邊緣計算,從4G時代已經開始萌芽,到了5G時代,它完全融入了網路的基礎架構,成為了不折不扣的標配,甚至是業務擴充套件的利器。

那麼到底什麼是邊緣計算呢?本文將要探討這個問題。

1、為什麼需要邊緣計算?

說到“邊緣”二字,跟“中央”的意思相反,暗含著“等級低”,“不重要”,“靠邊站”的意味。既然如此,大搞“中央計算”就行了,還研究什麼“邊緣計算”?

其實,在資訊網路中,“中央”和“邊緣”的地位跟我們直觀的認知是相反的。中央存在的價值,就是更好地為邊緣服務。

為什麼5G需要邊緣計算(MEC)?

從上圖可以看出,網路的中央節點是由接入,承載,交換等複雜架構以及各種伺服器組成的一朵雲,它存在的價值,就是為了滿足網路邊緣處不同終端形形色色的需求:個人通訊,遊戲娛樂,智慧家居,工業控制等等。

技術的發展,就是在人類這些不斷膨脹的需求所驅動之下完成的。

5G的三大應用場景,正是這些需求的總結:增強型移動寬頻(eMBB)針對高畫質影片等系列應用,大規模機器型別通訊(mMTC)針對像智慧城市這樣的海量物聯網系列應用,超高可靠性低延時通訊(uRLLC)則針對像工業控制或者遠端駕駛之類的專業領域應用。

為什麼5G需要邊緣計算(MEC)?

這些應用要求大頻寬,低時延,高算力,個個實現起來都不簡單。

一個最行之有效的方法就是縮短資料傳輸的距離,把提供服務的節點從中央下放到網路邊緣,離使用者更近。這樣一來,無論是頻寬,時延,還是算力,解決起來就容易了許多。

這樣的解決方案就叫做“

邊緣計算

”。

邊緣計算最常用的比喻就是章魚的神經系統。它的大腦作為中央節點只處理40%的資訊,主要負責總體協同,剩餘的60%的資訊則由8條觸手(相當於邊緣節點)就近處理。

為什麼5G需要邊緣計算(MEC)?

也就是說,章魚可以使用“腿”來思考,並就地解決問題!這種靈活高效的資訊處理方式,成就了這種無脊椎動物的智力巔峰。

邊緣計算,可以說承載了5G時代萬物互聯的夢想。

2、什麼是MEC?

我們平時使用的4G和5G都屬於行動通訊,在行動網路下的邊緣計算,也就理所當然地被稱作“移動邊緣計算(Mobile Edge Computing)”,縮寫作MEC。MEC的概念最早源於卡內基梅隆大學在2009年所研發的一個叫做Cloudlet的計算平臺。這個平臺將雲伺服器上的功能下放到邊緣伺服器,以減少頻寬和時延,又被稱為“小朵雲”。2014年,歐洲電信標準協會(ETSI)正式定義了MEC的基本概念併成立了MEC規範工作組,開始啟動相關標準化工作。2016年,ETSI把MEC的概念擴充套件為Muti-access Edge Computing,意為“多接入邊緣計算”,並將移動蜂窩網路中的邊緣計算應用推廣至像Wi-Fi這樣的其他無線接入方式。

在ETSI的推動下 ,3GPP以及其他標準化組織也相繼投入到了MEC的標準研究工作中。目前,MEC已經發展演進為5G移動通訊系統的重要技術之一。要理解MEC,首先需要了解MEC中涉及到的4個基本概念:

為什麼5G需要邊緣計算(MEC)?

△雲,邊,網,端,形成了一個協同的有機整體

:雲計算以及用以支撐雲計算的基礎設施及資源,也被稱作雲端,是提供服務的中心節點。

:邊緣,也就是邊緣計算節點,本文的主角,離終端最近的服務節點。

:雲端和邊緣,以及邊緣和使用者之間的網路,默默無聞但非常重要的底層工作者。

:也就是終端,是雲,邊,網服務的物件,包含手機,平板,電視等一切可以聯網的裝置,其位置在網路的最外圍,是各種資料的消費者,也成了內容的生產者(如短影片,直播等)。

如果還用章魚來比喻的話,“

”就像大腦,“

”就像觸手,“

”就像連線大腦和觸手的肌肉,“

”則就是章魚要捕獲的食物。雲邊網端協同,構成了MEC系統的有機體,讓資訊更快更好地得以流動。

3、怎樣部署MEC?

目前在市場上,5G時代的MEC玩家主要有兩類:網際網路廠家,電信運營商。它們手中的資源不同,推出的邊緣計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。

為什麼5G需要邊緣計算(MEC)?

△5G核心網最關鍵的網元:UPF(User Plane Function,使用者面功能),是連線5G核心網和MEC的紐帶,可提供資料分流及流量統計等功能。

如上圖所示,左側是5G網路,包含核心網(含AMF,SMF,PCF等一系列控制面網元,以及使用者面網元UPF),接入網(RAN)以及終端(UE)。右側則是MEC,包含MEC平臺,管理編排域,以及多個提供服務的APP。

5G網路和MEC之間的結合點就是UPF。這個網元的全稱是User Plane Function,顧名思義,就是處理核心網使用者面功能的。所有的資料,必須經過UPF轉發,才能流向外部網路。

也就是說,負責邊緣計算的MEC裝置,必須連線在5G核心網的UPF這個網元之後。

5G的核心網設計是十分靈活的,為了減少資料傳輸的迂迴,UPF的部署位置也一般比控制面網元要靠下,這就叫做UPF下沉。

舉例來說,中國移動的核心網在全國分為8個大區,每個大區管理數個省份,但在這些大區的機房中只部署有控制面網元,UPF則下沉到省中心,乃至地市,區縣,方便實現本地資料本地消化。

這樣的架構,就為MEC的貼近網路邊緣部署提供了條件。

對於運營商來說,整個網路都是他們的,因此部署MEC的位置非常靈活,在邊緣UPF的基礎上增加MEC的功能,形成邊緣一體化增強型UPF是最簡潔的方案。

根據服務區域的大小和個性化需求,MEC可以跟核心網位於同一資料中心(下圖中的4),還可以跟下沉的UPF一起位於匯聚節點(下圖中的3),也可以和UPF一起整合在某個傳輸節點(下圖中的2),甚至還能跟基站融合到一起(下圖中的1),離使用者近在咫尺。

為什麼5G需要邊緣計算(MEC)?

1。 MEC,UPF和基站融合到一起。2。 MEC跟下沉的UPF一起整合在某個傳輸節點。3。 MEC跟下沉的UPF一起位於匯聚節點。4。 MEC跟核心網部署于于同一資料中心。

對於網際網路廠家來說,雖然也在積極推進邊緣計算,但由於它們手中沒有網路,只能透過和運營商的UPF對接這樣的方式來支援MEC。

如下圖所示,網際網路廠家的邊緣計算平臺需要和各個運營商的UPF對接,透過UPF再連線到不同運營商的基站,從而把服務送達每個使用者。

為什麼5G需要邊緣計算(MEC)?

△網際網路廠家的邊緣計算平臺需要和運營商的UPF對接,把運營商的網路作為傳輸管道

因此可以這麼說,網際網路廠家“雲”的能力較強,它們透過把能力從“雲”向“網”拓展來支援“邊”(MEC);而運營商對“網”是全面掌控的,從而支援“邊”是順理成章的事情,但它們需要增強“雲”的能力。

在MEC的支援下,雲端算力下沉,終端算力上移,從而在邊緣計算節點形成兼顧時延,成本和算力的匯聚點,這就是MEC存在的核心價值。並且,在工業園區的網路還存在資料安全,以及內網訪問的需求,MEC可以作為運營商和企業內網之間的橋樑,實現內網資料不出園區,本地流量本地消化的好處。

為什麼5G需要邊緣計算(MEC)?

△MEC和UPF聯合起來可以進行靈活的資料分流,內網資料直接走內網通道,私密資料不出園區;外網資料也可直通網際網路,並行不悖,兩不耽誤。

在5G時代,以行業應用為中心的2B業務,以及增強的2C業務都對網路提出的更高的要求,高頻寬,低時延,高算力的需求不斷激發著MEC更快地發展。

為什麼5G需要邊緣計算(MEC)?

MEC,這棵在4G時代萌芽的幼苗,在5G時代的3大場景都被寄予厚望。如此根正苗紅的種子選手,必將在不遠的將來時代長為參天大樹,全面賦能5G網路。

好了,本期的內容就到這裡,希望對大家有所幫助。

為什麼5G需要邊緣計算(MEC)?