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MEC的概念最早源于卡內(nèi)基梅隆大學(xué)在2009年所研發(fā)的一個(gè)叫做Cloudlet的計(jì)算平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)將云服務(wù)器上的功能下放到邊緣服務(wù)器,以減少帶寬和時(shí)延,又被稱為“小朵云”。我們平時(shí)使用的4G和5G都屬于移動(dòng)通信,在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)下的邊緣計(jì)算,也就理所當(dāng)然地被稱作“移動(dòng)邊緣計(jì)算(Mobile Edge Computing)”,縮寫作MEC。
2014年,歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)正式定義了MEC的基本概念并成立了MEC規(guī)范工作組,開始啟動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作。
2016年,ETSI把MEC的概念擴(kuò)展為Muti-access Edge Computing,意為“多接入邊緣計(jì)算”,并將移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的邊緣計(jì)算應(yīng)用推廣至像Wi-Fi這樣的其他無線接入方式。
在ETSI的推動(dòng)下 ,3GPP以及其他標(biāo)準(zhǔn)化組織也相繼投入到了MEC的標(biāo)準(zhǔn)研究工作中。目前,MEC已經(jīng)發(fā)展演進(jìn)為5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要技術(shù)之一。
要理解MEC,首先需要了解MEC中涉及到的4個(gè)基本概念:云,邊,網(wǎng),端。
△ 云,邊,網(wǎng),端,形成了一個(gè)協(xié)同的有機(jī)整體
云:云計(jì)算以及用以支撐云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施及資源,也被稱作云端,是提供服務(wù)的中心節(jié)點(diǎn)。
邊:邊緣,也就是邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn),本文的主角,離終端最近的服務(wù)節(jié)點(diǎn)。
網(wǎng):云端和邊緣,以及邊緣和用戶之間的網(wǎng)絡(luò),默默無聞但非常重要的底層工作者。
端:也就是終端,是云,邊,網(wǎng)服務(wù)的對象,包含手機(jī),平板,電視等一切可以聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備,其位置在網(wǎng)絡(luò)的最外圍,是各種數(shù)據(jù)的消費(fèi)者,也成了內(nèi)容的生產(chǎn)者(如短視頻,直播等)。
如果還用章魚來比喻的話,“云”就像大腦,“邊”就像觸手,“網(wǎng)”就像連接大腦和觸手的肌肉,“端”則就是章魚要捕獲的食物。云邊網(wǎng)端協(xié)同,構(gòu)成了MEC系統(tǒng)的有機(jī)體,讓信息更快更好地得以流動(dòng)。
怎樣部署MEC?
目前在市場上,5G時(shí)代的MEC玩家主要有兩類:互聯(lián)網(wǎng)廠家,電信運(yùn)營商。它們手中的資源不同,推出的邊緣計(jì)算方案自然也有差異。
首先我們來看看ETSI定義的5G和MEC融合架構(gòu)。
△ 5G核心網(wǎng)最關(guān)鍵的網(wǎng)元:UPF(User Plane Function,用戶面功能),是連接5G核心網(wǎng)和MEC的紐帶,可提供數(shù)據(jù)分流及流量統(tǒng)計(jì)等功能。
如上圖所示,左側(cè)是5G網(wǎng)絡(luò),包含核心網(wǎng)(含AMF,SMF,PCF等一系列控制面網(wǎng)元,以及用戶面網(wǎng)元UPF),接入網(wǎng)(RAN)以及終端(UE)。右側(cè)則是MEC,包含MEC平臺(tái),管理編排域,以及多個(gè)提供服務(wù)的APP。
5G網(wǎng)絡(luò)和MEC之間的結(jié)合點(diǎn)就是UPF。這個(gè)網(wǎng)元的全稱是User Plane Function,顧名思義,就是處理核心網(wǎng)用戶面功能的。所有的數(shù)據(jù),必須經(jīng)過UPF轉(zhuǎn)發(fā),才能流向外部網(wǎng)絡(luò)。
也就是說,負(fù)責(zé)邊緣計(jì)算的MEC設(shè)備,必須連接在5G核心網(wǎng)的UPF這個(gè)網(wǎng)元之后。
5G的核心網(wǎng)設(shè)計(jì)是十分靈活的,為了減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠鼗兀琔PF的部署位置也一般比控制面網(wǎng)元要靠下,這就叫做UPF下沉。
舉例來說,中國移動(dòng)的核心網(wǎng)在全國分為8個(gè)大區(qū),每個(gè)大區(qū)管理數(shù)個(gè)省份,但在這些大區(qū)的機(jī)房中只部署有控制面網(wǎng)元,UPF則下沉到省中心,乃至地市,區(qū)縣,方便實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)本地消化。
這樣的架構(gòu),就為MEC的貼近網(wǎng)絡(luò)邊緣部署提供了條件。
對于運(yùn)營商來說,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都是他們的,因此部署MEC的位置非常靈活,在邊緣UPF的基礎(chǔ)上增加MEC的功能,形成邊緣一體化增強(qiáng)型UPF是最簡潔的方案。
根據(jù)服務(wù)區(qū)域的大小和個(gè)性化需求,MEC可以跟核心網(wǎng)位于同一數(shù)據(jù)中心(下圖中的4),還可以跟下沉的UPF一起位于匯聚節(jié)點(diǎn)(下圖中的3),也可以和UPF一起集成在某個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)(下圖中的2),甚至還能跟基站融合到一起(下圖中的1),離用戶近在咫尺。
1. MEC,UPF和基站融合到一起
2. MEC跟下沉的UPF一起集成在某個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)
3. MEC跟下沉的UPF一起位于匯聚節(jié)點(diǎn)
4. MEC跟核心網(wǎng)部署于于同一數(shù)據(jù)中心
對于互聯(lián)網(wǎng)廠家來說,雖然也在積極推進(jìn)邊緣計(jì)算,但由于它們手中沒有網(wǎng)絡(luò),只能通過和運(yùn)營商的UPF對接這樣的方式來支持MEC。
如下圖所示,互聯(lián)網(wǎng)廠家的邊緣計(jì)算平臺(tái)需要和各個(gè)運(yùn)營商的UPF對接,通過UPF再連接到不同運(yùn)營商的基站,從而把服務(wù)送達(dá)每個(gè)用戶。
△ 互聯(lián)網(wǎng)廠家的邊緣計(jì)算平臺(tái)需要和運(yùn)營商的UPF對接,把運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)作為傳輸管道
因此可以這么說,互聯(lián)網(wǎng)廠家“云”的能力較強(qiáng),它們通過把能力從“云”向“網(wǎng)”拓展來支持“邊”(MEC);而運(yùn)營商對“網(wǎng)”是全面掌控的,從而支持“邊”是順理成章的事情,但它們需要增強(qiáng)“云”的能力。
在MEC的支持下,云端算力下沉,終端算力上移,從而在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)形成兼顧時(shí)延,成本和算力的匯聚點(diǎn),這就是MEC存在的核心價(jià)值。
并且,在工業(yè)園區(qū)的網(wǎng)絡(luò)還存在數(shù)據(jù)安全,以及內(nèi)網(wǎng)訪問的需求,MEC可以作為運(yùn)營商和企業(yè)內(nèi)網(wǎng)之間的橋梁,實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)不出園區(qū),本地流量本地消化的好處。
△ MEC和UPF聯(lián)合起來可以進(jìn)行靈活的數(shù)據(jù)分流,內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)直接走內(nèi)網(wǎng)通道,私密數(shù)據(jù)不出園區(qū);外網(wǎng)數(shù)據(jù)也可直通互聯(lián)網(wǎng),并行不悖,兩不耽誤。
在5G時(shí)代,以行業(yè)應(yīng)用為中心的2B業(yè)務(wù),以及增強(qiáng)的2C業(yè)務(wù)都對網(wǎng)絡(luò)提出的更高的要求,高帶寬,低時(shí)延,高算力的需求不斷激發(fā)著MEC更快地發(fā)展。
MEC,這棵在4G時(shí)代萌芽的幼苗,在5G時(shí)代的3大場景都被寄予厚望。如此根正苗紅的種子選手,必將在不遠(yuǎn)的將來時(shí)代長為參天大樹,全面賦能5G網(wǎng)絡(luò)。