數(shù)據(jù)生成和數(shù)據(jù)處理的增長對底層基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的需求和演進產(chǎn)生了強烈的影響。5G網(wǎng)絡(luò)通常被視為無處不在的高速連接的先驅(qū),它將迎合數(shù)據(jù)需求。也就是說,要實現(xiàn)這一目標,5G網(wǎng)絡(luò)面臨著許多重要的挑戰(zhàn)。
ETSI提出了多址邊緣計算(MEC)來解決其中的一些挑戰(zhàn)。本文討論了其中的一些挑戰(zhàn)以及如何向MEC添加網(wǎng)絡(luò)可編程性來改進總體MEC解決方案。
挑戰(zhàn)
為了支持物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的增長,5G無線基礎(chǔ)設(shè)施將需要支持大量連接的設(shè)備和復(fù)雜的應(yīng)用。這將要求網(wǎng)絡(luò)支持高伸縮性、超低延遲、高吞吐量和可靠的數(shù)據(jù)傳輸。這些關(guān)鍵的延遲和帶寬要求使得ETSI提出多址邊緣計算作為一種可行的解決方案,從而將服務(wù)推向邊緣并更接近最終用戶。但是這種方法也面臨著一系列挑戰(zhàn):
●與云計算中的高端服務(wù)器相比,MEC服務(wù)器的計算資源有限。
●需要處理來自終端設(shè)備的請求的異質(zhì)性。一些可能需要高的計算能力,VPS,而一些可能具有更多的關(guān)鍵延遲要求。
●可能需要MEC服務(wù)器之間的負載均衡。
提出的解決方案
解決上述一些挑戰(zhàn)的一個可能的解決方案是在系統(tǒng)中引入MEC協(xié)調(diào)器。這個MEC協(xié)調(diào)器知道可用MEC服務(wù)器的存在及其能力(就其提供的資源和服務(wù)而言)。換句話說,MEC協(xié)調(diào)器充當將應(yīng)用程序連接到正確的MEC服務(wù)器的類的代理。
MEC協(xié)調(diào)器將運營商與網(wǎng)絡(luò)決策隔離開來,例如:
●MEC服務(wù)器可能具有不同的硬件功能。 那么在哪里可以執(zhí)行MEC應(yīng)用程序的特定實例?
●MEC服務(wù)器可能具有不同的計算能力和不同的MEC應(yīng)用程序。 那哪個MEC服務(wù)器應(yīng)該用于特定的客戶端/設(shè)備請求?
MEC協(xié)調(diào)器可以根據(jù)服務(wù)器功能,當前負載及其位置等各種因素做出這些決策。
此外,MEC協(xié)調(diào)器可以利用SDN概念來進行服務(wù)發(fā)現(xiàn)(跟蹤服務(wù)的實例)和MEC服務(wù)的編排(服務(wù)實例化和管理)需求。
集中式SDN控制器具有網(wǎng)絡(luò)的全局視圖。 MEC協(xié)調(diào)器可以與SDN控制器集成,來從網(wǎng)絡(luò)收集信息。
MEC協(xié)調(diào)器可以在內(nèi)部維護MEC服務(wù)器上可用的服務(wù)數(shù)據(jù)庫。它可以使用SDN控制器將應(yīng)用程序請求正確的連接到MEC服務(wù)器。例如,用戶最終可以僅通過提交服務(wù)的名稱來請求面部識別服務(wù)。 MEC協(xié)調(diào)器將識別提供此服務(wù)的MEC服務(wù)器并相應(yīng)地在網(wǎng)絡(luò)中添加流。
解決延遲問題
MEC系統(tǒng)概念背后的兩個主要驅(qū)動力是計算負載降低和延遲減少。 集中式數(shù)據(jù)中心或公共云的延遲非常高。 這就是MEC服務(wù)器如此靠近邊緣部署的原因。 在決定處理請求的位置之前,MEC協(xié)調(diào)器必須根據(jù)客戶端請求的延遲,能耗和帶寬要求做出明智的決策。
關(guān)于減少延遲,必須考慮兩個主要注意事項:
●需要考慮客戶端和能夠處理此客戶端請求的MEC服務(wù)器之間的距離。 客戶端和MEC服務(wù)器之間的距離是一個重要的決定因素。
● 需要比較傳輸成本與本地計算成本。 這有助于確定計算是應(yīng)該移動到MEC服務(wù)器還是應(yīng)該在客戶端本地處理。
MEC協(xié)調(diào)器需要提出一種解決方案,該解決方案可最大限度地降低設(shè)備的能耗,并滿足客戶端請求或應(yīng)用程序的執(zhí)行延遲約束(延遲要求)。
此外,需要考慮應(yīng)用程序的性質(zhì) - 無論是延遲敏感型(高響應(yīng)性要求)還是計算密集型。延遲敏感的請求應(yīng)移至靠近客戶端的MEC服務(wù)器(即使它們具有較少的資源),而計算密集型請求將針對更強大的MEC服務(wù)器(即使它們離客戶端設(shè)備更遠)。因此,來自同一設(shè)備的不同網(wǎng)絡(luò)片可能具有不同的路徑,并且可能由不同的MEC服務(wù)器處理。
SDN控制器與MEC集成
MEC ETSI規(guī)范的第一個版本似乎傾向于在虛擬化平臺上提供MEC服務(wù)作為“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”。 這些服務(wù)基本上是運行與網(wǎng)絡(luò)中間盒功能相關(guān)的軟件的VNF的組合。 通過在NFV平臺上構(gòu)建解決方案,可以管理這些MEC服務(wù)的完整生命周期(實例化,終止,擴展等)。 NFV平臺還支持VNF轉(zhuǎn)發(fā)圖,以在MEC服務(wù)上實現(xiàn)VNF的服務(wù)鏈。
將SDN添加到平臺可以在網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)更大的靈活性和動態(tài)性。 SDN允許底層網(wǎng)絡(luò)的全局視圖,香港免備案主機 美國服務(wù)器,因此可以應(yīng)用流量導(dǎo)向規(guī)則來實現(xiàn)復(fù)雜的服務(wù)鏈方案。 它可用于管理互連分布式MEC服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)。
SDN控制器可以管理“MEC協(xié)調(diào)器北向應(yīng)用程序”,可以對其進行編程以處理各種情況:
●監(jiān)視在MEC服務(wù)器上運行的服務(wù)實例,以確定哪個MEC服務(wù)器可用于從終端設(shè)備上的客戶端應(yīng)用程序服務(wù)請求,在計算能力,存儲區(qū)域或某種服務(wù)類型方面?
●監(jiān)控MEC服務(wù)器的容量和利用率,以決定應(yīng)該使用哪個MEC服務(wù)器來實例化服務(wù)實例?
●如果有多個MEC服務(wù)器運行相同服務(wù)的實例,應(yīng)選擇哪一個來處理此服務(wù)的終端設(shè)備請求? 理想情況下,請求應(yīng)移至負載較小的服務(wù)器。