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中兴通讯面向5G的MEC边缘云部署方案

时间:2019-09-11    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

随着移动互联网和物联网的快速发展,5G业务呈现出需求多样性的特点。

在3GPP定义的5G应用三大场景中:eMBB(增强移动宽带)提供高速率、大流量的移动宽带业务,如高速下载、高清视频、VR/AR等,这需要将业务下沉至网络边缘,以减少对无线回传网络造成的压力;而URLLC(极可靠低延迟通信)提供端到端的超高可靠超低时延通信,如自动驾驶、工业控制、远程医疗等,这也需要将业务下沉至网络边缘,以减少网络传输带来的时延。

针对5G这两个场景的应用特点,传统大规模集中建设的电信云已经无法满足,需要改变电信云的部署形式,而MEC边缘云的部署正好可以满足这样的场景需求。MEC (Mobile/Multi-access Edge Computing)作为向5G演进的关键技术,可以在更靠近客户的网络边缘部署,并为边缘应用提供云计算能力和IT服务环境,具备超低时延、超大带宽、本地化、高实时性处理等特点,因此是5G网络在边缘部署的最佳选择。

MEC边缘云的部署位置

MEC边缘云不限制网络的部署方式,通常可以按照不同业务场景以及时延要求进行灵活部署,例如可以部署在接入机房、汇聚机房、地市核心机房等位置,如图1所示:

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通过在网络边缘部署MEC平台,将云计算能力从中心延伸到边缘,实现业务快速处理和就近转发,来满足5G多样化的应用场景。

MEC边缘云的部署形态

由于受限边缘站点机房的环境(比如空间、散热、承重等)以及部署成本等因素的限制,MEC边缘云的硬件基础设施通常采用基于x86处理器的通用服务器,这类服务器具有尺寸小、功耗低、计算密度高等特点,适合在环境要求较低的边缘机房部署。

MEC边缘云通常基于特定的云平台(例如Openstack)为上层MEC应用提供统一的虚拟化软件环境和资源管理。MEC应用以VM(虚拟机)的形式部署于边缘云平台之上,可以根据不同的应用场景灵活部署。

中兴通讯MEC边缘云部署方案

为了更好地契合5G时代多业务场景需求,中兴通讯提出了完整的、面向5G的MEC边缘云部署方案,该方案有以下4大亮点:

1. 部署轻量化的边缘云平台

由于受限于边缘站点机房的环境,MEC边缘云的部署规模通常较小,单站点部署的服务器数量较少,可提供的硬件资源有限,而安装Openstack等基础设施平台及管理模块时会占用大量资源,造成边缘云上的资源浪费。因此需要对MEC边缘云进行“瘦身”:比如对Openstack上的组件进行裁剪,只保留必要的组件,去除多余组件;控制节点与计算节点共享物理资源;采用虚机+容器双核方案实现上层应用的轻量化部署等,这些举措可以大大减少平台和管理部分占用的资源,提高边缘云的资源利用率。

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另外由于MEC边缘云部署在网络边缘,站点数量多且位置分散,这给边缘云的规划、部署、运维带来了极大的复杂性,因此需要在上级汇聚站点部署MEC统一边缘云管理平台,对下级边缘站点进行统一的资源和运维管理,各边缘云上只部署计算节点和存储节点,减少管理模块的资源占用。NFVO只部署在上层的汇聚节点,直接对接边缘云统一管理平台,方便对所有下层边缘节点上的虚机(VM)/容器进行统一编排和部署。

中兴通讯轻量化MEC边缘云部署方案如图2所示,通过部署轻量化Openstack比优化前的组件数量减少了60%,配置所需的资源数减少了75%,管理资源减少了10%,不仅降低了对边缘云的资源需求,也提高了对MEC边缘云的管理和运行效率。

2. 将5G用户面UPF下沉部署实现本地分流

为了满足5G应用场景大带宽和低时延的特性要求,5G核心网的用户面功能UPF(User Plane Function)需要下沉到网络边缘部署,以减少传输时延,实现数据流量的本地分流。控制面功能网元如SMF则在中心DC集中部署,便于统一控制部署在MEC的UPF,统一配置和下发分流策略。

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中兴通讯5G用户面UFP本地分流方案如图3所示。本地 MEC将UPF分流规则通过PCF下发给SMF,SMF对所有流量进行集中调度,并基于 ULCL“上行分类”或IPv6多归属等方案进行分流,控制本地流量通过本地UPF卸载,对于非本地流量则通过本地UPF发送到中心UPF处理,这样避免所有流量都迂回中心网络,减轻骨干网传输的压力和建网成本,提升网内分组数据的承载效率与用户业务体验。

3. 为MEC边缘云提供硬件加速提高性能

MEC边缘云硬件普遍采用x86通用服务器,但是x86通用服务器的性能较低,无法满足5G 场景的商用部署要求,需要考虑额外的硬件加速方案。

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4. 提供API实现5G网络业务能力开放

业务能力开放是MEC应用的另一大特色。为了实现5G网络的能力开放,在MEC架构中专门引入了MEP(ME Platform)。MEP部署在网络边缘,可以实时感知并获取获取下层网络的相关信息,并将这些信息包装成不同的服务能力,再把这些能力开放给上层第三方应用,可以优化业务应用、提升用户体验、实现网络和业务的深度融合。

中兴通讯MEC能力开放架构如图4所示,通过开放网络能力为第三方应用,为用户提供差异化的体验,挖掘网络价值,提高运营商增值收入。同时通过开放接口的研究及标准化,加速创新型业务应用的开发及上线,打造良好的 MEC 产业生态链。

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