Desafíos de la computación en el borde y la práctica de la plataforma hiperconvergente de Tencent Cloud: Solución integrada de nube-borde-dispositivo

El desarrollo de la computación en la nube ha pasado por un proceso de evolución de centralizado a distribuido. La computación en la nube tradicional se caracteriza por una arquitectura centralizada, donde los recursos de cómputo se concentran en los centros de datos de los proveedores de nube, proporcionando una gestión de recursos conveniente y una utilización eficiente de los recursos para las partes interesadas del negocio. Sin embargo, con el auge del Internet de las cosas (IoT) y la madurez de la tecnología 5G, la demanda de capacidad de cómputo se está migrando gradualmente hacia la fuente de datos y el lado del usuario, lo que da lugar al concepto de computación en el borde. La computación en el borde es un modelo de computación distribuida que implementa recursos de cómputo más cerca de la fuente de datos para satisfacer las necesidades de baja latencia y alta tiempo real de los servicios. El desarrollo de la computación en el borde se puede dividir aproximadamente en un período de formación técnica (como CDN), un período de rápido desarrollo (atención académica e industrial) y el período actual de implementación práctica, especialmente impulsado por el 5G, los escenarios de aplicación de la computación en el borde están experimentando un crecimiento explosivo.

La arquitectura de la computación en el borde está evolucionando hacia un modelo de colaboración entre la nube central, la nube de borde y los dispositivos de extremo. Tomando Tencent Cloud como ejemplo, la nube central generalmente se refiere a las salas de servidores IDC, mientras que la nube de borde incluye salas de servidores de diferentes niveles como EC, OC y MEC, y los dispositivos in situ se implementan cerca de la fuente de datos, como pasarelas domésticas, intersecciones de semáforos, etc. Esta arquitectura permite que la latencia entre los dispositivos IoT y los dispositivos de borde se controle dentro de los 2 milisegundos, satisfaciendo servicios de alta tiempo real como el control industrial; la latencia con la nube de borde se puede controlar dentro de los 10 milisegundos, lo que es adecuado para escenarios como audio y video en tiempo real, AR/VR y juegos en la nube. Esta arquitectura de implementación por capas permite desplegar la capacidad de cómputo de manera flexible en la ubicación más adecuada según las necesidades del servicio.

Ante los complejos desafíos que presenta la computación en el borde, la integración de nube-borde-dispositivo se vuelve particularmente necesaria, ya que tiene como objetivo reducir las barreras para la implementación de servicios y promover el desarrollo industrial. La integración se manifiesta en varios niveles: **Gestión unificada**, al ocultar la complejidad de la arquitectura de hardware subyacente, el sistema operativo, el entorno de red, etc., proporciona capacidades de gestión consistentes con la nube central, como monitoreo y alertas, publicación y operaciones. **Colaboración nube-borde**, para lograr la agregación y análisis de datos de borde en el centro, y retroalimentar modelos entrenados o capacidades en la nube al borde, por ejemplo, la inferencia en escenarios de IA se realiza en el borde y el entrenamiento en el centro. **Programación de recursos**, para ajustar de manera razonable y efectiva las características de los recursos de borde dispersos y las grandes diferencias temporales y espaciales de carga, a fin de lograr el mejor efecto de utilización de recursos, mejorar la eficiencia y estabilidad del sistema y reducir costos.

TKE Edge es un sistema de contenedores de computación en el borde desarrollado por Tencent Cloud basado en Kubernetes nativo, cuyo objetivo es ocultar el complejo entorno físico del borde y proporcionar una solución de gestión y programación de recursos unificada y estándar. Sus características principales incluyen: **Nativo de Kubernetes**, expande sin problemas las capacidades de Kubernetes al borde, es compatible con todas las API y recursos, sin costos de aprendizaje adicionales; **Autonomía de borde**, proporciona capacidades de autonomía de borde de nivel L3, permitiendo que los nodos de borde funcionen de forma autónoma incluso en condiciones de red inestables o sin conexión; **Monitoreo de salud de nodos distribuidos**, la primera capacidad de monitoreo de salud en el lado del borde en la industria, logrando una rápida detección e informe de fallas; **Capacidad de orquestación de borde incorporada**, admite la implementación y gestión de microservicios multiregión, mejorando la tolerancia a fallas y la disponibilidad del sistema; **Penetración de red interna**, admite la ejecución y el mantenimiento continuos de nodos de Kubernetes con o sin red pública, y admite protocolos TCP, HTTP y HTTPS.

La plataforma hiperconvergente de Tencent Cloud se ha implementado con éxito en varios campos. En **servicios de audio y video**, la tecnología de contenedores oculta la heterogeneidad subyacente, reduciendo el número de clústeres de miles a docenas, lo que reduce significativamente los costos de desarrollo, prueba y operación. En el campo de la **nube industrial**, simplifica el proceso de entrega, migra todas las operaciones de implementación y mantenimiento a la nube y realiza un modelo de comercio electrónico industrial en la nube, donde los usuarios pueden realizar pedidos y surtir efecto en tiempo real. En escenarios de **gestión de recursos híbridos**, como la colaboración vehículo-carretera, la plataforma puede gestionar simultáneamente la nube central, la nube de borde y los dispositivos inteligentes de intersección dentro de un clúster, resolviendo los problemas de gestión causados por un número excesivo de clústeres y la falta de contenedores en los dispositivos, y logrando la conveniencia de la actualización de servicios y la mejora de la configuración. Estos casos demuestran plenamente la potente capacidad de la plataforma hiperconvergente de Tencent Cloud para mejorar la eficiencia, reducir costos y aumentar la confiabilidad.