云边端芯协同，华为云的云原生观

文/郭涛

2018年云原生计算基金会(Cloud Native Computing Foudation,CNCF)的年报数据显示:2018年,云原生技术在生产系统中的应用数量翻了一番,正评估和准备使用云原生技术的企业用户数量增长了3倍以上。今天,人们对云原生技术的追逐和渴望对比OpenStack有过之而无不及。

在企业数字化转型的大潮中,云原生技术俨然已成为取代传统应用的重要技术驱动力。

空谈误国,代码兴邦

从4年前CNCF成立之日起,云原生的星星之火就开始迅速蔓延,容器、微服务、DevOps在很多行业的头部客户中已是家常便饭。

借KubeCon2019中国站在上海举行这一契机,我们希望更多的行业用户能够认真地审视、理解并应用云原生技术,顺利实现企业云化。在开源界有这样一句名言:“Talk is cheap. Show me the code.”华为云PaaS产品部总经理廖振钦将这句话演绎为“空谈误国,代码兴邦”,也是希望整个产业界,包括厂商和行业用户都能抓住数字化转型的有利时机,推动云原生的广泛应用,并积极向CNCF社区做贡献。

华为是与云原生一起成长的。2015年6月CNCF刚成立,华为就是第一批初创会员,而且也是铂金会员,也就是从那时起,华为就将云原生列入了战略技术投资范围。2018年,华为在推动云原生的发展和应用方面做了大量富有成效的工作,截止目前已有7000多人参加了华为举办的云原生线下活动。另外,华为还出版了4本介绍云原生的书籍,据出版商的反馈,这几本书十分畅销。

2017年,华为云将ServiceStage平台上的微服务沉淀的代码开源并捐赠给了Apache软件基金会,成为ServiceComb项目。ServiceComb开源不到一年,就迅速在Apache软件基金会毕业,成为业界首个Apache微服务顶级项目。6月24日,华为云在KubeCon & CloudNative Con OSS上主办了微服务同址活动Apache ServiceComb Meetup。会上,华为云的多位技术专家联合Apache Committer和伙伴、用户等分享了微服务相关技术、开源开发经验和微服务业务实战经验。

三年前,廖振钦经常苦口婆心地和用户解释,为什么Kubernetes比Docker swarm好用,为什么Kubernetes是未来的趋势。今天,没有人再质疑Kubernetes的主流地位,所有话题都聚焦在如何更好地使用Kubernetes,将Kubernetes从云推至边缘,深入应用的各个领域甚至每个角落。CNCF刚成立时,只有华为一家来自的中国成员,而今天中国的会员已超过40家。这从一个侧面说明,云原生已经在中国蓬勃兴起。

将Kubernetes推至边缘

得益于介入早且投入大,华为始终站在云原生技术与应用的前沿,而且对云原生的现状和未来发展有前瞻性且深刻的洞察。廖振钦将当前云原生的发展趋势归纳为四个关键词:边缘、多云、智能和异构。

下一代云计算的形态不会是集中式的超算中心,而是由成千上万个边缘节点连接而成的泛在式、分布式的边缘网络,形成泛在的云。将计算能力“推”至边缘是顺势而为。云原生技术将成为该模式中不可或缺的技术支撑。

以前,一提到边缘计算,人们的目光都盯在嵌入式设备上,忽视了边缘要和云协同。廖振钦告诉记者,边缘计算与云的应用场景有很多是类似的,需求有相通之处。比如,在边缘的管理节点上,同样要面临计算、存储、网络等问题。另外,随着用户对边缘计算应用的要求不断提高,边缘计算也要进行容器化、微服务化改造。华为在两年多前启动了KubeEdge项目。这个项目的名字,顾名思义就是将Kubernetes推至边缘。

廖振钦强调说,KubeEdge并不是简单地对Kubernetes进行裁剪,实现轻量化,项目的核心还是实现边云协同。比如,在AI场景下,在云侧,要利用云中海量的数据支持大规模的AI训练,而轻量的一些AI推理可以放到边缘运行,这就是边云协同。另外一种典型情况是,边缘侧通常资源比较固定,没有太大的资源池,所以在业务高峰时,可以将边缘的计算力弹性扩展到云上。

同样是在上海举行的KubeCon2018大会上,华为正式发布了KubeEdge项目,并于2018年11月开源。2019年3月,KubeEdge正式成为CNCF的项目。6月,在KubeCon2019大会上,华为推出KubeEdge 1.0,这是一个具有里程碑意义的版本,不仅实现了端边云全面协同,而且产品本身的性能、可靠性和稳定性得到了进一步提升,还能支持服务网格。

KubeEdge 1.0是一个轻量化的版本,大小只有45MB,运行时只需要单核的CPU和128MB内存,却可以管理4000个节点。

KubeEdge源自华为云上的明星服务——智能边缘平台(IEF)服务,它已在工业质检、文字识别、人脸识别、驾驶行为分析等方面有了非常广泛的应用。

打造多云和混合云的基石

IDC预测,未来85%以上的企业都将实施多云和混合云战略,这将成为企业的“新常态”。云原生技术的可移植性从根本上解决了多云和混合云实施的技术难题,必将加速多云和混合云战略的落地进程。

2019年3月,华为云率先推出了全球首个基于Kubernetes-Federation的容器多云混合云解决方案MCP(Multi-cloud Container Platform)。此方案一经推出便吸引了国内互联网、金融、传媒等近50家企业参与公测。

向前追溯,华为从2015年起便联合社区开始孵化Federation项目;2016年该项目完成功能最小集开发;2017—2018年,成为独立子项目并推出V2版本;2019年3月,华为率先推出Federation商业化版本,并基于此打造了多云混合云解决方案MCP,在功能上主打跨云应用自动容灾、跨云流量智能分担、业务地域策略化运营等。

激发AI算力的小宇宙

如今,人工智能的浪潮已经席卷全球每个角落。华为云智能应用平台就是站在云原生的肩膀上,致力于让数字化转型更智能。“云原生应用的发展非常迅速,大大超出了我们很多人的期望和想象。之前,我们的工作重点放在对应用的支持上,大家都熟知Kubernetes可以很好地支持无状态应用,对应用进行编排、调度、分发。”廖振钦话锋一转,”人工智能、大数据最需要的还是批量高性能调度的支持。因此,华为云开发出AI容器,支持华为云EI服务。”

在本次大会上,华为云正式宣布将其面向高性能计算的新一代批量计算平台Volcano项目开源(已在Github开源),激发企业AI算力的小宇宙。

Volcano源于华为云AI容器,在支撑华为云一站式AI开发平台ModelArts、容器服务CCI等服务的稳定运行中发挥着重要作用。Volcano提供高性能任务调度引擎、高性能异构芯片管理、高性能任务运行管理等通用计算能力,通过接入AI、大数据、基因、渲染等诸多行业计算框架服务终端用户。

特别值得一提的是,在2019年3月斯坦福大学发布的最新DAWNBench榜单中,华为云ModelArts一站式AI开发平台荣获图像识别训练和推理性能双料冠军,其背后就有Volcano的鼎力支持。得益于Volcano的高性能任务处理机制,华为云基因容器服务将基因测序的效率提升了30%,赢得了国内多家头部基因测序企业的青睐。

坚定支持多元架构

“就云原生技术本身来说,目前社区的版本只支持比较单一的算力架构,包括x86架构和GPU架构。但是,未来随着越来越多的人工智能芯片的引入,以及开放的ARM架构生态的成熟,云原生必须支持异构计算,才能为云上和边缘提供更高性能的计算资源,使得云原生应用更高效的运行。”廖振钦如是说。

除传统架构外,在算力方面,华为云从“芯”开始,为“云+AI+5G”时代提供高性价比、自主可控的理想算力。2018年,华为在芯片方面实现重大突破,先是推出昇腾910和昇腾310两款自研AI芯片,为客户提供充裕经济AI算力;接着发布了基于鲲鹏架构的7nm服务器处理器——鲲鹏920(Kunpeng 920),专为大数据处理和分布式存储等应用设计,适合高并发、低功耗的海量终端数据和并发应用场景。华为云容器服务促进了以Kubernetes为代表的云原生技术支持包括鲲鹏、昇腾等在内的新兴多元架构。

廖振钦总结说:“很快,我们将推出Kubernetes基于这些多元计算架构的整个平台和应用。同时,我们也会把支持鲲鹏生态、昇腾AI芯片等多元架构的Kubernetes回馈贡献给社区,让整个Kubernetes云原生社区都能更好地支持多元的架构。”

华为云在以Kubernetes为代表的云原生领域大刀阔斧地前进,以“云+边+端+芯”的全栈技术积累构建“云原生+AI” 、“云原生+边缘”等领先能力,从而使能全行业。

行百里者半九十,在技术创新的道路上从来没有捷径,而且必须持之以恒。在云原生这条光明大道上,华为已经开了一个好头,接下来就是如何继续保持领先和不断取得新的突破。廖振钦坦言,他的心理压力比较大,现在中国的原云生应用正全面兴起,其他厂商又紧追不舍。不能起了个大早赶了个晚集。廖振钦和他的小伙伴们以此激励自己,努力前进,不能打半个盹。

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