腾讯陈炜:腾讯边缘互联网络技术演进与探索

5月24日,2022网络开源技术生态峰会(线上)盛大开幕,本届大会由“科创中国”未来网络专业科技服务团指导,江苏省未来网络创新研究院主办,SDNLAB社区承办。会上,腾讯边缘与物联网络技术总监陈炜先生,为大家带来‍‍《腾讯边缘互联网络技术演进与探索》主题演讲。‍‍

陈炜首先简单介绍了腾讯在消费和产业互联网的发展现状:微信目前月活达到了12亿以上,腾讯会议已有2亿以上的用户接入服务,腾讯云持续提供200款以上的产品服务。腾讯的TO C和TO B业务大部分都‍‍建立腾讯云基础设施上,‍‍当前腾讯云基础设施已经发展了27个地域、70个AZ、2800个以上边缘CDN节点、百万量级以上的服务器以及100TB的互联网出口带宽。

分布式云、5G、物联网‍‍已经成为未来重要的发展方向,将是构成算和网的重要的基础设施。Gartner预测,到2025年,超过50%的公司或组织将在它选择的地点使用分布式云,从而实现转型业务模式。分布式云有几个重要的方向:包括企业内部部署公有云、物联网边缘云、城域社区云、5G移动边缘云和全球网络边缘云。另外,陈炜表示元宇宙将是未来发展的重要方向之一,云计算、边缘计算、5G物联网‍‍也将成为其重要的驱动力和支撑技术。

腾讯云原生跨云解决方案

接下来陈炜介绍了腾讯的云原生跨云解决方案。除了在腾讯机房‍‍构建的云中心节点之外,也在建设边缘云起点(腾讯机房),‍‍在客户和第三方机房提供云能力以及在客户机房上构建私有云节点。腾讯云基础设施以统一的技术栈、产品体验‍‍帮助客户提供公有云、私有云专有云或以及混合云服务。‍‍

腾讯云网络基础设施

从云网络技术上来看,腾讯云网络基础设施分为四个大类。‍‍

首先是DCN,在DC机房去构建DCN网络以及高性能网络,腾讯自研了网络交换机,提高快速迭代‍‍和运营能力。‍‍另外,还构建了高性能、高可靠‍‍、具有灵活弹性的DCI网络,引入了开放光系统。在企业上云方面,构建了ECN网络,主要包括云专线接入、VPN网关以及SD-WAN,帮助企业客户上云。同时腾讯也在不断的发展边缘互联网络,包括边缘网关、5G物联平台等。‍‍

边缘互联网络的需求与关键技术

腾讯在边缘互联网上有哪些需求和关键的技术挑战呢?‍‍

需求

  • 可靠性:如何在‍‍公网上去构建实现边缘节点间及边缘与中心间可靠的网络连接,是当前的一个重要需求;
  • 灵活性:‍‍在边边互联、边缘互联时,会有多条路径可以选择,需要在满足客户需求的情况下选择合适的路径去提供服务;‍‍
  • 低成本:‍‍边缘节点资源有限,要降低支撑型功能硬件资源占用;
  • 降时延:如何去降低5G用户或者5G终端‍‍接入边缘计算网络时延的问题,也是重要的需求之一。

关键技术

针对边缘互联及加速网络技术、可编程高性能网络、5G边缘计算这三个关键技术,‍‍腾讯也在不断地‍‍探索研究。

边缘互联网络技术

‍‍在边缘节点之间有多条可选的路径,比如可以构建专线的连接,也可以使用不同运营商的公网连接,那么如何构建一个高性能的‍‍单路径上互联的可靠传输?‍‍在产品形态上,腾讯的边缘机房‍‍会演进成一个AZ可用区的形态,默认VPC构建时会在边边之间存在‍‍VPC内子网互通的问题。中心云是基于内网传输,不存在任何安全风险,基于公网的话,‍‍要构建在加密传输的链路之上。在单条链路上如何抗丢包?抗抖动?可以‍‍考虑FEC等抗丢包技术的引入。同时,腾讯在互联网关及链路上,可实现快速的监控和链路检测,以及无损的故障切换能力。

不同的路径成本也是不一样的,‍‍怎么能够在满足用户意图的情况下,在多条链路之间选择以实现性能需求、成本需求等。‍‍因此多路径情况下灵活的流量调度,也是目前研发的核心技术。‍‍

可编程高性能网络技术

目前的边缘网关是基于NFV/SDN、x86服务器的分布式软件路由系统实现的,有万级邻居、亿级路由表项、易扩展、快迭代等优势。边缘机房规模小、服务器规模小,但‍‍边缘计算里需要的执行网关数量又比较多,如果仍然采用这种‍‍传统的方式,边缘计算的成本占用将非常高。‍‍由此腾讯构建了边缘网关2.0,从1.0的x86加DPDK演进到2.0的Smart Switch加FPGA。吞吐从100G-400G上升到3.2T -12.8T,转发时延进一步降低成微秒级别。

‍‍可编程高性能网络技术技术不仅仅应用在边缘计算网关里,也会应用在中心云网关里。‍‍腾讯有一套统一的可编程硬件和软件平台,会通过FPGA的硬件能力实现表项的扩展,‍‍同时会用容器化的方式去构建不同的应用类型。通过X86和‍‍ ‍‍FPGA以及可编程芯片的协同去实现快速路径的转发和慢速路径的容量扩展及表项扩展。

下图是可编程交换机的软件平台,主要分成两大层:一是应用层,主要是以容器化方式提供。二是SONiC操作系统,已经在腾讯DCN和DCI‍自研交换机中广泛应用。除了对传统自研交换机能力支持之外,‍‍还要考虑对可编程能力的支持。

接下来陈炜分享了一个云游戏案例。传统游戏是把游戏服务器放在中心云进行部署,通过本地和远端的指令,在手机和PC上进行渲染,对硬件要求很高。‍‍云游戏最初是基于中心机房进行部署,在端侧的一些渲染能力会向中心侧去迁移,也就是渲染能力会在中心侧进行部署,然后把指令传给中心侧的渲染服务器,‍‍渲染完以后会给推流服务器,把视频流推给终端。在这种方式下,端侧更加轻量级,硬件要求更低。从产品形态上可以即点即玩,无需更多软件包的下载更新。但这种基于中心云部署的方式也带来一些问题,比如时延更高,中心DC很难覆盖‍‍全国的节点,其带宽成本也很高。

之后云游戏业务架构基于边缘计算进行了重构。‍‍游戏服务器仍然部署在中心节点,‍‍渲染和推流服务器下沉部署到边缘机房的节点,带宽成本得到降低。‍‍由于推流的服务器在边缘节点,广覆盖全国大部分的地市,时延也会更低。

最后陈炜表示在边缘互联和加速网络技术、高性能网络技术以及在5G边缘计算方面,腾讯‍‍一直在不断地探索和创新,助推边缘互联网络技术更好地发展。‍

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