核心,将云、网、边技术和能力有机融合,协同构建,全面支撑未来新兴业务和服务的发展需求。
图 3:云、网、边愿景蓝图
5. 云网边融合发展演进路径
云、网、边三类新型基础设施能力的构建对信息通信运营商数字化转型发展至关重要,但是在技术融合发展、协同演进的大趋势下,每一类资源若独立进行规划建设,势必造成投入的浪费也无法发挥最大效用,因此云网边融合发展已成为业界共识。由于信息通信运营商拥有国内网络独家建设运营权,在云网边融合建设方面具有天然优势,可以形成完全自主可控的端到端能力优势。但目前云、边能力仍是运营商技术短板,融合能力的构建不会一蹴而就。本研究对未来的发展环境进行了系统的研判,对运营商的发展现状和面临的问题进行了深入分析,在此基础上提出了信息通信运营商面向数字化转型,全面构建云网边融合能力的三个发展阶段:
(1)独立发展阶段:云计算向网、边延伸
在 ICT 产业早起发展阶段,业务创新与技术演进推动产业由消费互联网进入产业互联网时代,新的业务形态诞生,对 IT 和 CT 提出新的要求,云计算在业务与技术的双重驱动下向网、边延伸,产生了智能化网络与边缘计算。
图 4:第一阶段-独立发展
在第一阶段中云计算的不断发展与应用推动云计算的理念、技术、服务、应用向两端延伸。创造了“智能网络”与“边缘计算”两个全新的技术领域。其中云向网延伸,形成 ICT 一体化服务的模式,NFV、SDN、AI 等云计算技术应用于网络建设,使得电信云成为运营网络主要形态。另一方面,云向边缘延伸,形成边缘计算,边缘计算概念自 1995 年从云计算分离以来,创造了 CDN、微云、雾计算等产业,2014 年欧洲电信标准协会 ETSI 提出的移动边缘计算 MEC(Mobile Edge Computing,MEC),2015 年进入 Gartner 的 Hype Cycle(技术成熟曲线), 2016 年扩展为多接入边缘计算(Multi-Access Edge Computing),广义的 MEC 包括应用、平台、与 IT 基础资源。第一阶段的变革主要发生于上一个五年,目前我们可以认为第一阶段的目标已实现。
(2)协同发展阶段:“云网融合”与“云边协同”统筹发展
第二阶段进入交差协同发展时期,在业务需求与技术演进的双重驱动下,产业价值在云、网、边间交织,创造了“云网融合” 与“云边协同”两种趋势,诞生了多种产业形态。
第一阶段创造了智能网络与边缘计算,在此基础上,智能网络与云逐渐融合,创造“云网融合”新趋势,边缘计算与云开始协同,创造“云边协同”新趋势。
图 5:第二阶段-协同发展
云网融合方面,以网络为核心,网络建设借鉴云计算的理念(NFV、SDN),诞生电信云。电信云是指以云化网络架构为基础,以 NFV,SDN 为主要技术,构建的资源灵活调度、能力开放、弹性伸缩、架构灵活的下一代网络。同时,企业上云、混合云等云计算业务需要强大的网络能力的支撑,计算产业成熟和业务多样化带来的多云(或数据中心)之间的互联互通,如公有云内部互通,混合云和跨服务商的云资源池互通,诞生云间互联。
云边协同方面,边缘节点数据存储、计算的能力瓶颈导致需要与中心云协同运算,另外,云计算业务存在数据时延与安全性的要求,需要中心云部分处理下沉至边缘。云边能力协同涉及云计算和边缘计算节点在基础设施、平台、应用三个层面的全面协同,包括业务协同、服务协同、计算协同、数据协同、资源协同等。云边网络协同则推动网络架构的重构,涉及 ECA(边缘计算接入网络)、ECN(边缘计算内部网络)、ECI(边缘计算互联网络)。
(3)实现全融合:云、网、边全融合
基于云、网、边全融合的标准化架构是数字化产业发展目标,在泛在智能化发展推动下,云网融合将会向“算网融合”方向发展,云边协同也将基于云边网络向“算力无缝协同”方向演进,二者在业务场景、技术发展、架构设计、资源部署等方面相互融合,将创造云、网、边全融合的数字化产业服务架构。
图 6:云网边全融合架构
目前运营商云网边能力正处于数字化发展第一阶段迈向第二阶段的关键时期,一方面需要分别完善云、网、边能力,另一方面需布局云专网、边缘云、网络云化、智能化等第二阶段的关键能力,探索云网融合、云边协同的架构设计与资源配置。同时以终为始考虑全融合架构的初步规划,构建“连接+算力+应用+服务”的产业支撑能力与服务模式。
作者简介:
路宇浩,高级咨询师,研究方向为云原生体系下云计算、边缘计算等领域,主要负责中国移动省级公司网络建设规划咨询项目。参与过运营商内部各个层级组织的云能力、云平台及微服务架构改造架构规划与建设实施项目,拥有大型微服务管控体系的设计与实施经验。多年来一直致力于 IT 与 CT 多类技术栈体系微服务改造建设工作。
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