九层之台起于垒土——讲述承载5G和边缘计算的服务器平台

九层之台起于垒土 ——讲述承载5G和边缘计算的服务器平台

作者：高从文徐忠宇 2019-04-24 15:54:07

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边缘计算大家都在关注5G和边缘计算在高带宽、大连接、低延时等诸多优势为上层应用带来的革命，但是这一“优势”给底层硬件基础设施带来了巨大的挑战，特别是将在传统数据中心的开放能力搬到边缘侧，必将带来机房及服务器设备的适配和优化改造需求。

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导语：5G的脚步越来越近，伴随而来的NFV和边缘计算也发展的如火如荼，部分移动省公司和互联网公司的合作试点已经纷纷落地。大家都在关注5G和边缘计算在高带宽、大连接、低延时等诸多优势为上层应用带来的革命，但是这一“优势”给底层硬件基础设施带来了巨大的挑战，特别是将在传统数据中心的开放能力搬到边缘侧，必将带来机房及服务器设备的适配和优化改造需求。

01运营商边缘机房现状

运营商有大量的汇聚、综合接入、基站等边缘机房，与核心机房或传统数据中心相比条件十分特殊，选址灵活度、机房条件和基础设置保障能力等方面受到限制。

首先，由于主要用来放置传输设备，机架深度通常只有600mm(少量800mm)，这种条件下，与之对比，通用X86服务器的深度一般为700~800mm;

其次，绝大部分边缘机房无固定油机，空调的制冷稳定性无法得到保证，在制冷系统故障或长时间停电时，机房温度可能会达到40℃甚至45℃以上。未来随着业务下沉，机房内部署设备逐渐增多，温升问题将会更加严重;

再次，大量边缘机房为居民楼、商铺、写字楼等普通民用建筑，同时空调过滤效果有限，所以承重和空气洁净度都无法跟数据中心相比。

此外，边缘机房的选址很难避开地震烈度高的区域，也无法保证周围没有施工、重型运输设备等导致的振动，设备将面临抗震方面的要求。传统数据中心，可以综合考虑自然条件和电力资源等诸多因素，边缘业务的特点决定了边缘计算能力就在附近，这导致边缘机房分布广泛，选址相对不自由。总之，边缘机房条件各异，与核心数据中心相比差异巨大。

02 定制针对边缘的服务器方案

传统CT设备可以理解为针对边缘机房条件进行了定制，两者可以相互适配，但如果直接在边缘机房部署通用服务器，会存在很多问题。另外，边缘机房数量巨大，统一按满足通用服务器要求进行改造和扩建也是不可能的。

最有效的边缘计算部署方案就是利用现有的边缘机房资源，并对服务器进行定制设计。2011年11月，我公司联合中国电信、中国联通、信通院和Intel公司在ODCC中发起了OTII(Open Telecom IT Infrastructure)项目。计划定制一款面向5G及边缘计算的深度定制、开放标准、统一规范的服务器方案。

传统服务器无法放置到边缘机架

03 OTII服务器规格设计

为适应边缘机房的环境并满足边缘计算业务的需求，OTII服务器做了如下方面的定制，当然很多方面的规格和设计还将根据试点的推进不断更新。

首先需要改造的是尺寸。目前市面上的通用服务器的深度一般为700~800mm。为满足600mm的机架深度，我们将服务器的深度定义在450mm左右，最大不超过470mm。而其宽度与标准的服务器机架无异，为19英寸。在高度方面，经过对通用服务器市场、应用需求的调研，决定将服务器的高度定义为2U，基本能够同时满足存储(配置2.5寸硬盘)、计算和少量GPU的需求。对于未来一些大存储和异构计算的应用会考虑采用JBOD、JBOF等一系列扩展性方案

由于边缘机房的制冷设备远未达到数据中心的水平，如果出现故障会导致机房温度过高，因此需要服务器能够在45摄氏度温度下长期运行(通用服务器多要求35度)。并且这一设计要求不会带来过多的成本投入。

由于边缘的空气质量无法有效保证，服务器的风扇需要能够及时清理，所以我们将风扇从服务器机箱内放到了后面板，并支持热插拔。

传统的电信设备需要有抗震的要求，边缘机房可能在任何地点，包括地震频发的地方，根据国标要求，需满足7烈度以上，这对服务器来说是极高的，需要制定机架与服务器的协同设计方案。

核心机房设备通常要求7*24小时运维，但是很多边缘机房地处偏远分布广泛，很难达到这样的级别。这就对服务器本身提高了要求，我们将为OTII定制统一的IPMI和Redfish接口，统一上层管理平台的开发，提升集成的速度，并且能够有全面的硬件故障检测和诊断功能，保证能提前预警、及时上报、快速定位等。

从上层业务的角度，最重要的是能够满足配置和性能方面的要求。目前OTII服务器能够满足Xeon SP双路和Xeon-D两种CPU平台，支持16条内存，6~8块硬盘以及6个PCIe插槽的扩展性，并且能够支持至少2块GPU。另外对于Xeon SP双路服务器，还将采用NUMA balance的设计，有助于提高网络及边缘应用的性能稳定性。

OTII服务器

04 项目影响力不断提升

自2011年11月立项以来，OTII项目受到业界的广泛关注。目前已经有29家成员公司，包括运营商、互联网公司、服务器和配件供应商，甚至部分非ODCC成员的供应商，因为这个项目而申请加入ODCC。OTII项目已经成为具有影响力的5G和边缘计算硬件开源项目。

在今年2月25日的巴展上基于Intel新一代Cascade Lake平台的OTII边缘服务器正式发布，早于Intel新平台4月3日的正式发布时间，这种特殊安排也表明了Intel对OTII项目的重视。该产品专为5G设计，可承担物联网、MEC和NFV等5G应用场景，适合于边缘机房的物理环境。在展会期间，北美和欧洲运营商表现了对OTII服务器的极大兴趣。

2019年2月25日MWC上发布新一代平台OTII服务器

目前有3家供应商已经有基于Cascade Lake平台的产品，另外还有若干家供应商正在开发，预计在Q2或Q3会有产品。JBOD等产品也在规划中，会根据试点的推动情况决定具体的样机生产时间。另外，OTII服务器已经到达浙江公司某机房开始支撑边缘计算试点。2019年将会进一步推动OTII服务器的生态发展以及试点工作，为2020年全面商用奠定基础。

浙江试点OTII服务器

5G时代的多元化应用催生了边缘计算的快速发展，传统的数据中心将向边缘侧延伸，电信的核心业务在实时性、稳定性、管理便利性等方面都对服务器提出了更高的要求，OTII服务器未来还将会面临诸多挑战。

作者简介：

高从文：中国移动研究院网络与IT技术研究所技术与方案研究员

2011年入职中国移动研究院，一直参与服务器方面的工作，负责集采服务器配置模型制定和服务器深度定制等方面的工作，对服务器技术和市场趋势有比较深入的理解。

徐忠宇：中国移动研究院网络与IT技术研究所技术与方案研究员

主要从事数据中心基础设施架构方面的研究。

【本文为51CTO专栏作者“移动Labs”原创稿件，转载请联系原作者】

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