云原生與衛星背后的故事
如今,衛星應用越來(lái)越廣泛、應用多樣化,衛星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢在走向商業(yè)化、民用化,商業(yè)航天由制造驅動(dòng)的“1.0時(shí)代”邁向應用牽引的“2.0時(shí)代”,衛星互聯(lián)網(wǎng)、低成本運載火箭等商業(yè)航天的發(fā)展,正在成為拉動(dòng)全球經(jīng)濟增長(cháng)的新引擎, 2020年,衛星互聯(lián)網(wǎng)首次被明確納入國家“新基建”范疇,衛星通信成為繼有線(xiàn)互聯(lián)、無(wú)線(xiàn)互聯(lián)之后第三代互聯(lián)網(wǎng)基礎設施革命。
隨著(zhù)應用領(lǐng)域的不斷延伸,在衛星上進(jìn)行數據通信、融合、預處理的需求越來(lái)越強烈,比如地質(zhì)災害,堰塞湖包括應急通信等場(chǎng)景下,如果將數據返回地面處理將無(wú)法滿(mǎn)足業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性要求,導致問(wèn)題無(wú)法即時(shí)發(fā)現、處理。然而,由于衛星平臺的特殊性,其計算能力、通信能力、維護能力、平臺能力相對較弱,因此急需提升衛星的在軌計算能力。

王尚廣教授透露:“在華為云開(kāi)源邊緣計算項目以及創(chuàng )原會(huì )的共同支持下,我們發(fā)布了首顆云原生的衛星,衛星基于KubeEdge項目搭建的邊緣計算平臺,將太空中采集的數據傳回到地面,是業(yè)內首次采用云原生邊緣技術(shù)進(jìn)行太空數據的成功嘗試。有了這一次的成功經(jīng)驗,今年我們將要發(fā)射四顆衛星均會(huì )搭載KubeEdge云原生邊緣計算平臺。”
KubeEdge是一個(gè)開(kāi)源的云原生邊緣計算平臺,提供了極輕極簡(jiǎn)的邊緣管理軟件,可以在資源受限的情況下提供邊緣和中心云的資源、應用、數據的協(xié)同能力,因此KubeEdge天然適用與衛星通信這樣的分布式計算場(chǎng)景。從王尚廣教授處我們還了解到,KubeEdge目前是整個(gè)天算星座的基座,其上部署了各種各樣的業(yè)務(wù)應用、工作流,實(shí)現衛星能力邊界的擴展,讓其在太空中的能力有重大提升,為地球上的應用提供更好的支持。

華為云邊緣計算首席架構師張琦表示:“云原生邊緣計算和衛星系統的結合,使衛星具有更好的服務(wù)化能力,具備更廣闊的使用范圍和商業(yè)前景,具體包括以下幾個(gè)方面:第一點(diǎn)是對衛星上的計算資源進(jìn)行統一的管理和調度,將傳統的預占式資源分配方式變?yōu)榘葱枋褂玫闹悄苜Y源調度,提升計算資源的使用效率;第二點(diǎn)是提供兼容K8s的云原生應用生命周期管理,可以按需部署、升級應用,并提供全方位、可視化的的應用運維能力,降低應用開(kāi)發(fā)運維成本;第三點(diǎn)是實(shí)現了衛星應用和云端應用協(xié)同聯(lián)動(dòng),支持云平臺已有AI能力快速延伸至衛星,并通過(guò)數據協(xié)同,支持中心云和衛星系統的聯(lián)動(dòng),提升衛星的計算能力;最后一點(diǎn)就是通過(guò)KubeEdge提供安全的數據通道,支持數據加密傳輸,保證數據的安全。”
未來(lái),隨著(zhù)商業(yè)和技術(shù)門(mén)檻的“雙降”,天上的衛星也將越來(lái)越多,甚至會(huì )像手機或汽車(chē)一樣普及,人類(lèi)的新思想也會(huì )在衛星上不斷進(jìn)行嘗試,綻放新的成果。
云原生邊緣在汽車(chē)上應用
如今,車(chē)內軟件和硬件已然構成一個(gè)移動(dòng)的計算平臺,隨著(zhù)SDV不斷發(fā)展,以及語(yǔ)音智能、自動(dòng)駕駛等能力的豐富和完善,車(chē)內軟件對算力配置要求也越來(lái)越高,算力的供應,將直接影響車(chē)內功能的體驗,舉一個(gè)常見(jiàn)的例子,車(chē)輛進(jìn)入地庫等信號較弱區域后,由于語(yǔ)音識別都在云上進(jìn)行,導致本地無(wú)法進(jìn)行指令解析、轉換,體驗極差,由于傳感器設備,車(chē)內計算能力需求,從開(kāi)始簡(jiǎn)單的硬性需求,到更高階的自動(dòng)駕駛。
汽車(chē)在算力上面的突破,主要依托于邊緣計算,KubeEdge的輕量化、離線(xiàn)自治等能力,非常貼合此類(lèi)需求,尤其是車(chē)路協(xié)同,需要用到大量的邊緣及云端算力協(xié)同的場(chǎng)景,此前由華為云和交通部路網(wǎng)中心聯(lián)合打造的全國高速公路取消省界收費站項目,其核心就是基于KubeEdge打造,自此也開(kāi)啟國高速公路邁入了一張網(wǎng)時(shí)代,極大提升了綜合交通運輸體系運轉效率,緩解擁堵、改善人民群眾出行體驗。隨著(zhù)軟件的參與程度越來(lái)越高,汽車(chē)逐漸被軟件化、數字化,也將鏈接數字世界創(chuàng )造更多可能。

劉克興認為:“如今人們把智能汽車(chē)比喻成一個(gè)具備四個(gè)輪子的智能設備,讓智能手機和智能汽車(chē)之間深入融合,實(shí)現人、車(chē)、機深度互聯(lián),為用戶(hù)提供更好的數字體驗以及更好的駕乘體驗,成為智能汽車(chē)生態(tài)建設的重要環(huán)節。車(chē)聯(lián)網(wǎng)通過(guò)打造一個(gè)人、機、車(chē)互聯(lián)的入口,將人車(chē)互聯(lián)擴展到更多家庭和更多場(chǎng)景中,最終為用戶(hù)提供全新的駕乘體驗。”
王尚廣教授贊同并補充,假設一個(gè)車(chē)聯(lián)網(wǎng)的場(chǎng)景,路上車(chē)都能聯(lián)網(wǎng),大家在統一的APP平臺下,車(chē)與車(chē)之間可以“交流”,在路上,看到同款車(chē),通過(guò)車(chē)的信息共享,發(fā)送好友請求進(jìn)行交流,讓人與人、車(chē)與車(chē)之間的鏈接更便捷。
汽車(chē)軟件化、聯(lián)網(wǎng)化后,安全方面的挑戰也更多了,除了車(chē)輛通訊本身的安全,還有就是對路、對人、對基礎設施的安全比車(chē)通訊本身的問(wèn)題要大的多,汽車(chē)智能化之后,車(chē)對周?chē)h(huán)境感知數據的安全也會(huì )是一個(gè)值得考慮的問(wèn)題,車(chē)輛邊緣的數據基本都是過(guò)路性質(zhì)的數據,雜質(zhì)也比較多,算完就丟,這是邊緣算力的特點(diǎn)造成的,所以安全性主要體現在對數據本身的存儲和不可篡改性,此外,我們經(jīng)常還會(huì )面臨的問(wèn)題是,這些數據的差異性,但由于基礎數據量太大,這些差異很難被及時(shí)發(fā)現。
隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)包括車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,以及在云原技術(shù)的推動(dòng)下,相應的平臺會(huì )越來(lái)越多,在統一的平臺下,給大家想象的空間就越來(lái)越大。未來(lái),搭建車(chē)聯(lián)網(wǎng)平臺,大家會(huì )基于上面做衍生的創(chuàng )新,類(lèi)似今天手機爆發(fā),未來(lái)可期。
開(kāi)源加速技術(shù)創(chuàng )新與人才培養

王澤鋒談到KubeEdge項目的發(fā)展時(shí)說(shuō):“從軟件的視角來(lái)看,開(kāi)源在KubeEdge項目走向平臺化、規模化起到了關(guān)鍵推動(dòng)作用,在項目初期,我們將自身對于技術(shù)的理解和創(chuàng )新通過(guò)開(kāi)源的形式與業(yè)界分享。而隨著(zhù)社區的持續壯大,越來(lái)越多的企業(yè)、開(kāi)發(fā)者加入到社區貢獻--我們每天都能在社區里看到許多新的探索、新的落地場(chǎng)景在涌現,更多的是整個(gè)社區一起在推動(dòng)創(chuàng )新,推動(dòng)技術(shù)發(fā)展。”
可見(jiàn),開(kāi)源對技術(shù)的快速發(fā)展、廣泛應用有著(zhù)非常重要的作用。開(kāi)源讓每個(gè)技術(shù)人都可以貢獻自己的力量,在一個(gè)公共的平臺之下,快速實(shí)現各種想法的原型驗證,上至一個(gè)國家的軟件策略,下至企業(yè)的技術(shù)選型,開(kāi)源都占據著(zhù)至關(guān)重要的一環(huán)。

談到開(kāi)源系統陌陌架構師周峰說(shuō),相比企業(yè)業(yè)務(wù)系統,不僅是針對某個(gè)行業(yè)、某個(gè)特定場(chǎng)景或功能,因此需要考慮方案的通用性、擴展性,需要開(kāi)發(fā)者能用創(chuàng )新的思維去設計方案、去解決問(wèn)題,從這個(gè)角度來(lái)講,開(kāi)源確實(shí)可以促進(jìn)技術(shù)創(chuàng )新。我們在實(shí)際工作中,也會(huì )主動(dòng)與社區項目合作,遵循用開(kāi)源主流架構來(lái)解決問(wèn)題,避免重復造輪子,提升軟件設計與研發(fā)效率。
良好的開(kāi)源生態(tài)也會(huì )成長(cháng)出比較好的商業(yè)空間,好的開(kāi)源社區和項目能促進(jìn)相應商業(yè)軟件的開(kāi)放和標準化,讓參與其中的商業(yè)公司都有一定的商業(yè)機會(huì ),這也是很多開(kāi)源軟件最終都會(huì )有商業(yè)和開(kāi)源兩個(gè)版本的原因,也是很多企業(yè)愿意參與開(kāi)源社區的動(dòng)力之一。

數禾科技CTO陳東認為,開(kāi)源與云原生相結合,能更好地推動(dòng)科技創(chuàng )新,包括商業(yè)化的進(jìn)展,也能吸引更多的人才投入這個(gè)領(lǐng)域之中。開(kāi)源與云原生的結合,本身就是一種商業(yè)模式的創(chuàng )新,不僅為開(kāi)源商業(yè)化帶來(lái)了網(wǎng)絡(luò )放大效應,也為科技創(chuàng )新帶來(lái)了更好的土壤。通過(guò)開(kāi)源,系統能吸引到更多的開(kāi)發(fā)者加入,快速打磨產(chǎn)品;而通過(guò)云原生,又能通過(guò)網(wǎng)絡(luò )效應,快速觸達客戶(hù),而客戶(hù)的使用和反饋,又能促進(jìn)開(kāi)發(fā)者更好地打磨產(chǎn)品,從而構成了一個(gè)良性的快速增長(cháng)環(huán)境。而快速的迭代,自然會(huì )催生創(chuàng )新更頻繁地發(fā)生。
開(kāi)源在加速人才培養方面,王尚廣結合校人才培訓的經(jīng)驗介紹說(shuō):“我們將學(xué)習對某個(gè)開(kāi)源項目的熟悉度作為評分標準,讓他去真正的了解開(kāi)源是什么,一方面鍛煉學(xué)生調研能力,另一方面提升學(xué)生技術(shù)能力。”
劉克興則從企業(yè)人才培養的角度發(fā)表了自己的看法,“以KubeEdge開(kāi)源項目為例,使用在開(kāi)源的想法及理念需要轉換更新,基于案例落地,比如對于云廠(chǎng)商技術(shù)成熟度、穩定性的考量,云廠(chǎng)商to B服務(wù)能力的評估,另外在技術(shù)上利用云原生技術(shù)使我們的應用更貼合邊緣計算的特性等。開(kāi)源技術(shù)可以一次構建到處運行,開(kāi)源社區會(huì )減低人的偶然的因素,其合入的質(zhì)量是非常關(guān)鍵的因素。人的貢獻多少,也代表了它的含金量。從企業(yè)的視角,開(kāi)源促進(jìn)商業(yè)模式的衍生,開(kāi)源降低了風(fēng)險,它檢驗技術(shù)是否能被產(chǎn)業(yè)或大眾接受的一個(gè)方向。從生態(tài)的視角,開(kāi)源更有利于產(chǎn)業(yè)的標準化,更利于上下游合作關(guān)系的促成。”
開(kāi)源是一個(gè)金礦,其出現為個(gè)人、企業(yè)開(kāi)啟了技術(shù)創(chuàng )新的又一個(gè)通道,通過(guò)建立一個(gè)良好的機制,實(shí)現“我為人人,人人為我”,這種魅力將使得開(kāi)源成為未來(lái)很長(cháng)一段時(shí)間內倍受歡迎的軟件開(kāi)發(fā)與協(xié)作模式。
邊緣計算已經(jīng)沖出云霄,在太空中守護著(zhù)地球,服務(wù)我們的氣象預測、農業(yè)生產(chǎn)、交通出行等日常生活與生產(chǎn),也預示著(zhù)邊緣計算的能力,已經(jīng)由以往的固定邊緣設備,向可移動(dòng)的邊緣設備遷移,進(jìn)而使得邊緣計算的應用更加靈活,上天入地下海,無(wú)處不在,未來(lái)KubeEdge為代表的云原生邊緣計算,將在各個(gè)行業(yè)落地與產(chǎn)學(xué)研融合,共創(chuàng )無(wú)限可能。