5G时代下的移动边缘计算(MEC)探索系列之四

简介:

Multiuser MEC Systems

由于在实际应用中,有大量的终端接入MEC系统,那么如何在庞大的计算offloading中保障MEC系统能够稳定地对外提供服务呢?下面介绍了多终端接入后碰到的麻烦和解决的思路。

除了网络上的流量调度,在多个终端同时连接进MEC系统时在选择AP(access point)的时候可以切换,以获得最大增益。另外一个重要的解决方案就是在MEC server中提供缓存(cache)机制。在中心节点的MEC server上包含了移动终端的全部信息,包含了CSI信息和计算offloading的各种请求。那么这些信息有些可以被复用,则保存在本地,如果一些一次性的计算任务,则不需要存储。

在多个终端同时对MEC server发包的情况下,MEC server需要对多终端的通信和计算offloading的数据包先存在buffer中,这样MEC server便可以按接收包的顺序进行处理。如果MEC server在一段时间工作量很大,而另一部分时间则资源利用率很低,那么则需要优化调度策略。为了MEC server的能耗考虑,需要有一些调度策略可以使得多终端的数据包可以连续并稳定地发送到MEC server中。

在多终端接入的情况下,MEC server可以有多种提供服务的方式:

1、根据MEC server的负载进行调度。

2、根据不同用户预先进行MEC server的资源划分(比如一个用户对应MEC server的一个虚拟机)。

3、根据就近原则为终端提供服务。

另外,从应用的角度考虑则可以提供如下计算offloading方式:

1、为了保证多终端情况下,MEC server处理不过来的情况,对一些延迟不敏感但是计算量较大的计算量放在中心云服务器上处理。

2、在资源量有限的情况下,MEC调度算法需要配合应用来定义哪些计算量是对延迟比较敏感(latency-sensitive),需要优先处理。

在多终端场景下,有时候Server之间需要合作共同处理计算量,这样也可以减少单条链路的网络拥堵情况,需要考虑的是该计算量的对延迟要求程度、目标MEC server的负载程度、随时间变化的网络实时情况,以及周围MEC server的计算能力。

MEC Server Cache

MEC server的缓存分为service cashing和data cashing 。

Service cashing是指根据位置,和附近的用户的相同的喜好缓存类似的应用和数据。举个例子,在博物馆可能都是VR的应用,那么就根据VR的应用的要求,设计MEC server的策略;另外可以根据时间来制定缓存的策略,比如晚饭时间后,大家比较喜好玩游戏,那么 MEC server需要先cache一些游戏的服务和数据。

d7b7be70d369c0ac78ead233a715f0b2b4e754a9

Data cashing是指很多现在的应用都是需要进行数据处理的,拿VR来说,需要实现存放这个环境(比如丛林、沙漠)的图片、声音、音乐,然后用户在这个环境中的动作传到MEC server,然后进行处理后返回。那么这个MEC server存放的某个环境的数据会变得很大。而且不同的用户玩同一款VR游戏的时候,这些数据可以复用。而对于在线游戏来说,实时的计算结果对其他用户没有复用价值,那么就不用保存。

不同应用对资源要求不一样,AI、VR的应用对CPU和存储的要求比较高,MATLAB的应用对内存的要求比较高。Cache的流程图如下,一些常用的数据,可以分为两级cache,比如数据库可以在中心服务器上存放全部的信息做cache,而在边缘的服务器上做一部分的数据的cache。

e2e1408febcff70d1f4458f4ddd875868b0c1616

MEC管理平台

MEC管理平台是要负责整个MEC系统的各种资源的调度和策略的下发,MEC在调度资源方面是可以借助NFV社区的力量。

边缘云管理平台的功能包括云资源管理、运维管理、边缘云服务管理以及能力开放。云资源管理连接器(适配层)以插件、Agent方式接入边缘数据中心的 VIM(Openstack、K8S)构建一个地理上分布、逻辑上统一的,云资源池(计算资源、网络资源、存储资源、加速资源),实现异构资源的统一纳管和调度。运维管理实现资源的统一监控、告警、性能、日志管理。在边缘云计算的初建阶段,生态链条尚未形成,MANO框架内协同 NFVO 完成VNF和第三方APP生命周期管理的网元(如 MEP-O、MEP-M、VNFM)可为作为边缘云管理平台的组件统一打包交付,以应对新业务的快速验证和上线。待边缘云生态链成熟,这些组件可从边缘云管理平台中剥离出来和MANO进行融合。边缘云管理平台通过统一的能力开放层对接统一云管平台和NFVO。统一门户为用户提供云资源统一展示和操作的界面,用于边缘云资源统一管理和边缘云服务本地开通维护。

MEC安全问题

由于各种异构的设备接入MEC系统,使得原来的安全机制无法满足整个MEC系统的安全需求。那么安全问题主要分为以下三个内容:

终端认证组件:不同的终端设备连入,有不同的认证组件,需要适配该终端。

网络安全:WIFI、LTE、5G有自己各自的安全协议来保障网络安全,这样不可避免地会在MEC系统中划分出多个网络域。那么需要设计一个安全协议使得跨网络域的网络安全得以保障。

敏感信息计算:个人信息和交易账单等,在发送这些计算量的时候,需要对数据进行加密。并且需要审核该MEC server是否可信任。

本系列主要是从MEC的场景、架构、边缘计算的优势说起,涉及到了计算的offloading、5G通信机制、MEC的网络技术、MEC缓存,最后是管理平台和安全问题。比较详细的介绍了MEC涉及到的技术和具体碰到的问题,这些问题也是目前学术界正在积极研究的。每个子标题都是一个非常大的研究课题。这个系列只是浅尝辄止,后续可能会专注几个方向再深入一些。


原文发布时间为:2018-09-22

本文作者:魔性小章鱼

本文来自云栖社区合作伙伴“Linux宝库”,了解相关信息可以关注“Linux宝库”。

相关文章
|
9月前
|
边缘计算 人工智能 物联网
物联网未来展望:5G、AI与边缘计算的融合之路
本篇详细探讨了物联网领域的未来展望,包括5G与物联网的融合、人工智能在物联网中的应用,以及边缘计算与物联网的发展趋势。通过代码示例,读者可以了解如何利用5G网络进行物联网设备间的高效数据传输,以及如何应用人工智能技术进行智能感知和数据分析。此外,我们还介绍了边缘计算在物联网中的重要作用,以及如何在边缘设备上进行数据处理和分析。通过本篇内容,读者将对物联网未来的技术发展有更全面的认识,为把握物联网领域的机遇提供有益的前瞻性指导。
262 0
|
12月前
|
边缘计算 运维 算法
超越感官,沉浸赛场——大型体育赛事云上实战精选-第六章 CUBA:“自由视角”的畅快赛事-5G+边缘计算+自由视角,让体育赛事更畅快
超越感官,沉浸赛场——大型体育赛事云上实战精选-第六章 CUBA:“自由视角”的畅快赛事-5G+边缘计算+自由视角,让体育赛事更畅快
185 0
|
边缘计算 Cloud Native 5G
OpenInfra Days China 2022 5G、算力网络、边缘计算论坛议程全览
OpenInfra Days China 2022 5G、算力网络、边缘计算论坛议程全览
151 0
OpenInfra Days China 2022 5G、算力网络、边缘计算论坛议程全览
|
人工智能 边缘计算 算法
AI开发者大会之计算机视觉技术实践与应用:2020年7月3日《RPA+AI助力政企实现智能时代的人机协同》、《5G风口到来,边缘计算引领数据中心变革》、《数字化时代金融市场与AI算法如何结合?》
AI开发者大会之计算机视觉技术实践与应用:2020年7月3日《RPA+AI助力政企实现智能时代的人机协同》、《5G风口到来,边缘计算引领数据中心变革》、《数字化时代金融市场与AI算法如何结合?》
AI开发者大会之计算机视觉技术实践与应用:2020年7月3日《RPA+AI助力政企实现智能时代的人机协同》、《5G风口到来,边缘计算引领数据中心变革》、《数字化时代金融市场与AI算法如何结合?》
|
边缘计算 人工智能 安全
5G将推动边缘计算在工业4.0制造技术中的大量采用
工业4.0是将信息技术(IT)和运营技术(OT)融合在一起的数字化转型的重要步骤。工业流程的自动化将在很大程度上依赖于高容量、高速、低延迟、可靠的5G和边缘计算,以安全可靠地交付工业4.0技术。
156 0
|
3天前
|
存储 人工智能 搜索推荐
阿里云佘俊泉:边缘云场景的探索与机遇
2024全球分布式云大会·北京站,阿里云演讲《创新涌现,边缘云场景的探索与机遇》
51 8
阿里云佘俊泉:边缘云场景的探索与机遇
|
3天前
|
存储 边缘计算 人工智能
|
3天前
|
存储 边缘计算 人工智能
|
3天前
|
边缘计算 供应链 安全
|
9月前
|
边缘计算
阿里云最新产品手册——阿里云核心产品——边缘节点服务ENS ——边缘计算
阿里云最新产品手册——阿里云核心产品——边缘节点服务ENS ——边缘计算自制脑图界面
99 4