關(guān)鍵任務(wù)智能系統(tǒng)的云操作系統(tǒng)需要哪些特質(zhì)

1   產(chǎn)業(yè)變遷帶來的技術(shù)變化

一份基于對500 多位業(yè)界領(lǐng)袖的訪談顯示，2020年—2025 年，電信運營商將投入1 萬億資本支出，其中80% 用于5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。這對服務(wù)提供商來說是巨大的轉(zhuǎn)型需求，即在未來的5 年中會有240 億臺設(shè)備的互聯(lián)需求。還有一個非常有意思的技術(shù)變化，就是現(xiàn)在更多的是基于軟件的部署。因此，會從獨立的專用企業(yè)系統(tǒng)變成一種分門別類的網(wǎng)絡(luò)，即其中的硬件、基礎(chǔ)構(gòu)架和軟件是由不同公司提供的，這個新時代需要邊緣計算基礎(chǔ)設(shè)施和云基礎(chǔ)構(gòu)架。

客戶的挑戰(zhàn)主要有4 種類型：①提出軟件研發(fā)的概念，②把研發(fā)完成的軟件應(yīng)用部署在基礎(chǔ)設(shè)施中，③開通和運營這套系統(tǒng)，④通過日常的運營為最終用戶提供服務(wù)。

因此，新一代的操作系統(tǒng)平臺要有兩個重要屬性：①可跨多個云進(jìn)行部署；②是高度自動化的云平臺?；趯蛻羲媾R的挑戰(zhàn)進(jìn)行分析，全球領(lǐng)先的智能邊緣軟件提供商風(fēng)河公司推出了Wind River Studio，這是一個云原生平臺，用于關(guān)鍵任務(wù)智能系統(tǒng)的開發(fā)、部署、運作和服務(wù)，能夠滿足信息安全性、功能安全性和可靠性等方面嚴(yán)苛的要求。Studio 通過提供云邊統(tǒng)一管理界面（SPoG）運營能力來支持智能5G 分布式邊緣云，實現(xiàn)靈活高效的部署、管理和運作（如圖1）。

圖1 關(guān)鍵任務(wù)智能系統(tǒng)=智能云+智能邊緣

2   幫助客戶實現(xiàn)全球首個虛擬化5G數(shù)據(jù)體系

北美大型電信運營商Verizon 采用了Wind River Studio 提供的云原生基礎(chǔ)架構(gòu)和分析功能完成了5G vRAN（虛擬無線接入網(wǎng)）部署，在全球首個端到端完全虛擬化5G 數(shù)據(jù)會話中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在使用了這種5G 部署后，有一些關(guān)鍵應(yīng)用的領(lǐng)域，例如窄帶和室內(nèi)覆蓋，以及在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行的5G 覆蓋等都可以成功實現(xiàn)。

風(fēng)河之所以能抓住這個機會，是因為運營商對于一些新的應(yīng)用場景非常感興趣，因為可以推動服務(wù)提供商獲得新的業(yè)務(wù)營收。這些豐富的應(yīng)用場景涵蓋廣泛，包括邊緣基礎(chǔ)架構(gòu)，例如自動駕駛、沉浸式的增強現(xiàn)實（AR）以及數(shù)據(jù)分析等，都可以獲得非常好的技術(shù)支持。

Wind River Studio 平臺可以幫助服務(wù)提供商應(yīng)對復(fù)雜的挑戰(zhàn)，為地理上分散的云設(shè)施提供以下多項云邊統(tǒng)一管理界面（SPoG）運營能力：

● 完全基于云、Kubernetes 和容器的體系結(jié)構(gòu)，用于大規(guī)模部署和管理分布式邊緣網(wǎng)絡(luò)

● 網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)，包括集成的數(shù)據(jù)收集、監(jiān)控和報告工具，以便優(yōu)化分布式云網(wǎng)絡(luò)的管理和運營

● 核心到邊緣的協(xié)同，用于實現(xiàn)分布式云網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用服務(wù)的高效管理和自動化，包括容器、網(wǎng)元和邊緣設(shè)備管理。

其中的容器技術(shù)是非常新的概念，在部署一些虛擬機的時候，肯定不是中心化架構(gòu)，而是分布式架構(gòu)。就算有了分布式技術(shù)，客戶也會發(fā)現(xiàn)在日常應(yīng)用和操作時，這些不同的功能也極具挑戰(zhàn)，所以客戶需要一個高度集成和自動化的能力，通過風(fēng)河的編排系統(tǒng)可以實現(xiàn)應(yīng)用的全自動化。

還有一個叫做Conductor，這個功能是用戶自己定制想要的服務(wù)，而且是以圖形展示的方式來定義的。所以整個界面具有高度可操作性，可以在這個架構(gòu)中一會兒看代碼，一會兒看圖像，方便信息界面的調(diào)節(jié)。

3   擁抱開源

5G 的部署有一項非?；A(chǔ)、重要的技術(shù)：首先要部署的是虛擬化RAN（vRan）。在這種云原生的環(huán)境下，有一個非常有意思的特點，就是其地理位置覆蓋特別廣，可能達(dá)數(shù)千數(shù)萬平方米，所以要求計算不僅是分布式的，還要跨越不同地區(qū)，這就需要開放并與客戶合作。

為了支持開源，2018 年前后，風(fēng)河公司就與其他公司合作，參加了開源的云計算管理平臺項目——OpenStack，現(xiàn)在是Open Infrastructure Foundation（OIF）的開源組織，這是一個全開源的社區(qū)項目。之后，風(fēng)河又參與了OIF 支持的StarlingX 開源項目，是英特爾和風(fēng)河開源的邊緣計算項目。有些人認(rèn)為，有Open Stack和vRan 就足夠了，但是風(fēng)河認(rèn)為現(xiàn)有技術(shù)還不足以支撐5G 和邊緣計算的部署。在分布式計算環(huán)境下，對可靠性、可用性和可拓展性的要求更高，以前可能關(guān)注大規(guī)模技術(shù)，現(xiàn)在小節(jié)點/ 接入點也要考慮在內(nèi)。因為網(wǎng)絡(luò)邊緣的實時性有時仍然是很高的，例如兩輛自動駕駛車輛彼此之間需要進(jìn)行信號交互來避免發(fā)生事故，這要求極低的延遲/ 更高的實時性和安全性。因此，在整個生命周期的管理過程中，包括軟件升級和基礎(chǔ)架構(gòu)的管理，都需要利用Wind River Studio 平臺進(jìn)行操作。

風(fēng)河做了一個測算，利用Wind River Studio 技術(shù)可以幫助客戶在網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)約75% 的成本。這是非?？捎^的數(shù)字，因為客戶的邊緣連接量可能不只10 萬臺，可能是更高的連接量。

那么，為什么能實現(xiàn)75% 的成本節(jié)約？因為以前的技術(shù)是內(nèi)置一個非常大的數(shù)據(jù)庫，缺點在于雖然有大量的信息，但中間的不連續(xù)性很高。所以在設(shè)計Wind River Studio 時，重新在邊緣進(jìn)行低成本設(shè)計，不再采用原來老的技術(shù)，因此這是一個虛擬化重新設(shè)計之后的結(jié)果。例如，以往可能要用6 個服務(wù)器，現(xiàn)在1 個服務(wù)器就夠了，因此，過去可能需要10、12、14 個盒，現(xiàn)在2 個盒就夠了。這樣做效率更高，實時性更好，而且所使用的服務(wù)器和盒的數(shù)量降低了。

4   云操作系統(tǒng)與嵌入式實時操作系統(tǒng)相輔相成

有些公司在做嵌入式的實時操作系統(tǒng)，Wind River Studio 與嵌入式實時操作系統(tǒng)相比有什么優(yōu)勢呢？

其實二者是一脈相承的。風(fēng)河最早做嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks，規(guī)模大一點后做嵌入式Linux，也是加強了實時性和可靠性。如果從這個脈絡(luò)看，可以把Wind River Studio 看作是云操作系統(tǒng)，具有實時性、可靠性的特點。

從另一個角度來看，隨著IT 的發(fā)展，包括所謂的云、虛擬化技術(shù)等，通過云操作系統(tǒng)的開發(fā)反過來影響了嵌入式實時操作系統(tǒng)的開發(fā)，使container（容器）、Kubernetes、虛擬化等技術(shù)引入了嵌入式。所以二者是相輔相成的。

那么，Wind River Studio 和傳統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)是如何進(jìn)行優(yōu)勢整合的？實際上，Wind River Studio 是一個端到端完整的高度集成解決方案，從智能系統(tǒng)的開發(fā)、部署到運營，直到最后的軟件更新和邊緣化計算，都是一整套集成方案，當(dāng)然其中有一些功能是要通過傳統(tǒng)平臺來實現(xiàn)的，也包括風(fēng)河VxWorks 或Wind River Linux。換句話說，風(fēng)河的每一項單一產(chǎn)品都已經(jīng)高度集成在Wind River Studio 解決方案中，無論是嵌入式實時操作系統(tǒng)，還是云基礎(chǔ)架構(gòu)或自動化平臺。

5   小結(jié)

當(dāng)你看到新的營收機會，你必須提供新的業(yè)務(wù)應(yīng)用來抓住這些機會。預(yù)計2024 年電信運營商將會獲得80 億美元的營收，而2020年才只有5.25 億美元。

風(fēng)河的最新產(chǎn)品Wind River Studio 是一個平臺化產(chǎn)品，可幫助客戶成功而便捷地進(jìn)行技術(shù)部署，而且可以針對不同垂直領(lǐng)域的應(yīng)用。該技術(shù)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，實時進(jìn)行自動化操作，應(yīng)對行業(yè)中的很多挑戰(zhàn)，而這些功能都是在單一平臺上實現(xiàn)的。

除了5G 部署，風(fēng)河的Wind River Studio 還覆蓋多個行業(yè)，從航天航空到國防、工業(yè)、醫(yī)療、汽車等，可以應(yīng)對這些行業(yè)的挑戰(zhàn)。

（本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年4月期）