解锁火山引擎新一代边缘云，4大场景下的应用与实践
IDC 数据显示，2021-2025年，边缘侧生产、汇聚、分析的数据在数据总量中占比持续攀升，边缘算力已成为算力体系的重要构成部分。同时，在整个算力体系中，边缘计算作为中心云算力的延伸，既能覆盖端侧算力，实现业务需求的就近处理，也能承接中心应用能力的下沉，缓解中心压力。因此，边缘云提供的分布式云计算能力，成为诸多业务的不二选择。
2019年，火山引擎着手布局边缘云赛道，目前已对外开放了长期实践中沉淀的边缘云基础设施产品矩阵，以及安全稳定的融合网络。
本文根据火山引擎边缘云高级产品总监沈建发老师在2022全球边缘计算大会·上海站的分享整理而成，文章将详细介绍火山引擎边缘云场景应用与实践。
火山引擎新一代边缘云
边缘云产品解决方案
火山引擎边缘云是指，以云计算基础技术和边缘异构算力结合网络为基础，构建在边缘大规模基础设施之上的云计算服务。形成了以边缘位置的计算、网络、存储、安全、智能为核心能力的新一代分布式云计算解决方案。
火山引擎将用户到云中心之间所有的算力层都定义为边缘云的范畴，包括从现场边缘、近场边缘到云边缘三层，覆盖1-40ms时延的范围。分别提供从用户现场、本地城市节点和区域中心汇聚结点等整体边缘云能力，确保用户就近接入，满足业务超低时延的算力调度和网络转发能力的需求。
同时，基于统一的边缘云基础设施底座，结合自研的边缘云原生操作系统，实现云网协同、云边协同、多云协同和边边协同等能力，覆盖全边缘场景。在此之上，火山引擎构建了计算、加速、应用三个单元服务类型，助力业务体验创新。
- 首先，在计算层，提供了包括边缘计算节点、边缘容器函数等更低时延、更高性能、稳定可靠的计算资源，满足用户多种异构算力就近部署的需求。
- 其次，在加速层，提供包括内容分发网络、全站加速、全球加速等多种加速能力，助力业务的高效连接。
- 最后，在应用层，分别提供边缘渲染、边缘智能、域名与证书等三大应用服务体系，提供从流量入口到应用的全链路产品。
新一代算力底座：边缘计算云平台
边缘计算云平台是火山引擎边缘云的新一代算力底座，平台整体采用一横N纵的结构方式，一横是指基于边缘计算基础设施打造的云原生边缘平台，N纵是指具象化的服务能力。
- 在边缘基础设施层，按边缘算力的分布层级，优选全国各省市丰富的边缘资源和运营商网络，并按地理层级部署优质的单线、多线节点。结合多种架构的硬件设备，如X86包括定制CPU、ARM服务器、智能网卡、GPU等算力和网络资源，打造面向异构算力的边缘基础设施底座。
- 在平台层，基于边缘基础设施底座和自研的边缘云原生操作系统，构建了边缘自治管理、核心系统组件管理以及面向大规模部署的镜像服务能力。同时，云原生边缘平台实现模块化，通过自研的网络、安全、存储组件，提供云边一致化的使用体验。如VPC私有网络、弹性IP、IPv4/6双栈和高性能负载均衡、防火墙、高效云盘、块存储能力等。
- 在边缘计算资源服务和应用服务层，火山引擎按需提供不同的算力单元，如边缘计算节点、边缘容器、边缘函数等边缘资源，同时在应用层提供边缘渲染、边缘智能等应用服务。
最后，配合云边管理和数据可视，实现全域智能调度、实时数据大屏，满足视频上云、视频直播、实时音视频、云游戏等不同场景对算力和网络的需求。
内容分发与加速网络
火山引擎边缘云的内容分发与加速网络，能够基于统一的基础算力底座，构建广域覆盖的内容分发与加速网络，提供全局调度、负载均衡、请求管理、缓存控制、多级架构、回源管理等基础服务。面向图片/网页、大文件下载、流媒体等业务提供高速分发与加速能力，并在性能优化上采用了HTTP2、QUIC、双栈加速、页面压缩等特性，实现高性能优化。另外，丰富的控制台、API及详细的产品文档，能够满足客户便捷的接入需求，实现内容高效分发和极致的网络加速体验。
边缘渲染
边缘渲染服务是基于统一的边缘计算基础底座，在边缘云原生操作系统之上构建的PaaS平台，通过智能调度、任务编排，自定义渲染引擎，配合优化的网络传输和实时通信协议，为直播特效、数字人、云游戏、VR、影视动画制作、家装设计等提供实时渲染和离线渲染能力。
为什么要在边缘云上提供云渲染服务？除了满足实时渲染需要的低时延和强大算力外，火山引擎在离线渲染场景也进行了验证。例如相对于一个1G项目工程文件，生成100帧，每帧300MB图片的场景，在同等算力下，中心完成任务处理的时间需要760秒，而边缘只需要79秒，整体的传输效率是中心的9.62倍。
边缘云核心优势
火山引擎边缘云在长期实践中也积累和总结了自身的四大核心优势：
- 1.高性能标准硬件资源：全网采用NVMe SSD高效云盘和本地盘，通过SPDK技术优化，磁盘IO延时小于1ms。同时优选100G/25G智能网卡和不同系列GPU和定制CPU，为用户提供高性能的计算和网络转发能力。
- 2.超大规模边缘资源：超百T带宽储备、百万核vCPU/GPU能力，多层边缘1-40ms不同运营商资源接入，为大型流量业务提供可靠保障。
- 3.超高的产品性能：产品已支撑亿级QPS，边缘单实例网络PPS超800W，同时可提供内存+闪盘多级缓存。
- 4.超流量场景验证保障：支撑央视春晚直播和红包业务、818抖音新潮好物节等流量洪峰场景，沉淀了大型流量业务保障经验，也形成了完善的监控、运维和服务体系。
目前基于火山引擎边缘云的产品解决方案，也在视频上云、游戏加速、辅助驾驶、实时渲染等多个场景落地。
基于火山引擎边缘云的场景应用与实践
视频上云
视频上云主要基于全国分布的边缘计算节点，部署视频接入服务，优化视频传输的网络链路，降低时延，实现监控摄像头视频数据本地上云和用户实时查看，保障低时延的业务体验。同时，边缘云高性能云盘支持本地视频高IO缓存，并能将数据通过云边协同存入中心，边缘性价比带宽支持业务多区域终端设备接入，边缘云GPU支持AI推理，帮助实现本地视频解析和实时决策能力，帮助视频上云业务提高效率，优化成本。
游戏加速
在游戏加速场景中，游戏加速器供应商能够通过广泛分布的边缘计算节点构建游戏加速节点，可以满足不同区域用户使用不同游戏业务的诉求。优质的边缘计算和网络资源，让不同地区的不同终端用户能够实现就近接入，解决用户高峰期网络丢包、卡顿等问题，实现不同游戏的定向加速能力，提升用户体验。
辅助驾驶
车载摄像头、雷达机关、天线等综合数据，需要在云上做快速决策处理，辅助驾驶对时延的要求较高，需要在监控指挥室做出快速决策。边缘计算可以结合云中心，将训练好的模型和数据做到云边协同。另外，边缘计算可以快速处理如视频接入、智能解析、本地存储服务，并将结构化数据跟中心协同，实现现场监控室的快速决策。
实时渲染
实时渲染广泛应用于虚拟穿戴、数字人、人脸特效等业务领域。业务模型是基于物理世界人们的动作、表情、姿态叠加或转化成虚拟形象，通过视频终端采集和动作设备捕捉等，在保证交互实时性的同时，采用 RTC 传输至最近的边缘计算节点。结合边缘算力实时渲染，将渲染后的视频图像分发到用户终端上显示。
在实时渲染场景中，边缘计算节点提供了高性能、低时延、标准化的分布式计算服务，基于最靠近用户的地理位置实现实时渲染引擎的高效反馈，保障用户高质量的实时观看与交互体验。
总结
除上述四大场景外，火山引擎边缘云依托全域覆盖的边缘云资源和高效连接的协同网络，以及海量算力资源，在泛互联网、汽车、媒体、游戏、金融行业沉淀了大量案例和场景实践，为客户提供增长新动力。
未来，在视频直播、影视特效、游戏娱乐、智慧交通、工业仿真、智慧城市、智慧税务、金融证券等更多行业与场景中，火山引擎能够与大家一起，共创边缘新生态。