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01目標(biāo)和概述

1.1　挑戰(zhàn)

5G時代邊緣計算網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，面臨大量新的挑戰(zhàn)，包括：

（1）網(wǎng)絡(luò)延遲仍待解決

5G只解決網(wǎng)絡(luò)接入的問題，未解決城域網(wǎng)絡(luò)和骨干網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲問題，因此節(jié)點間的通信仍舊面臨阻塞、抖動等網(wǎng)絡(luò)問題。

（2）過多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備搶占帶寬資源

大量5G智能終端和物聯(lián)網(wǎng)終端的連接勢必造成帶寬資源的搶奪。

（3）跨基站/設(shè)備通信質(zhì)量有待提升

5G只解決一個基站下物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間的網(wǎng)絡(luò)通信，而跨基站物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間、與邊緣計算節(jié)點間、與云計算節(jié)點間的網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量沒有保障。

（4）傳輸安全性有待加強(qiáng)

5G和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更多的是機(jī)器設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，其中包括采集隱私數(shù)據(jù)的傳輸、應(yīng)用控制指令傳輸?shù)?，因?G和邊緣計算都沒有解決安全傳輸問題。

（5）設(shè)備/節(jié)點通信管理模式有待優(yōu)化

5G網(wǎng)絡(luò)下物聯(lián)網(wǎng)終端和邊緣計算節(jié)點將出現(xiàn)幾十倍的增長，無論對設(shè)備和節(jié)點的管理還是其網(wǎng)絡(luò)通信的管理必須通過云化管理方式。

（6）全球化能力仍不足

中國5G技術(shù)處全球領(lǐng)先水平，因此中國的5G應(yīng)用也將全球化，作為5G和邊緣計算產(chǎn)業(yè)鏈中的企業(yè)，尤其是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)企業(yè)需要具備全球網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力。

1.2　方案概述

視界云邊緣網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（VDN-ENaaS），繼承了云計算中“網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)”的理念，以邊緣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點為核心，通過邊緣網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件與邊緣節(jié)點的計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源結(jié)合，構(gòu)建了一個承載在物理互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上的，跨域跨運(yùn)營商的全球虛擬網(wǎng)絡(luò)，可以支持客戶在任意多個接入網(wǎng)絡(luò)的終端之間進(jìn)行安全、高速、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸，所有服務(wù)即買即用、按需使用、按實際使用量付費。

1.3　功能實現(xiàn)

（1）全應(yīng)用層協(xié)議支持

支持所有TCP/IP層以上通信協(xié)議，常見應(yīng)用層協(xié)議有：

· 文件傳輸 HTTP/FTP/HTTPS；

· 視頻 RTMP/HDL/HLS；

· 郵件 SMTP/POP3；

· 域名解析 DNS/DHCP；

· 數(shù)據(jù)庫連接。

（2）支持各種類型終端接入

支持所有基于Linux內(nèi)核的終端接入，接入形式包括：SDK/軟件集成/硬件集成。

（3）支持?jǐn)?shù)據(jù)完整性校驗

通過MD5對傳輸兩端數(shù)據(jù)文件進(jìn)行校驗，保證數(shù)據(jù)完整性。

（4）支持安全傳輸

建立私有安全傳輸通道，保證通道安全性；利用多網(wǎng)穿透特性，可保證傳輸兩端隱藏在內(nèi)網(wǎng)，避免成為網(wǎng)絡(luò)攻擊目標(biāo)。

（5）支持多網(wǎng)穿透

支持NAT穿透，可在多網(wǎng)環(huán)境下穿透一切網(wǎng)絡(luò)域限制進(jìn)行通信。

（6）支持P2P&P2N

支持點到點數(shù)據(jù)傳輸，同時支持一點到多點廣播式數(shù)據(jù)傳輸。

（7）支持智能路由

當(dāng)傳輸兩端連接鏈路收到阻塞時，可自動根據(jù)VDN-ENaaS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)邊緣節(jié)點構(gòu)成的最優(yōu)路徑生成新路由表，保證傳輸質(zhì)量。

02解決方案介紹

2.1　產(chǎn)品架構(gòu)

VDN-ENaaS的產(chǎn)品架構(gòu)主要包括業(yè)務(wù)系統(tǒng)（VDN-ENBS）和傳輸系統(tǒng)（VDN-ENDS）兩大組成部分，其中業(yè)務(wù)系統(tǒng)主要面向客戶業(yè)務(wù)應(yīng)用，可支持客戶或技術(shù)運(yùn)維通過云化控制臺，遠(yuǎn)程管理控制VDN-ENaaS網(wǎng)絡(luò)，支持包括添加文件源服務(wù)器、目標(biāo)服務(wù)器，配置傳輸任務(wù)，查看任務(wù)狀態(tài)等功能。

傳輸系統(tǒng)由終端、邊緣節(jié)點及部署運(yùn)行的軟件系統(tǒng)組成，管理維護(hù)各個URoute服務(wù)器，以及路由表，需要針對大寬帶的傳輸做優(yōu)化，而不是優(yōu)化rtt。傳輸系統(tǒng)支持選擇空閑時間，進(jìn)行大數(shù)據(jù)傳輸，以復(fù)用帶寬；支持根據(jù)客戶配置，選擇合適的中轉(zhuǎn)服務(wù)器；支持一對多的場景中，中間緩存服務(wù)器的設(shè)置，提高傳輸效率；支持對大文件進(jìn)行切片，并在目標(biāo)端再組合，進(jìn)行MD5驗證保證數(shù)據(jù)一致性。

VDN-ENaaS的其他系統(tǒng)組件還有：

（1）TransTunNat：端到端高速傳輸組件，支持NAT穿透、集成了URoute等；

（2）URoute：應(yīng)用層路由系統(tǒng)；

（3）UFileTransfer：超大文件緩存系統(tǒng)，為支持一到多傳輸基本組件；

（4）UFileCache：文件傳輸緩存系統(tǒng)，為支持一到多傳輸基本組件；

（5）任務(wù)管理：任務(wù)|消息通信組件； 

（6）控制臺：客戶界面控制Portal系統(tǒng)。

2.2　方案優(yōu)勢

（1）從點、線進(jìn)化到面的新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括IDC、CDN、MPLS、IP-SEC、SD-WAN等，都是依賴網(wǎng)絡(luò)中“節(jié)點技術(shù)”和“專線技術(shù)”解決互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸問題，不可避免的會過度依賴單點、地域網(wǎng)絡(luò)、骨干網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)管控、地域網(wǎng)絡(luò)管控的基礎(chǔ)服務(wù)能力。視云VDNENaaS采用邊緣計算技術(shù)，通過軟件系統(tǒng)與邊緣節(jié)點的結(jié)合，構(gòu)建了一個基于“面”的一體化網(wǎng)絡(luò)，它承載在物理互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上，能夠跨域跨運(yùn)營商進(jìn)行對等通信，能夠解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無法解決的問題，是最新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的代表。

（2）具備無限的擴(kuò)展空間

VDN-ENaaS是基于邊緣計算網(wǎng)絡(luò)側(cè)構(gòu)建的“柔性網(wǎng)絡(luò)”，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有極強(qiáng)的延展性，在任意級別的邊緣節(jié)點（例如國內(nèi)省級、地市級、區(qū)縣級、社區(qū)級、基站級），只要進(jìn)行設(shè)備初始化和自動化部署，獲得接入授權(quán)后，即可接入VDN-ENaaS。該特性VDN-ENaaS可以隨時隨地根據(jù)業(yè)務(wù)需要擴(kuò)展邊緣網(wǎng)絡(luò)空間，從而使VDN-ENaaS能夠更靠近用戶邊緣，更可靠更安全，同時能夠讓客戶自定義接入邊緣網(wǎng)絡(luò)，并在應(yīng)用場景內(nèi)自定義組網(wǎng)。

（3）服務(wù)模式靈活、結(jié)構(gòu)可靠、質(zhì)量穩(wěn)定

VDN-ENaaS可支持多種類型終端接入和使用，只需獲得授權(quán)碼即可“即插即用”，服務(wù)模式靈活可以適應(yīng)在多種應(yīng)用場景下的需求變化，可以說只要接入公共互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，VDN-ENaaS可以支持任意類型的應(yīng)用接入和使用。

此外，VDN-ENaaS采用的柔性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能路由技術(shù)，可以使整個邊緣網(wǎng)絡(luò)具有極強(qiáng)的可靠性，任意邊緣節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)鏈路出現(xiàn)故障或者被攻擊，VDN-ENaaS都能夠自動摘除相關(guān)“點與線”，并在邊緣網(wǎng)絡(luò)內(nèi)全網(wǎng)播報，使其他邊緣網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不受影響，保持穩(wěn)定的服務(wù)質(zhì)量。

（4）支持幾乎所有模式的網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用

VDN-ENaaS的數(shù)據(jù)通信組件構(gòu)建在TCP/IP層，與應(yīng)用層通信無關(guān)，因此可以支持任意應(yīng)用層協(xié)議。該特性使VDN-ENaaS可以支持幾乎所有模式的網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用，包括流媒體直播、動態(tài)編碼、視頻會議、HTTP傳輸?shù)取?/p>

（5）通信信令與數(shù)據(jù)傳輸具備極高的安全等級 

VDN-ENaaS通過特殊加密的通信協(xié)議和安全的授權(quán)接入機(jī)制，構(gòu)建了整個邊緣網(wǎng)絡(luò)，使整個邊緣網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信信令和數(shù)據(jù)傳輸具有極高的安全性，無法被直接攔截和破解。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸安全方案需要對即將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，接收方接到文件后再進(jìn)行解密，該方案僅解決了數(shù)據(jù)儲存的安全問題，但數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩珕栴}未解決，同時還會引發(fā)發(fā)送接收端加解密時間和算力損耗問題，以及密匙傳輸?shù)陌踩珕栴}。VDN-ENaaS在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸安全方案的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建加密通信協(xié)議的方式，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包上進(jìn)行加解密，最大程度提升了在公共互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的安全性。

03代表性和推廣價值

3.1　應(yīng)用情況及效果

2018年10月視界云開始著手研發(fā)，目前已經(jīng)攻克了包括邊緣云管理系統(tǒng)、邊緣網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、終端SDK、智能路由系統(tǒng)以及企業(yè)安全網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和跨域大數(shù)據(jù)高速傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)組件的研發(fā)。2019年第三季度實現(xiàn)商業(yè)化和營銷，目前前期主要面向“互聯(lián)網(wǎng)+”類企業(yè)客戶，主要客戶類型包括影視版權(quán)分發(fā)、電梯安防監(jiān)控以及IDC大數(shù)據(jù)傳輸。

3.2　技術(shù)的示范效應(yīng)

（1）網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)

內(nèi)容：通過軟件技術(shù)，將多級邊緣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進(jìn)行虛擬化管理，易于調(diào)用、管理，易于實現(xiàn)跨域網(wǎng)絡(luò)穿透；

效果：實現(xiàn)任意層邊緣節(jié)點組網(wǎng)傳輸。

（2）智能應(yīng)用路由技術(shù)

內(nèi)容：通過應(yīng)用層實現(xiàn)路由轉(zhuǎn)發(fā)，借鑒了SDN技術(shù)框架但不受SDN技術(shù)限制，可以十分方便的加載/卸載網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，并根據(jù)路由情況進(jìn)行智能數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)；

效果：增加網(wǎng)絡(luò)QoS，減少運(yùn)維復(fù)雜度。

（3）混合網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)

內(nèi)容：基于網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)實現(xiàn)，針對混合網(wǎng)絡(luò)穿透特性進(jìn)行了優(yōu)化，可以穿透內(nèi)網(wǎng)、公網(wǎng)、跨運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)、跨國網(wǎng)絡(luò)，將任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點直接打通；

效果：實現(xiàn)混合網(wǎng)絡(luò)100%穿透和無縫連接。

（4）自定義傳輸協(xié)議技術(shù)

內(nèi)容：不用傳統(tǒng)的tcp傳輸控制技術(shù)，而是根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用接入的網(wǎng)絡(luò)狀況，自定義傳輸控制方式，實現(xiàn)減少RTT增加傳輸速度的效果；

效果：在綜合網(wǎng)絡(luò)情況下，平均提升50%以上網(wǎng)絡(luò)傳輸性能，包括減少80%RTT和增加100%傳輸速度。

（5）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包自適應(yīng)冗余加載技術(shù)

內(nèi)容：在通信中增加了冗余包技術(shù)，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況和應(yīng)用，自適應(yīng)調(diào)整冗余包比率，從而提升傳輸效率；

效果：在綜合網(wǎng)絡(luò)情況下，平均提升50%傳輸效率，網(wǎng)絡(luò)資源消耗與不使用該技術(shù)相比平均減少40%。

3.3　商業(yè)價值

（1）方案技術(shù)壁壘

視界云既有獨立的邊緣計算物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，又有成體系的網(wǎng)絡(luò)云平臺。此外，視界云具備了完整邊緣計算技術(shù)拼圖實現(xiàn)能力，以邊緣計算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為突破口，建立全網(wǎng)邊緣云平臺和云管平臺，具備了平臺級服務(wù)能力。

（2）方案產(chǎn)品化和變現(xiàn)能力

VDN-ENaaS方案始終圍繞市場需求為導(dǎo)向進(jìn)行產(chǎn)品化，每一次技術(shù)升級和研發(fā)突破都被賦予產(chǎn)品和解決方案變現(xiàn)能力。

（3）5G藍(lán)海市場贏得巨大市場空間

視界云在邊緣計算網(wǎng)絡(luò)云服務(wù)領(lǐng)域已擁有完整的技術(shù)拼圖，伴隨著5G邊緣計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，視界云將贏得巨大的市場空間。

（4）萬億5G市場助力邊緣計算

5G時代云計算需要升級為邊緣計算才能滿足傳輸需求，覆蓋5G上游-中游-下游總投資規(guī)模約為1.1萬億，其中歸屬邊緣計算的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃運(yùn)維市場投資規(guī)模約為1300億。

摘自《自動化博覽》2019年增刊《邊緣計算2019專輯》