邊緣項目 | StarlingX overview和功能點詳解

介紹StarlingX之前需要先介紹一下StarlingX的前身。早在2014年風河就成立了TitaniumCloud生態系統項目，設計目標就是要成為電信網絡應用軟件理想的云操作系統平臺，以最高的可靠性地運行網絡虛擬化功能。StarlingX是面向邊緣計算場景的多功能性的基礎設施堆棧，由于StarlingX是從WindRiver產品開源產生的，而WindRiver的這款Titanium Cloud已經從成立到現在有5年時間之久的發展，Titanium Cloud算是一款比較成熟的產品了，因此即使到今年7月份為止，StarlingX僅僅發布了第一個版本，StarlingX也具備一定條件的生產化使用基礎。

StarlingX既是一個開發項目又是一個集成項目。它將新服務與更多開源項目結合到一個總體邊緣云軟件堆棧中。由于風河Titanium Cloud平臺在性能、可用性上都有了比較高的提升。目前風河的軟件可以在通用服務器硬件上實現電信級的性能；提供的NFV平臺可以達到6個9，完全滿足電信級要求。而StarlingX基于該風河的商業產品進行開源優化形成，因此StaringX也繼承了Titanium Cloud的優點。

StarlingX主要面向的場景是工業IoT、電信、視頻業務等對延遲要求較高的業務。并且基于Titanium Cloud，StarlingX提供了性能兼顧高可用的特點。

StarlingX最初的代碼是由英特爾和Wind River提供，目前StarlingX項目由OpenStack Foundation托管代碼，StarlingX目前與領先的開源項目（包含OpenStack、Ceph和OVS）相結合。StarlingX在2018年10月才release了第一個版本，因此StarlingX是一個非常年輕的項目。

對于一些想了解邊緣計算云更詳細的資料的同學，OpenStack社區發表了邊緣計算的白皮書，介紹了邊緣計算云的起因，挑戰，解決思路和應用場景。

白皮書總結到，一個成熟的邊緣計算云是面向于開發者和應用的，并把基礎設施的資源下沉到邊緣網絡上。那么如何定義邊緣計算呢？最重要的一點就是延遲，即從各類終端、最終應用到邊緣云的網絡延遲需要小于20ms。

第二部分介紹的是StarlingX的功能點， StarlingX由于包含了OpenStack，因此OpenStack的功能點StarlingX同樣具備，但是以下功能點是與OpenStack不一樣的地方。

Configuration Management

配置管理功能在邊緣云基礎設施架構中變得非常重要，特別是在管理大量的遠端節點的時候，因為有些遠處的節點，不太方便直接對其進行配置。因此借助于Configuration Management

功能點，可以方便地對遠端的物理服務器進行配置管理，配置管理中包含了CPU、GPU、內存、Huge pages，crypto/compression PCIE配置等。

Fault Management

這個組件是可以統計報警和查看log，并且同時包括了中心云和邊緣云的物理資源和虛擬資源，并且在Horizon上都可以進行查看，監控的方面比OpenStack更廣。

Host Management

這個組件可以檢查虛擬主機的狀態，并在主機關機的情況下嘗試自動重啟，并根據集群狀態、關鍵進程、資源的閾值、物理主機的故障等來使用不同的調度策略來進行對虛擬機的重啟。

Service Management

該功能點提供了服務的高可用，使用了多路通道來避免通信的斷開和服務的腦裂問題，基于StarlingX本身服務的active/passive狀態的切換來保障服務的高可用，并對服務的狀態進行監控。

Software Management

從kernel到OpenStack服務的全棧軟件包升級，該功能可以實現滾動升級，比如在需要對物理服務器關機的情況下實現對虛擬機的熱遷移的情況，該功能在StarlingX中僅需要在horizon界面上進行操作，該熱遷移可以自動把需要更新軟件包主機上的虛擬機或者容器事先遷移到可用的主機，并在更新完成之后，再自動將資源分配到更新完成的主機上，該功能提供了對升級時候的虛擬機關機問題的生命周期管理的機制。

第三部分是StarlingX的整體架構，StarlingX基于OpenStack組件，并進行功能的增強，提供了上述5個核心功能點的能力。

OSS全稱為Operation support system是指運營支撐系統，BSS全稱為Businesssupport system，BSS系統包括客戶關系管理、數據采集系統、計費帳務、綜合結算、營銷支撐這些功能模塊。StarlingX的上述功能點可以賦能這些系統，提供更全功能的基礎設施架構。

在計算節點上對底層的KVM進行了優化，在網絡部分引進了SR-IOV、OVS-DPDK、Intel網絡加速方案，使得在計算節點的能力有了質的提供，如果說上述幾個功能點提供了魯棒性和高可用性，對底層組件的優化則是提升了整體邊緣云的性能。存儲節點仍然是集成了業界優秀的分布式存儲方案Ceph，并提供了多種存儲解決方案，可以通過分布式、集中式和商務SAN存儲的融合，來保障運營商級別的存儲高可用。

分組核心網EPC（EvolvedPacket Core），該系統的特點為僅有分組域而無電路域、基于全IP結構、控制與承載分離且網絡結構扁平化，其中主要包含MME、SGW、PGW、PCRF等網元。其中SGW和PGW常常合設并被稱為SAE-GW。

CPE，英文全稱為Customer Premise Equipment ，實際是一種接收移動信號并以無線WIFI信號轉發出來的的移動信號接入設備，它也是一種將高速4G或者5G信號轉換成WiFi信號的設備，可支持同時上網的移動終端數量也較多。CPE可大量應用于農村，城鎮，醫院，單位，工廠，小區等無線網絡接入，能節省鋪設有線網絡的費用。

在對于上層的虛擬網元接口VNFs方面，StarlingX可以提供通過在虛擬機中部署虛擬的EPC、CPE來實現對電信網元的支撐。

StarlingX社區目前在進行對容器的支持，以后可以同時在邊緣處給用戶提供虛擬機和容器兩種資源，同時還將開發在不同操作系統中部署StarlingX系統的能力。