關(guān)鍵任務(wù)智能系統的云操作系統需要哪些特質(zhì)

1   產(chǎn)業(yè)變遷帶來(lái)的技術(shù)變化

一份基于對500 多位業(yè)界領(lǐng)袖的訪(fǎng)談顯示，2020年—2025 年，電信運營(yíng)商將投入1 萬(wàn)億資本支出，其中80% 用于5G 網(wǎng)絡(luò )建設。這對服務(wù)提供商來(lái)說(shuō)是巨大的轉型需求，即在未來(lái)的5 年中會(huì )有240 億臺設備的互聯(lián)需求。還有一個(gè)非常有意思的技術(shù)變化，就是現在更多的是基于軟件的部署。因此，會(huì )從獨立的專(zhuān)用企業(yè)系統變成一種分門(mén)別類(lèi)的網(wǎng)絡(luò )，即其中的硬件、基礎構架和軟件是由不同公司提供的，這個(gè)新時(shí)代需要邊緣計算基礎設施和云基礎構架。

客戶(hù)的挑戰主要有4 種類(lèi)型：①提出軟件研發(fā)的概念，②把研發(fā)完成的軟件應用部署在基礎設施中，③開(kāi)通和運營(yíng)這套系統，④通過(guò)日常的運營(yíng)為最終用戶(hù)提供服務(wù)。

因此，新一代的操作系統平臺要有兩個(gè)重要屬性：①可跨多個(gè)云進(jìn)行部署；②是高度自動(dòng)化的云平臺?；趯蛻?hù)所面臨的挑戰進(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(gè)云原生平臺，用于關(guān)鍵任務(wù)智能系統的開(kāi)發(fā)、部署、運作和服務(wù)，能夠滿(mǎn)足信息安全性、功能安全性和可靠性等方面嚴苛的要求。Studio 通過(guò)提供云邊統一管理界面（SPoG）運營(yíng)能力來(lái)支持智能5G 分布式邊緣云，實(shí)現靈活高效的部署、管理和運作（如圖1）。

圖1 關(guān)鍵任務(wù)智能系統=智能云+智能邊緣

2   幫助客戶(hù)實(shí)現全球首個(gè)虛擬化5G數據體系

北美大型電信運營(yíng)商Verizon 采用了Wind River Studio 提供的云原生基礎架構和分析功能完成了5G vRAN（虛擬無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)）部署，在全球首個(gè)端到端完全虛擬化5G 數據會(huì )話(huà)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)鍵應用的領(lǐng)域，例如窄帶和室內覆蓋，以及在企業(yè)內部進(jìn)行的5G 覆蓋等都可以成功實(shí)現。

風(fēng)河之所以能抓住這個(gè)機會(huì )，是因為運營(yíng)商對于一些新的應用場(chǎng)景非常感興趣，因為可以推動(dòng)服務(wù)提供商獲得新的業(yè)務(wù)營(yíng)收。這些豐富的應用場(chǎng)景涵蓋廣泛，包括邊緣基礎架構，例如自動(dòng)駕駛、沉浸式的增強現實(shí)（AR）以及數據分析等，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)提供商應對復雜的挑戰，為地理上分散的云設施提供以下多項云邊統一管理界面（SPoG）運營(yíng)能力：

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

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

● 核心到邊緣的協(xié)同，用于實(shí)現分布式云網(wǎng)絡(luò )和應用服務(wù)的高效管理和自動(dòng)化，包括容器、網(wǎng)元和邊緣設備管理。

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(shí)候，肯定不是中心化架構，而是分布式架構。就算有了分布式技術(shù)，客戶(hù)也會(huì )發(fā)現在日常應用和操作時(shí)，這些不同的功能也極具挑戰，所以客戶(hù)需要一個(gè)高度集成和自動(dòng)化的能力，通過(guò)風(fēng)河的編排系統可以實(shí)現應用的全自動(dòng)化。

還有一個(gè)叫做Conductor，這個(gè)功能是用戶(hù)自己定制想要的服務(wù)，而且是以圖形展示的方式來(lái)定義的。所以整個(gè)界面具有高度可操作性，可以在這個(gè)架構中一會(huì )兒看代碼，一會(huì )兒看圖像，方便信息界面的調節。

3   擁抱開(kāi)源

5G 的部署有一項非?；A、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(gè)非常有意思的特點(diǎn)，就是其地理位置覆蓋特別廣，可能達數千數萬(wàn)平方米，所以要求計算不僅是分布式的，還要跨越不同地區，這就需要開(kāi)放并與客戶(hù)合作。

為了支持開(kāi)源，2018 年前后，風(fēng)河公司就與其他公司合作，參加了開(kāi)源的云計算管理平臺項目——OpenStack，現在是Open Infrastructure Foundation（OIF）的開(kāi)源組織，這是一個(gè)全開(kāi)源的社區項目。之后，風(fēng)河又參與了OIF 支持的StarlingX 開(kāi)源項目，是英特爾和風(fēng)河開(kāi)源的邊緣計算項目。有些人認為，有Open Stack和vRan 就足夠了，但是風(fēng)河認為現有技術(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)注大規模技術(shù)，現在小節點(diǎn)/ 接入點(diǎn)也要考慮在內。因為網(wǎng)絡(luò )邊緣的實(shí)時(shí)性有時(shí)仍然是很高的，例如兩輛自動(dòng)駕駛車(chē)輛彼此之間需要進(jìn)行信號交互來(lái)避免發(fā)生事故，這要求極低的延遲/ 更高的實(shí)時(shí)性和安全性。因此，在整個(gè)生命周期的管理過(guò)程中，包括軟件升級和基礎架構的管理，都需要利用Wind River Studio 平臺進(jìn)行操作。

風(fēng)河做了一個(gè)測算，利用Wind River Studio 技術(shù)可以幫助客戶(hù)在網(wǎng)絡(luò )邊緣節約75% 的成本。這是非?？捎^(guān)的數字，因為客戶(hù)的邊緣連接量可能不只10 萬(wàn)臺，可能是更高的連接量。

那么，為什么能實(shí)現75% 的成本節約？因為以前的技術(shù)是內置一個(gè)非常大的數據庫，缺點(diǎn)在于雖然有大量的信息，但中間的不連續性很高。所以在設計Wind River Studio 時(shí)，重新在邊緣進(jìn)行低成本設計，不再采用原來(lái)老的技術(shù)，因此這是一個(gè)虛擬化重新設計之后的結果。例如，以往可能要用6 個(gè)服務(wù)器，現在1 個(gè)服務(wù)器就夠了，因此，過(guò)去可能需要10、12、14 個(gè)盒，現在2 個(gè)盒就夠了。這樣做效率更高，實(shí)時(shí)性更好，而且所使用的服務(wù)器和盒的數量降低了。

4   云操作系統與嵌入式實(shí)時(shí)操作系統相輔相成

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

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

從另一個(gè)角度來(lái)看，隨著(zhù)IT 的發(fā)展，包括所謂的云、虛擬化技術(shù)等，通過(guò)云操作系統的開(kāi)發(fā)反過(guò)來(lái)影響了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統的開(kāi)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 和傳統的嵌入式操作系統是如何進(jìn)行優(yōu)勢整合的？實(shí)際上，Wind River Studio 是一個(gè)端到端完整的高度集成解決方案，從智能系統的開(kāi)發(fā)、部署到運營(yíng)，直到最后的軟件更新和邊緣化計算，都是一整套集成方案，當然其中有一些功能是要通過(guò)傳統平臺來(lái)實(shí)現的，也包括風(fēng)河VxWorks 或Wind River Linux。換句話(huà)說(shuō)，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(wú)論是嵌入式實(shí)時(shí)操作系統，還是云基礎架構或自動(dòng)化平臺。

5   小結

當你看到新的營(yíng)收機會(huì )，你必須提供新的業(yè)務(wù)應用來(lái)抓住這些機會(huì )。預計2024 年電信運營(yíng)商將會(huì )獲得80 億美元的營(yíng)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(gè)平臺化產(chǎn)品，可幫助客戶(hù)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)域的應用。該技術(shù)可以實(shí)現數據分析，實(shí)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)化操作，應對行業(yè)中的很多挑戰，而這些功能都是在單一平臺上實(shí)現的。

除了5G 部署，風(fēng)河的Wind River Studio 還覆蓋多個(gè)行業(yè)，從航天航空到國防、工業(yè)、醫療、汽車(chē)等，可以應對這些行業(yè)的挑戰。

（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年4月期）