杜鵬 孫志剛 陳云斌
隨著移動互聯(lián)網和物聯(lián)網的快速發(fā)展,5G業(yè)務呈現(xiàn)出需求多樣性的特點。
在3GPP定義的5G應用三大場景中:eMBB(增強移動寬帶)提供高速率、大流量的移動寬帶業(yè)務,如高速下載、高清視頻、VR/AR等,這需要將業(yè)務下沉至網絡邊緣,以減少對無線回傳網絡造成的壓力;而URLLC(極可靠低延遲通信)提供端到端的超高可靠超低時延通信,如自動駕駛、工業(yè)控制、遠程醫(yī)療等,這也需要將業(yè)務下沉至網絡邊緣,以減少網絡傳輸帶來的時延。
針對5G這兩個場景的應用特點,傳統(tǒng)大規(guī)模集中建設的電信云已經無法滿足,需要改變電信云的部署形式,而MEC邊緣云的部署正好可以滿足這樣的場景需求。MEC (Mobile/Multi-access Edge Computing)作為向5G演進的關鍵技術,可以在更靠近客戶的網絡邊緣部署,并為邊緣應用提供云計算能力和IT服務環(huán)境,具備超低時延、超大帶寬、本地化、高實時性處理等特點,因此是5G網絡在邊緣部署的最佳選擇。
MEC邊緣云的部署位置
MEC邊緣云不限制網絡的部署方式,通??梢园凑詹煌瑯I(yè)務場景以及時延要求進行靈活部署,例如可以部署在接入機房、匯聚機房、地市核心機房等位置,如圖1所示:
通過在網絡邊緣部署MEC平臺,將云計算能力從中心延伸到邊緣,實現(xiàn)業(yè)務快速處理和就近轉發(fā),來滿足5G多樣化的應用場景。
MEC邊緣云的部署形態(tài)
由于受限邊緣站點機房的環(huán)境(比如空間、散熱、承重等)以及部署成本等因素的限制,MEC邊緣云的硬件基礎設施通常采用基于x86處理器的通用服務器,這類服務器具有尺寸小、功耗低、計算密度高等特點,適合在環(huán)境要求較低的邊緣機房部署。
MEC邊緣云通?;谔囟ǖ脑破脚_(例如Openstack)為上層MEC應用提供統(tǒng)一的虛擬化軟件環(huán)境和資源管理。MEC應用以VM(虛擬機)的形式部署于邊緣云平臺之上,可以根據(jù)不同的應用場景靈活部署。
中興通訊MEC邊緣云部署方案
為了更好地契合5G時代多業(yè)務場景需求,中興通訊提出了完整的、面向5G的MEC邊緣云部署方案,該方案有以下4大亮點:
1. 部署輕量化的邊緣云平臺
由于受限于邊緣站點機房的環(huán)境,MEC邊緣云的部署規(guī)模通常較小,單站點部署的服務器數(shù)量較少,可提供的硬件資源有限,而安裝Openstack等基礎設施平臺及管理模塊時會占用大量資源,造成邊緣云上的資源浪費。因此需要對MEC邊緣云進行“瘦身”:比如對Openstack上的組件進行裁剪,只保留必要的組件,去除多余組件;控制節(jié)點與計算節(jié)點共享物理資源;采用虛機+容器雙核方案實現(xiàn)上層應用的輕量化部署等,這些舉措可以大大減少平臺和管理部分占用的資源,提高邊緣云的資源利用率。
另外由于MEC邊緣云部署在網絡邊緣,站點數(shù)量多且位置分散,這給邊緣云的規(guī)劃、部署、運維帶來了極大的復雜性,因此需要在上級匯聚站點部署MEC統(tǒng)一邊緣云管理平臺,對下級邊緣站點進行統(tǒng)一的資源和運維管理,各邊緣云上只部署計算節(jié)點和存儲節(jié)點,減少管理模塊的資源占用。NFVO只部署在上層的匯聚節(jié)點,直接對接邊緣云統(tǒng)一管理平臺,方便對所有下層邊緣節(jié)點上的虛機(VM)/容器進行統(tǒng)一編排和部署。
中興通訊輕量化MEC邊緣云部署方案如圖2所示,通過部署輕量化Openstack比優(yōu)化前的組件數(shù)量減少了60%,配置所需的資源數(shù)減少了75%,管理資源減少了10%,不僅降低了對邊緣云的資源需求,也提高了對MEC邊緣云的管理和運行效率。
2. 將5G用戶面UPF下沉部署實現(xiàn)本地分流
為了滿足5G應用場景大帶寬和低時延的特性要求,5G核心網的用戶面功能UPF(User Plane Function)需要下沉到網絡邊緣部署,以減少傳輸時延,實現(xiàn)數(shù)據(jù)流量的本地分流??刂泼婀δ芫W元如SMF則在中心DC集中部署,便于統(tǒng)一控制部署在MEC的UPF,統(tǒng)一配置和下發(fā)分流策略。
中興通訊5G用戶面UFP本地分流方案如圖3所示。本地 MEC將UPF分流規(guī)則通過PCF下發(fā)給SMF,SMF對所有流量進行集中調度,并基于 ULCL“上行分類”或IPv6多歸屬等方案進行分流,控制本地流量通過本地UPF卸載,對于非本地流量則通過本地UPF發(fā)送到中心UPF處理,這樣避免所有流量都迂回中心網絡,減輕骨干網傳輸?shù)膲毫徒ňW成本,提升網內分組數(shù)據(jù)的承載效率與用戶業(yè)務體驗。
3. 為MEC邊緣云提供硬件加速提高性能
MEC邊緣云硬件普遍采用x86通用服務器,但是x86通用服務器的性能較低,無法滿足5G 場景的商用部署要求,需要考慮額外的硬件加速方案。
4. 提供API實現(xiàn)5G網絡業(yè)務能力開放
業(yè)務能力開放是MEC應用的另一大特色。為了實現(xiàn)5G網絡的能力開放,在MEC架構中專門引入了MEP(ME Platform)。MEP部署在網絡邊緣,可以實時感知并獲取獲取下層網絡的相關信息,并將這些信息包裝成不同的服務能力,再把這些能力開放給上層第三方應用,可以優(yōu)化業(yè)務應用、提升用戶體驗、實現(xiàn)網絡和業(yè)務的深度融合。
中興通訊MEC能力開放架構如圖4所示,通過開放網絡能力為第三方應用,為用戶提供差異化的體驗,挖掘網絡價值,提高運營商增值收入。同時通過開放接口的研究及標準化,加速創(chuàng)新型業(yè)務應用的開發(fā)及上線,打造良好的 MEC 產業(yè)生態(tài)鏈。