云原生與衛(wèi)星背后的故事
如今，衛(wèi)星應用越來越廣泛、應用多樣化，衛(wèi)星產業(yè)的發(fā)展趨勢在走向商業(yè)化、民用化，商業(yè)航天由制造驅動的“1.0時代”邁向應用牽引的“2.0時代”，衛(wèi)星互聯(lián)網、低成本運載火箭等商業(yè)航天的發(fā)展，正在成為拉動全球經濟增長的新引擎， 2020年，衛(wèi)星互聯(lián)網首次被明確納入國家“新基建”范疇，衛(wèi)星通信成為繼有線互聯(lián)、無線互聯(lián)之后第三代互聯(lián)網基礎設施革命。
隨著應用領域的不斷延伸，在衛(wèi)星上進行數(shù)據(jù)通信、融合、預處理的需求越來越強烈，比如地質災害，堰塞湖包括應急通信等場景下，如果將數(shù)據(jù)返回地面處理將無法滿足業(yè)務的實時性要求，導致問題無法即時發(fā)現(xiàn)、處理。然而，由于衛(wèi)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(wèi)星的在軌計算能力。
王尚廣教授透露：“在華為云開源邊緣計算項目以及創(chuàng)原會的共同支持下，我們發(fā)布了首顆云原生的衛(wèi)星，衛(wèi)星基于KubeEdge項目搭建的邊緣計算平臺，將太空中采集的數(shù)據(jù)傳回到地面，是業(yè)內首次采用云原生邊緣技術進行太空數(shù)據(jù)的成功嘗試。有了這一次的成功經驗，今年我們將要發(fā)射四顆衛(wèi)星均會搭載KubeEdge云原生邊緣計算平臺。”
KubeEdge是一個開源的云原生邊緣計算平臺，提供了極輕極簡的邊緣管理軟件，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(shù)據(jù)的協(xié)同能力，因此KubeEdge天然適用與衛(wèi)星通信這樣的分布式計算場景。從王尚廣教授處我們還了解到，KubeEdge目前是整個天算星座的基座，其上部署了各種各樣的業(yè)務應用、工作流，實現(xiàn)衛(wèi)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(wèi)星系統(tǒng)的結合，使衛(wèi)星具有更好的服務化能力，具備更廣闊的使用范圍和商業(yè)前景，具體包括以下幾個方面：第一點是對衛(wèi)星上的計算資源進行統(tǒng)一的管理和調度，將傳統(tǒng)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，降低應用開發(fā)運維成本；第三點是實現(xiàn)了衛(wèi)星應用和云端應用協(xié)同聯(lián)動，支持云平臺已有AI能力快速延伸至衛(wèi)星，并通過數(shù)據(jù)協(xié)同，支持中心云和衛(wèi)星系統(tǒng)的聯(lián)動，提升衛(wèi)星的計算能力；最后一點就是通過KubeEdge提供安全的數(shù)據(jù)通道，支持數(shù)據(jù)加密傳輸，保證數(shù)據(jù)的安全。”
未來，隨著商業(yè)和技術門檻的“雙降”，天上的衛(wèi)星也將越來越多，甚至會像手機或汽車一樣普及，人類的新思想也會在衛(wèi)星上不斷進行嘗試，綻放新的成果。
云原生邊緣在汽車上應用
如今，車內軟件和硬件已然構成一個移動的計算平臺，隨著SDV不斷發(fā)展，以及語音智能、自動駕駛等能力的豐富和完善，車內軟件對算力配置要求也越來越高，算力的供應，將直接影響車內功能的體驗，舉一個常見的例子，車輛進入地庫等信號較弱區(qū)域后，由于語音識別都在云上進行，導致本地無法進行指令解析、轉換，體驗極差，由于傳感器設備，車內計算能力需求，從開始簡單的硬性需求，到更高階的自動駕駛。
汽車在算力上面的突破，主要依托于邊緣計算，KubeEdge的輕量化、離線自治等能力，非常貼合此類需求，尤其是車路協(xié)同，需要用到大量的邊緣及云端算力協(xié)同的場景，此前由華為云和交通部路網中心聯(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，自此也開啟國高速公路邁入了一張網時代，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。隨著軟件的參與程度越來越高，汽車逐漸被軟件化、數(shù)字化，也將鏈接數(shù)字世界創(chuàng)造更多可能。
劉克興認為：“如今人們把智能汽車比喻成一個具備四個輪子的智能設備，讓智能手機和智能汽車之間深入融合，實現(xiàn)人、車、機深度互聯(lián)，為用戶提供更好的數(shù)字體驗以及更好的駕乘體驗，成為智能汽車生態(tài)建設的重要環(huán)節(jié)。車聯(lián)網通過打造一個人、機、車互聯(lián)的入口，將人車互聯(lián)擴展到更多家庭和更多場景中，最終為用戶提供全新的駕乘體驗。”
王尚廣教授贊同并補充，假設一個車聯(lián)網的場景，路上車都能聯(lián)網，大家在統(tǒng)一的APP平臺下，車與車之間可以“交流”，在路上，看到同款車，通過車的信息共享，發(fā)送好友請求進行交流，讓人與人、車與車之間的鏈接更便捷。
汽車軟件化、聯(lián)網化后，安全方面的挑戰(zhàn)也更多了，除了車輛通訊本身的安全，還有就是對路、對人、對基礎設施的安全比車通訊本身的問題要大的多，汽車智能化之后，車對周圍環(huán)境感知數(shù)據(jù)的安全也會是一個值得考慮的問題，車輛邊緣的數(shù)據(jù)基本都是過路性質的數(shù)據(jù)，雜質也比較多，算完就丟，這是邊緣算力的特點造成的，所以安全性主要體現(xiàn)在對數(shù)據(jù)本身的存儲和不可篡改性，此外，我們經常還會面臨的問題是，這些數(shù)據(jù)的差異性，但由于基礎數(shù)據(jù)量太大，這些差異很難被及時發(fā)現(xiàn)。
隨著網絡通信技術包括車聯(lián)網技術的發(fā)展，以及在云原技術的推動下，相應的平臺會越來越多，在統(tǒng)一的平臺下，給大家想象的空間就越來越大。未來，搭建車聯(lián)網平臺，大家會基于上面做衍生的創(chuàng)新，類似今天手機爆發(fā)，未來可期。
開源加速技術創(chuàng)新與人才培養(yǎng)
王澤鋒談到KubeEdge項目的發(fā)展時說：“從軟件的視角來看，開源在KubeEdge項目走向平臺化、規(guī)�；鸬搅岁P鍵推動作用，在項目初期，我們將自身對于技術的理解和創(chuàng)新通過開源的形式與業(yè)界分享。而隨著社區(qū)的持續(xù)壯大，越來越多的企業(yè)、開發(fā)者加入到社區(qū)貢獻--我們每天都能在社區(qū)里看到許多新的探索、新的落地場景在涌現(xiàn)，更多的是整個社區(qū)一起在推動創(chuàng)新，推動技術發(fā)展。”
可見，開源對技術的快速發(fā)展、廣泛應用有著非常重要的作用。開源讓每個技術人都可以貢獻自己的力量，在一個公共的平臺之下，快速實現(xiàn)各種想法的原型驗證，上至一個國家的軟件策略，下至企業(yè)的技術選型，開源都占據(jù)著至關重要的一環(huán)。
談到開源系統(tǒng)陌陌架構師周峰說，相比企業(yè)業(yè)務系統(tǒng)，不僅是針對某個行業(yè)、某個特定場景或功能，因此需要考慮方案的通用性、擴展性，需要開發(fā)者能用創(chuàng)新的思維去設計方案、去解決問題，從這個角度來講，開源確實可以促進技術創(chuàng)新。我們在實際工作中，也會主動與社區(qū)項目合作，遵循用開源主流架構來解決問題，避免重復造輪子，提升軟件設計與研發(fā)效率。
良好的開源生態(tài)也會成長出比較好的商業(yè)空間，好的開源社區(qū)和項目能促進相應商業(yè)軟件的開放和標準化，讓參與其中的商業(yè)公司都有一定的商業(yè)機會，這也是很多開源軟件最終都會有商業(yè)和開源兩個版本的原因，也是很多企業(yè)愿意參與開源社區(qū)的動力之一。
數(shù)禾科技CTO陳東認為，開源與云原生相結合，能更好地推動科技創(chuàng)新，包括商業(yè)化的進展，也能吸引更多的人才投入這個領域之中。開源與云原生的結合，本身就是一種商業(yè)模式的創(chuàng)新，不僅為開源商業(yè)化帶來了網絡放大效應，也為科技創(chuàng)新帶來了更好的土壤。通過開源，系統(tǒng)能吸引到更多的開發(fā)者加入，快速打磨產品；而通過云原生，又能通過網絡效應，快速觸達客戶，而客戶的使用和反饋，又能促進開發(fā)者更好地打磨產品，從而構成了一個良性的快速增長環(huán)境。而快速的迭代，自然會催生創(chuàng)新更頻繁地發(fā)生。
開源在加速人才培養(yǎng)方面，王尚廣結合校人才培訓的經驗介紹說：“我們將學習對某個開源項目的熟悉度作為評分標準，讓他去真正的了解開源是什么，一方面鍛煉學生調研能力，另一方面提升學生技術能力。”
劉克興則從企業(yè)人才培養(yǎng)的角度發(fā)表了自己的看法，“以KubeEdge開源項目為例，使用在開源的想法及理念需要轉換更新，基于案例落地，比如對于云廠商技術成熟度、穩(wěn)定性的考量，云廠商to B服務能力的評估，另外在技術上利用云原生技術使我們的應用更貼合邊緣計算的特性等。開源技術可以一次構建到處運行，開源社區(qū)會減低人的偶然的因素，其合入的質量是非常關鍵的因素。人的貢獻多少，也代表了它的含金量。從企業(yè)的視角，開源促進商業(yè)模式的衍生，開源降低了風險，它檢驗技術是否能被產業(yè)或大眾接受的一個方向。從生態(tài)的視角，開源更有利于產業(yè)的標準化，更利于上下游合作關系的促成。”
開源是一個金礦，其出現(xiàn)為個人、企業(yè)開啟了技術創(chuàng)新的又一個通道，通過建立一個良好的機制，實現(xiàn)“我為人人，人人為我”，這種魅力將使得開源成為未來很長一段時間內倍受歡迎的軟件開發(fā)與協(xié)作模式。
邊緣計算已經沖出云霄，在太空中守護著地球，服務我們的氣象預測、農業(yè)生產、交通出行等日常生活與生產，也預示著邊緣計算的能力，已經由以往的固定邊緣設備，向可移動的邊緣設備遷移，進而使得邊緣計算的應用更加靈活，上天入地下海，無處不在，未來KubeEdge為代表的云原生邊緣計算，將在各個行業(yè)落地與產學研融合，共創(chuàng)無限可能。
