云原生與衛(wèi)星背后的故事
如今，衛(wèi)星應(yīng)用越來越廣泛、應(yīng)用多樣化，衛(wèi)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(qū)動(dòng)的“1.0時(shí)代”邁向應(yīng)用牽引的“2.0時(shí)代”，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、低成本運(yùn)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(jì)增長的新引擎， 2020年，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施革命。
隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷延伸，在衛(wèi)星上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、融合、預(yù)處理的需求越來越強(qiáng)烈，比如地質(zhì)災(zāi)害，堰塞湖包括應(yīng)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(wù)的實(shí)時(shí)性要求，導(dǎo)致問題無法即時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理。然而，由于衛(wèi)星平臺的特殊性，其計(jì)算能力、通信能力、維護(hù)能力、平臺能力相對較弱，因此急需提升衛(wèi)星的在軌計(jì)算能力。
王尚廣教授透露：“在華為云開源邊緣計(jì)算項(xiàng)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(wèi)星，衛(wèi)星基于KubeEdge項(xiàng)目搭建的邊緣計(jì)算平臺，將太空中采集的數(shù)據(jù)傳回到地面，是業(yè)內(nèi)首次采用云原生邊緣技術(shù)進(jìn)行太空數(shù)據(jù)的成功嘗試。有了這一次的成功經(jīng)驗(yàn)，今年我們將要發(fā)射四顆衛(wèi)星均會(huì)搭載KubeEdge云原生邊緣計(jì)算平臺。”
KubeEdge是一個(gè)開源的云原生邊緣計(jì)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(yīng)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(jì)算場景。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(yīng)用、工作流，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星能力邊界的擴(kuò)展，讓其在太空中的能力有重大提升，為地球上的應(yīng)用提供更好的支持。
華為云邊緣計(jì)算首席架構(gòu)師張琦表示：“云原生邊緣計(jì)算和衛(wèi)星系統(tǒng)的結(jié)合，使衛(wèi)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(wèi)星上的計(jì)算資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理和調(diào)度，將傳統(tǒng)的預(yù)占式資源分配方式變?yōu)榘葱枋褂玫闹悄苜Y源調(diào)度，提升計(jì)算資源的使用效率；第二點(diǎn)是提供兼容K8s的云原生應(yīng)用生命周期管理，可以按需部署、升級應(yīng)用，并提供全方位、可視化的的應(yīng)用運(yùn)維能力，降低應(yīng)用開發(fā)運(yùn)維成本；第三點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星應(yīng)用和云端應(yīng)用協(xié)同聯(lián)動(dòng)，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(dòng)，提升衛(wèi)星的計(jì)算能力；最后一點(diǎn)就是通過KubeEdge提供安全的數(shù)據(jù)通道，支持?jǐn)?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(shù)門檻的“雙降”，天上的衛(wèi)星也將越來越多，甚至?xí)袷謾C(jī)或汽車一樣普及，人類的新思想也會(huì)在衛(wèi)星上不斷進(jìn)行嘗試，綻放新的成果。
云原生邊緣在汽車上應(yīng)用
如今，車內(nèi)軟件和硬件已然構(gòu)成一個(gè)移動(dòng)的計(jì)算平臺，隨著SDV不斷發(fā)展，以及語音智能、自動(dòng)駕駛等能力的豐富和完善，車內(nèi)軟件對算力配置要求也越來越高，算力的供應(yīng)，將直接影響車內(nèi)功能的體驗(yàn)，舉一個(gè)常見的例子，車輛進(jìn)入地庫等信號較弱區(qū)域后，由于語音識別都在云上進(jìn)行，導(dǎo)致本地?zé)o法進(jìn)行指令解析、轉(zhuǎn)換，體驗(yàn)極差，由于傳感器設(shè)備，車內(nèi)計(jì)算能力需求，從開始簡單的硬性需求，到更高階的自動(dòng)駕駛。
汽車在算力上面的突破，主要依托于邊緣計(jì)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(wǎng)中心聯(lián)合打造的全國高速公路取消省界收費(fèi)站項(xiàng)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(wǎng)時(shí)代，極大提升了綜合交通運(yùn)輸體系運(yùn)轉(zhuǎn)效率，緩解擁堵、改善人民群眾出行體驗(yàn)。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(rèn)為：“如今人們把智能汽車比喻成一個(gè)具備四個(gè)輪子的智能設(shè)備，讓智能手機(jī)和智能汽車之間深入融合，實(shí)現(xiàn)人、車、機(jī)深度互聯(lián)，為用戶提供更好的數(shù)字體驗(yàn)以及更好的駕乘體驗(yàn)，成為智能汽車生態(tài)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。車聯(lián)網(wǎng)通過打造一個(gè)人、機(jī)、車互聯(lián)的入口，將人車互聯(lián)擴(kuò)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(yàn)。”
王尚廣教授贊同并補(bǔ)充，假設(shè)一個(gè)車聯(lián)網(wǎng)的場景，路上車都能聯(lián)網(wǎng)，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(jìn)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(wǎng)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(chǔ)設(shè)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(huì)是一個(gè)值得考慮的問題，車輛邊緣的數(shù)據(jù)基本都是過路性質(zhì)的數(shù)據(jù)，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(xiàn)在對數(shù)據(jù)本身的存儲(chǔ)和不可篡改性，此外，我們經(jīng)常還會(huì)面臨的問題是，這些數(shù)據(jù)的差異性，但由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量太大，這些差異很難被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。
隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)包括車聯(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(yīng)的平臺會(huì)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(wǎng)平臺，大家會(huì)基于上面做衍生的創(chuàng)新，類似今天手機(jī)爆發(fā)，未來可期。
開源加速技術(shù)創(chuàng)新與人才培養(yǎng)
王澤鋒談到KubeEdge項(xiàng)目的發(fā)展時(shí)說：“從軟件的視角來看，開源在KubeEdge項(xiàng)目走向平臺化、規(guī)�；鸬搅岁P(guān)鍵推動(dòng)作用，在項(xiàng)目初期，我們將自身對于技術(shù)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(xiàn)--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(gè)社區(qū)一起在推動(dòng)創(chuàng)新，推動(dòng)技術(shù)發(fā)展。”
可見，開源對技術(shù)的快速發(fā)展、廣泛應(yīng)用有著非常重要的作用。開源讓每個(gè)技術(shù)人都可以貢獻(xiàn)自己的力量，在一個(gè)公共的平臺之下，快速實(shí)現(xiàn)各種想法的原型驗(yàn)證，上至一個(gè)國家的軟件策略，下至企業(yè)的技術(shù)選型，開源都占據(jù)著至關(guān)重要的一環(huán)。
談到開源系統(tǒng)陌陌架構(gòu)師周峰說，相比企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，不僅是針對某個(gè)行業(yè)、某個(gè)特定場景或功能，因此需要考慮方案的通用性、擴(kuò)展性，需要開發(fā)者能用創(chuàng)新的思維去設(shè)計(jì)方案、去解決問題，從這個(gè)角度來講，開源確實(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(qū)項(xiàng)目合作，遵循用開源主流架構(gòu)來解決問題，避免重復(fù)造輪子，提升軟件設(shè)計(jì)與研發(fā)效率。
良好的開源生態(tài)也會(huì)成長出比較好的商業(yè)空間，好的開源社區(qū)和項(xiàng)目能促進(jìn)相應(yīng)商業(yè)軟件的開放和標(biāo)準(zhǔn)化，讓參與其中的商業(yè)公司都有一定的商業(yè)機(jī)會(huì)，這也是很多開源軟件最終都會(huì)有商業(yè)和開源兩個(gè)版本的原因，也是很多企業(yè)愿意參與開源社區(qū)的動(dòng)力之一。
數(shù)禾科技CTO陳東認(rèn)為，開源與云原生相結(jié)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。開源與云原生的結(jié)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(wǎng)絡(luò)放大效應(yīng)，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(chǎn)品；而通過云原生，又能通過網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，快速觸達(dá)客戶，而客戶的使用和反饋，又能促進(jìn)開發(fā)者更好地打磨產(chǎn)品，從而構(gòu)成了一個(gè)良性的快速增長環(huán)境。而快速的迭代，自然會(huì)催生創(chuàng)新更頻繁地發(fā)生。
開源在加速人才培養(yǎng)方面，王尚廣結(jié)合校人才培訓(xùn)的經(jīng)驗(yàn)介紹說：“我們將學(xué)習(xí)對某個(gè)開源項(xiàng)目的熟悉度作為評分標(biāo)準(zhǔn)，讓他去真正的了解開源是什么，一方面鍛煉學(xué)生調(diào)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(yǎng)的角度發(fā)表了自己的看法，“以KubeEdge開源項(xiàng)目為例，使用在開源的想法及理念需要轉(zhuǎn)換更新，基于案例落地，比如對于云廠商技術(shù)成熟度、穩(wěn)定性的考量，云廠商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(yīng)用更貼合邊緣計(jì)算的特性等。開源技術(shù)可以一次構(gòu)建到處運(yùn)行，開源社區(qū)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(xiàn)多少，也代表了它的含金量。從企業(yè)的視角，開源促進(jìn)商業(yè)模式的衍生，開源降低了風(fēng)險(xiǎn)，它檢驗(yàn)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，開源更有利于產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化，更利于上下游合作關(guān)系的促成。”
開源是一個(gè)金礦，其出現(xiàn)為個(gè)人、企業(yè)開啟了技術(shù)創(chuàng)新的又一個(gè)通道，通過建立一個(gè)良好的機(jī)制，實(shí)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(shí)間內(nèi)倍受歡迎的軟件開發(fā)與協(xié)作模式。
邊緣計(jì)算已經(jīng)沖出云霄，在太空中守護(hù)著地球，服務(wù)我們的氣象預(yù)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通出行等日常生活與生產(chǎn)，也預(yù)示著邊緣計(jì)算的能力，已經(jīng)由以往的固定邊緣設(shè)備，向可移動(dòng)的邊緣設(shè)備遷移，進(jìn)而使得邊緣計(jì)算的應(yīng)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(jì)算，將在各個(gè)行業(yè)落地與產(chǎn)學(xué)研融合，共創(chuàng)無限可能。
