基于SDN的多接入边缘计算(MEC)

2020-10-26 17:31:30 云杰通信 102

基于SDN的多接入边缘计算(MEC)

  数据生成和数据处理的发展对底层基础设施网络的需求和演变产生了强烈的影响。 5G网络通常被看作是无处不在的高速连接的先驱,能够满足数据需求。话虽这么说,5G网络在实现这一承诺方面仍面临许多重大挑战。

  ETSI提出了多接入边缘计算(MEC)来解决其中的一些挑战。本文讨论这些挑战,以及如何为MEC增加网络可编程性,以改善整体MEC解决方案。

  一、挑战

  为了支持物联网设备的发展,5G无线基础设施将需要支持大量的连接设备和复杂应用。这将要求网络支持高可扩展性、超低延迟、高吞吐量和可靠的数据传输。这些关键的延迟和带宽要求促使ETSI提出多接入边缘计算作为可行的解决方案,从而将服务推向边缘并更接近终端用户。但这种方法也带来了一系列挑战:

  1.与云中的高端服务器相比,MEC服务器的计算资源有限。

  2.需要处理来自终端设备的请求的异构性。有些可能需要很高的计算能力,有些可能需要更多的关键延迟需求。

  3.可能需要MEC服务器之间实现负载平衡。消耗少量MEC服务器的计算能力,而其他服务器处于空闲状态,可能会导致服务时间增加。

  二、提出的解决方案

  解决上述一些挑战的一种可能的解决方案是在系统中引入MEC协调器。该MEC协调器了解可用的MEC服务器及其功能(就其提供的资源和服务而言)。换句话说,MEC协调器充当将应用程序连接到正确的MEC服务器的各种代理。

  MEC协调器将运营商与网络决策隔离开来,例如:

  1.MEC服务器可能具有不同的硬件功能。在哪里可以执行MEC应用程序的特定实例?

  2.MEC服务器可能具有不同的计算能力和不同的MEC应用程序。哪个MEC服务器应该用于特定的客户端/设备请求?

  3.MEC协调器可以根据服务器功能、当前负载及其位置等各种因素做出这些决策。

  此外,MEC协调器可以利用SDN概念来进行服务发现(以跟踪服务的实例)和MEC服务的编排(服务实例化和管理)需求。

  集中式SDN控制器具有网络的全局视图。 MEC协调器可以与SDN控制器集成,从网络收集信息。

  MEC协调器可以在内部维护MEC服务器上可用的服务数据库。它可以使用SDN控制器将正确的MEC服务器连接到应用程序请求。例如,终端用户可以仅通过提及服务的名称来请求面部识别服务。 MEC协调器将识别提供此服务的MEC服务器并相应地在网络中添加流。

  三、解决延迟问题

  MEC系统概念背后的两个主要动机是计算卸载和延迟减少。集中式数据中心或公共云的延迟非常高。这就是MEC服务器如此靠近边缘部署的原因。在决定处理请求的位置之前,MEC协调器必须根据客户端请求的延迟、能量和带宽要求做出明智的决策。

  在尝试减少延迟时,必须考虑两个主要注意事项:

  1.需要考虑客户端和能够处理此客户端请求的MEC服务器之间的距离。客户端和MEC服务器之间的距离是一个重要的决定因素。

  2.需要比较传输成本与本地计算成本。这有助于确定计算是应该移动到MEC服务器还是应该在客户端本地处理。

  3.MEC协调器需要提出一种解决方案,该解决方案可最大限度地降低设备的能耗,并满足客户端请求或应用程序的执行延迟约束(延迟要求)。

  此外,需要考虑应用程序的性质 - 无论是延迟敏感(高响应性要求)还是计算密集型。延迟敏感请求应移至靠近客户端的MEC服务器(即使它们具有较少的资源),而计算密集型请求将针对更强大的MEC服务器(即使它们离客户端设备更远)。因此,来自同一设备的不同网络片可能具有不同的路径,并且可能由不同的MEC服务器处理。