文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190988
中文引用格式: 王旭亮,劉增義,胡雅婕,等. 基于NFV MANO的邊緣計算多種智能化部署方案研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2019,45(10):19-24,28.
英文引用格式: Wang Xuliang,Liu Zengyi,Hu Yajie,et al. Research of various intelligent multi-access edge computing deployment solutions based on NFV MANO[J]. Application of Electronic Technique,2019,45(10):19-24,28.
0 引言
科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步需要技術(shù)和商業(yè)需求的雙輪驅(qū)動。在過去的4年多時間里,國內(nèi)運(yùn)營商以SDN/NFV/AI技術(shù)為代表持續(xù)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)轉(zhuǎn)型。但是隨著改革的深入,缺乏明確業(yè)務(wù)需求支撐開始讓決策者變得猶豫和觀望[1-2]。以5G和邊緣計算為代表的多種新型業(yè)務(wù)的出現(xiàn)正好補(bǔ)足了雙輪驅(qū)動中的商業(yè)需求。但是其對網(wǎng)絡(luò)和管理的較高要求也同樣為相關(guān)業(yè)務(wù)的部署落地蒙了一層陰影。
以SDN/NFV技術(shù)為代表的網(wǎng)絡(luò)云化過程中,網(wǎng)絡(luò)的控制器、業(yè)務(wù)的編排器以及云資源的管理器都在向集約控制的邏輯上演進(jìn)。隨著典型邊緣計算業(yè)務(wù)對低時延、大帶寬以及業(yè)務(wù)內(nèi)容本地化等要求的不斷具體化,為這些業(yè)務(wù)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)以及云資源都需要逐步從核心集約的部署原則向核心集約、邊緣按需、云邊協(xié)同的部署原則,在核心DC和邊緣DC上邊緣計算業(yè)務(wù)所需的各類資源的模式轉(zhuǎn)變。在此原則下,對網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)以及云資源的管理提出了更高的要求。因此需要重新去考慮在邊緣DC(多級)和核心DC如何部署SDN/NFV/MEC相關(guān)的管理組件。本文因為篇幅問題,在接下來的篇幅中主要討論NFV與MEC的管理組件之間的交互與協(xié)同。
邊緣技術(shù)的管理組件(MEAO、MEPM)的定位是有效管理邊緣計算業(yè)務(wù)能力平臺(Mutil-Access Edge Computing Platform,MEP)上的各種支撐邊緣計算業(yè)務(wù)(Multi-Access Edge Application,ME-App)的原子化能力以及在邊緣計算業(yè)務(wù)能力平臺上部署各類邊緣計算的業(yè)務(wù)。邊緣計算業(yè)務(wù)中更多的是面向企業(yè)場景的業(yè)務(wù),不同于運(yùn)營網(wǎng)面向大眾消費(fèi)者業(yè)務(wù)的建設(shè)模式,這些業(yè)務(wù)按需部署在靠近企業(yè)的邊緣計算節(jié)點(diǎn)上。雖然很多觀點(diǎn)認(rèn)為邊緣計算業(yè)務(wù)不一定需要部署在邊緣云基礎(chǔ)設(shè)施上,但是運(yùn)營商多接入網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)需要下沉到相應(yīng)的邊緣計算節(jié)點(diǎn)上。根據(jù)全球運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)戰(zhàn)略,運(yùn)營商的多接入網(wǎng)關(guān)為了降低成本和提高對多種新型業(yè)務(wù)的靈活支撐能力,需要進(jìn)行虛擬化或云化的重構(gòu)然后部署在電信級云平臺上,例如從CPE到vCPE、從BRAS到vBRAS,同時5G的接入網(wǎng)關(guān)UPF大多也是基于虛擬機(jī)來部署的??偨Y(jié)起來,為了滿足邊緣計算低時延、大帶寬和低成本的業(yè)務(wù)需求,運(yùn)營商提供的邊緣計算方案必須包括多種接入網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)關(guān)以及MEP。這就決定了對邊緣計算業(yè)務(wù)的有效管理的前提是虛擬化的多接入網(wǎng)關(guān)所需的NFV MANO與邊緣計算業(yè)務(wù)所需的管理組件需要深入融合和互通。
目前,針對在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化環(huán)境,如何對邊緣計算系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行部署,ETSI給出了兩種方案。兩種方案的主要差別在于MEC架構(gòu)與NFV MANO組件的耦合程度不同:低耦合度的部署方案以MEC架構(gòu)為基礎(chǔ),MEC管理體系與NFV管理體系分設(shè),未進(jìn)行融合,僅通過MEAO與NFVO之間的接口進(jìn)行管理層面的協(xié)調(diào)[3];高耦合度的部署方案根據(jù)文獻(xiàn)[4]中描述,以NFV架構(gòu)為基礎(chǔ),增加MEC組件,使在NFV上可以承載MEC業(yè)務(wù)。該方案的原則是將已有的NFV架構(gòu)網(wǎng)元部分盡可能地重用,增加新的接口并適當(dāng)調(diào)整MEC組件,使得兩者能夠更高效地進(jìn)行管理。
本研究的主要貢獻(xiàn)包括:介紹現(xiàn)有EIST標(biāo)準(zhǔn)中的NFV和MEC研究進(jìn)展和系統(tǒng)框架;對當(dāng)前基于NFV MANO的邊緣計算部署方案的架構(gòu)體系進(jìn)行介紹;歸納各融合部署方案的NFV MEC組件部署以及組件之間的交互方式;分析各部署方案中由于系統(tǒng)交互融合帶來的各種問題;根據(jù)多種部署方案中存在的問題,基于人工智能的算法和模型提出智能化的MEC與NFV管理面的高效協(xié)同編排方法與設(shè)計。
1 相關(guān)研究
NFV經(jīng)過長時間的發(fā)展,目前已經(jīng)發(fā)展部署比較完善。MEC則是近幾年新發(fā)展起來的技術(shù)。如果大范圍部署MEC設(shè)備,則是一項耗時耗力的方案,所以,在現(xiàn)有NFV設(shè)備的基礎(chǔ)上部署MEC設(shè)備,對于運(yùn)營商或廠商來說都是一種更可取的辦法。且NFV技術(shù)專注于將軟件硬件解耦,使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不再依賴于專用硬件,資源可以靈活共享,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速開發(fā)和部署[5]。隨著5G商業(yè)化的普及,越來越多的新型業(yè)務(wù)也在快速發(fā)展,對傳統(tǒng)業(yè)務(wù)也提出了更高的要求。將現(xiàn)有NFV技術(shù)與新興MEC技術(shù)相互融合,共同發(fā)揮各自的優(yōu)勢已經(jīng)迫在眉睫。
1.1 NFV系統(tǒng)框架
ETSI NFV組在2014年12月發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)ETSI GS NFV 002[6],該標(biāo)準(zhǔn)主要介紹了NFV參考體系結(jié)構(gòu)框架。NFV實(shí)現(xiàn)了底層物理設(shè)備,虛擬化操作系統(tǒng)和虛擬化網(wǎng)元功能單元的解耦,NFV引入NFV管理與編排(NFV Management and Orchestration,MANO),MANO主要包括NFV編排器(NFV Orchestrator,NFVO)、VNFM(VNF Manager)以及虛擬資源管理(Virtualised Infrastructure Manager,VIM)3個功能實(shí)體。其中,NFVO是MANO框架中的控制中心,負(fù)責(zé)NFV基礎(chǔ)設(shè)施和軟件資源的協(xié)調(diào)和管理;VNFM負(fù)責(zé)VNF生命周期管理,例如VNF的實(shí)例化、更新、查詢、縮放、終止;VIM在NFV架構(gòu)中主要用于實(shí)現(xiàn)對虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施的管理。MANO提供了可控、可管、可運(yùn)維的服務(wù)交付環(huán)境,有利于基礎(chǔ)資源的調(diào)度,以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的高效管理和彈性調(diào)度。
1.2 MEC系統(tǒng)框架
ETSI MEC組在2016年2月發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)003[3],該標(biāo)準(zhǔn)主要介紹了MEC框架和參考架構(gòu)。MEC 架構(gòu)中主要的管理組件包括移動邊緣編排(Mobile Edge Orchestrator,MEO)、移動邊緣平臺管理(Mobile Edge Platform Manager,MEPM)以及虛擬基礎(chǔ)設(shè)施管理器(VIM)。其中,MEO是MEC系統(tǒng)級管理的核心功能實(shí)體,主要負(fù)責(zé)維護(hù)MEC框架的整體視圖,提供邊緣計算應(yīng)用程序的實(shí)例化、檢查、記錄、終止以及重定位;MEPM用于邊緣計算應(yīng)用程序的生命周期管理,為MEP提供管理功能,接收VIM的虛擬化資源性能報告;VIM在MEC架構(gòu)中主要負(fù)責(zé)管理虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬化資源。
1.3 MEC in NFV系統(tǒng)框架
ETSI MEC組在2018年2月發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)ETSI GR MEC 017[4],該標(biāo)準(zhǔn)主要介紹了在NFV架構(gòu)中承載MEC架構(gòu)的方法。該文獻(xiàn)指出,假設(shè)移動邊緣平臺部署為虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(Virtualised Network Function,VNF),虛擬化資源由VIM管理,ME應(yīng)用程序在NFV MANO組件中被看作VNFs,則在NFV環(huán)境中部署MEC架構(gòu)后,原MEC的MEPM更新為移動邊緣平臺管理-NFV(Mobile Edge Platform Manager-NFV,MEPM-V),原MEPM管理應(yīng)用程序生命周期,更新后的MEPM-V不再承載此功能,而是將此功能委托給VNFM;MEO轉(zhuǎn)換為更適應(yīng)此架構(gòu)的MEAO,使用NFVO進(jìn)行資源編排,并將ME應(yīng)用VNFS集作為一個或多個NFV網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進(jìn)行編排。MEPM-V將充當(dāng)ME平臺VNF的元素管理器。MEC和NFV由運(yùn)營支持系統(tǒng)(Operations Support System,OSS)統(tǒng)一管理。該方案可以將NFV和MEC進(jìn)行深度融合,但是在實(shí)際部署過程中仍存在一些問題有待解決。
2 關(guān)鍵技術(shù)
目前在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化架構(gòu)中,部署邊緣計算的建議方案根據(jù)NFV MANO管理框架與MEC系統(tǒng)框架的耦合程度,分為兩種部署方案:其一是低耦合度的基于NFV MANO管理框架的MEC架構(gòu),MEC管理體系與NFV管理體系分設(shè),兩個管理系統(tǒng)之間不做融合,僅涉及MEO與NFVO組件之間交互;其二是高耦合度的基于NFV框架的MEC部署方案,該方案中MEC管理體系與NFV管理體系深度融合,將MEC的功能分解,業(yè)務(wù)配置部分由MEC管理體系完成,資源管理部分由NFV體系完成。以下將從部署方案的框架及組件交互方式、部署方案的特點(diǎn)、方案在實(shí)際部署時的適用場景三方面對兩種方案進(jìn)行對比分析。
2.1 部署方案的框架及組件交互方式對比
高、低耦合的都是以MEC架構(gòu)和NFV架構(gòu)為基礎(chǔ)。由于MEC架構(gòu)與NFV架構(gòu)整體框架有一定的相似性,因此只需分析NFV與MEC交互部分的組件和管理方式。
2.1.1 低耦合方案
首先分析低耦合的基于NFV MANO的邊緣計算部署方案,如圖1所示。MEC部分主要由MEO、MEPM、VIM、MEP(MEC平臺)、MECAPP(MEC應(yīng)用)以及虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施組成。其中,虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施可以為MEC應(yīng)用提供計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等資源,并具有數(shù)據(jù)面功能,用于執(zhí)行來自MEP的流量規(guī)則,MEC應(yīng)用是運(yùn)行在虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施上的應(yīng)用實(shí)例;MEP提供MEC應(yīng)用程序和MEC服務(wù),并從MEPM應(yīng)用上接收流量規(guī)則等,并指示相應(yīng)的數(shù)據(jù)平面[3]。NFV MANO框架包括3個主要的功能實(shí)體:NFVO、VNFM和VIM。
在低耦合的基于NFV MANO的邊緣計算部署方案中,MEC管理體系與NFV管理體系分立,使用統(tǒng)一VIM創(chuàng)建所需的MAC APP和VNF,分別由MEO和NFVO進(jìn)行管理,兩個管理系統(tǒng)之間不做融合,僅通過MEO和NFVO之間的接口管理網(wǎng)絡(luò)切片(Network Slice,NS),協(xié)調(diào)多個MEC APP和VNF。
在低耦合的基于NFV MANO的邊緣計算部署方案中,MEC管理體系和NFV管理體系是根據(jù)所管理的業(yè)務(wù)類型進(jìn)行劃分的,即MEC管理體系負(fù)責(zé)邊緣應(yīng)用的資源管理和業(yè)務(wù)管理,NFV管理體系負(fù)責(zé)虛擬網(wǎng)元的資源管理和業(yè)務(wù)配置。在這種模式下,兩套管理體系在功能上具有一定的重復(fù)性,尤其是虛擬機(jī)形式部署的邊緣應(yīng)用,它們對VIM的需求和調(diào)用與虛擬網(wǎng)元并無本質(zhì)區(qū)別。但是由于邊緣應(yīng)用和虛擬網(wǎng)元的供應(yīng)商不同、標(biāo)準(zhǔn)尚未融合等原因,這種低耦合的部署方式可以實(shí)現(xiàn)MEC體系的快速部署上線,以管理和維護(hù)的成本換取部署時的復(fù)雜度。在實(shí)際的邊緣應(yīng)用部署中,先由NFV管體系準(zhǔn)備好虛擬網(wǎng)元,之后再由MEC管理體系進(jìn)行邊緣應(yīng)用的創(chuàng)建和配置,具體交互流程如下:
(1)MEO向NFVO發(fā)出請求,查詢虛擬網(wǎng)元(UPF、vCPE等)是否準(zhǔn)備就緒;
(2)如果NFVO事先已部署虛擬網(wǎng)元,則監(jiān)測虛擬網(wǎng)元運(yùn)行狀態(tài)是否正常;
(3)如果NFVO事先沒有部署虛擬網(wǎng)元,則觸發(fā)創(chuàng)建網(wǎng)元條件,通過MEO向NFVO發(fā)送具體虛擬網(wǎng)元參數(shù),進(jìn)行虛擬網(wǎng)元部署;
(4)虛擬網(wǎng)元部署完成后,NFVO向MEO發(fā)送通知,并傳遞網(wǎng)元相關(guān)參數(shù);
(5)MEO發(fā)起ME APP部署流程,將業(yè)務(wù)請求和虛擬網(wǎng)元信息發(fā)送給MEPM進(jìn)行處理;
(6)MEPM進(jìn)行ME APP資源創(chuàng)建和業(yè)務(wù)配置,生成虛擬網(wǎng)元路由規(guī)則;
(7)ME APP創(chuàng)建完成后,MEPM下發(fā)路由規(guī)則,通知MEO部署完成,進(jìn)行業(yè)務(wù)上線。
2.1.2 高耦合方案
高耦合的基于NFV MANO的邊緣計算部署方案,即在NFV中部署MEC框架,如圖2所示。
在高耦合的基于NFV MANO的邊緣計算部署方案中,MEC管理體系和NFV管理體系根據(jù)系統(tǒng)功能進(jìn)行了融合,即MEC管理體系負(fù)責(zé)邊緣應(yīng)用的業(yè)務(wù)配置,NFV管理體系負(fù)責(zé)虛擬網(wǎng)元、MEP以及MEC APP的資源管理。由于MEC中的資源管理與NFV中的資源管理類似,在VIM上增強(qiáng)對容器的納管和編排就能基本滿足MEC資源管理的需求,因此這種部署方式可以充分利用NFV的現(xiàn)有系統(tǒng)功能。從圖2中分析,這種部署方式減少了縱向系統(tǒng)的對接,即編排層可以使用統(tǒng)一的NFVO和MEAO融合系統(tǒng),資源管理層復(fù)用原NFV系統(tǒng)中的接口,增加對容器資源的管理功能;相對地,這種部署方式增加了橫向系統(tǒng)交互的復(fù)雜性,邊緣應(yīng)用的部署被拆分成資源部署和業(yè)務(wù)配置兩部分,在實(shí)際的邊緣應(yīng)用部署中,每一步都需要兩套管理體系協(xié)同進(jìn)行,具體交互流程如下:
(1)MEAO向NFVO發(fā)出請求,查詢虛擬網(wǎng)元(UPF、vCPE等)和MEP是否準(zhǔn)備就緒;
(2)如果NFVO事先已部署虛擬網(wǎng)元和MEP,則監(jiān)測虛擬網(wǎng)元和MEP運(yùn)行狀態(tài)是否正常;
(3)如果NFVO事先沒有部署虛擬網(wǎng)元和MEP,則觸發(fā)創(chuàng)建網(wǎng)元條件,通過MEAO向NFVO發(fā)送具體參數(shù),進(jìn)行虛擬網(wǎng)元和MEP的部署;
(4)虛擬網(wǎng)元和MEP部署完成后,由NFVO向MEAO發(fā)送通知,并傳遞虛擬網(wǎng)元和MEP相關(guān)參數(shù),MEAO通知MEPM-V對MEP平臺進(jìn)行納管;
(5)MEO發(fā)起ME APP部署流程,向NFVO發(fā)送業(yè)務(wù)資源需求,由NFVO進(jìn)行ME APP資源創(chuàng)建;
(6)NFVO完成ME APP資源創(chuàng)建后,通知MEAO,并傳遞參數(shù)配置;
(7)MEAO將業(yè)務(wù)請求、虛擬網(wǎng)元信息、ME APP資源信息發(fā)送至MEPM-V,MEPM-V進(jìn)行ME APP的業(yè)務(wù)配置,生成虛擬網(wǎng)元路由規(guī)則;
(8)ME APP創(chuàng)建完成后,MEPM-V下發(fā)路由規(guī)則,通知MEAO部署完成,進(jìn)行業(yè)務(wù)上線。
2.2 部署方案現(xiàn)有問題對比
在低耦合度的基于NFV MANO管理框架的MEC架構(gòu)中,由于MEC管理體系與NFV管理體系分設(shè),MEC和NFV的管理組件(即MEO和NFVO)分別對ME APP和VNF進(jìn)行管理,兩種管理體系之間沒有深入融合,僅涉及MEO與NFVO組件之間交互,需要考慮在MEO與NFVO之間如何通過交互接口,協(xié)調(diào)多個MEC APP和VNF,使其能夠部署在同一虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施中執(zhí)行而不相互干擾。另外,由于該方案耦合度低,導(dǎo)致MEC和NFV管理體系中存在大量冗余,且兩個管理體系相互獨(dú)立,相當(dāng)于需要對兩個管理系統(tǒng)分別進(jìn)行維護(hù),增加了運(yùn)維難度。
在高耦合度的基于NFV MANO管理框架的MEC架構(gòu)中,由于是在原有的NFV架構(gòu)中部署MEC組件,因此,需要根據(jù)NFV的管理體系對MEC管理組件進(jìn)行一定的更改,便于NFV管理體系實(shí)現(xiàn)對NFV組件和MEC組件的同一管理。但是該部署方案在實(shí)際部署中同樣存在一些問題:(1)在NFV中部署MEC后,MEPM被分成MEC特定部分和負(fù)責(zé)管理ME app VNF實(shí)例生命周期的VNFM,MEPM-V需要能夠與VNFM通信,以跟蹤由NFVO發(fā)起的生命周期管理操作, VNFM與MEPM-V組件之間如何通信還有待明確;(2)在NFV架構(gòu)中的VNF包中需要攜帶特定的MEC文件,那么如何在不干擾包內(nèi)容的情況下,在VNF包中攜帶特定于MEC的文件,并且MEP和MEAO如何識別這些文件也是有待解決問題之一;(3)NFV定義了VNFD(Virtualised Network Function Descriptor),其中的某些部分與MEC定義的MEC AppD(Application Descriptor)相互重合,這兩者之間的映射在實(shí)際部署中同樣有待解決。
2.3 部署方案適用場景對比
通過前兩節(jié)對高、低耦合的基于NFV MANO管理框架的邊緣計算部署方案的分析,進(jìn)一步明確兩種方案在實(shí)際部署時適用的場景。下面針對兩種部署方案的優(yōu)勢和不足進(jìn)行分析,并給出兩者在實(shí)際部署時的建議。
低耦合的基于NFV MANO管理框架的邊緣計算部署方案中,MEC管理體系與NFV管理體系分設(shè),分別管理MEC APP和虛擬網(wǎng)元(VNF),兩個系統(tǒng)之間未進(jìn)行融合,這種方案的優(yōu)勢在于MEC APP部署與NFV體系無關(guān),不具備NFV能力的MEC APP廠家也可以部署;另外MEC管理系統(tǒng)與VNF系統(tǒng)交互較少,便于方案的快速部署上線。但是,由于兩個管理體系分立,該部署方案需要功能復(fù)雜的MEPM,既能管理業(yè)務(wù)配置,又能對業(yè)務(wù)進(jìn)行生命周期管理;同時,MEC與NFV管理體系分立,需要多維護(hù)一整套的管理系統(tǒng),增加了運(yùn)維管理的難度;此外,OSS與VIM都需要對接MEC和NFV兩套系統(tǒng),增加了大量異廠家對接的功能。因此,該部署方案適用于不具備NFV架構(gòu)能力的MEC廠家,僅需要加入NFV MANO組件,就可以實(shí)現(xiàn)邊緣計算的部署,由于兩種框架之間沒有過多的交互,因此架構(gòu)中的各組件可以采用不同廠家的產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)方案的靈活部署,如圖3所示。
高耦合的基于NFV MANO管理架構(gòu)的邊緣計算部署方案中,MEC管理體系與NFV管理體系深度融合,首先,組件角度進(jìn)行分析,MEC組件在NFV環(huán)境中部署需要進(jìn)行一定程度上的重構(gòu),并大量新增重構(gòu)后MEC管理組件與NFV管理組件之間用于管理的交互接口,MEC組件重構(gòu)且引入大量接口會導(dǎo)致部署難度的增加,因此,出于上述兩點(diǎn)的考慮,傾向于采用同廠家系統(tǒng),對系統(tǒng)進(jìn)行整體部署,以避免大量異廠家在對接時工作量大幅增加的問題,如圖4所示。
3 邊緣計算多種智能化部署
3.1 低耦合的基于SVM深度學(xué)習(xí)算法的智能邊緣計算部署方案
對于低耦合度的基于NFV MANO管理架構(gòu)的邊緣計算部署方案中,由于MEC管理與NFV管理體系分立,未進(jìn)行融合,即MEC管理組件負(fù)責(zé)邊緣應(yīng)用的資源管理和業(yè)務(wù)管理,而NFV管理組件負(fù)責(zé)虛擬網(wǎng)元的資源管理和業(yè)務(wù)配置,這就導(dǎo)致二者對在管理方面復(fù)雜度增加、無法對資源進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和部署。因此,在現(xiàn)有整體部署架構(gòu)下,采用最優(yōu)化的虛擬化資源調(diào)度策略和業(yè)務(wù)管理策略,是現(xiàn)階段需要重點(diǎn)解決的問題。
具體方案如圖5所示,MEPM對ME APP需要向VIM、MEC主機(jī)分別發(fā)送資源分配和業(yè)務(wù)配置信息,以生成應(yīng)用路由規(guī)則、完成業(yè)務(wù)上線和管理;VFNM對虛擬網(wǎng)元同樣需要向VIM和MEC主機(jī)發(fā)送虛擬網(wǎng)元的資源分配和業(yè)務(wù)配置信息。因此,為了降低NFV和MEC兩天系統(tǒng)之間協(xié)同工作的復(fù)雜度,并且對虛擬資源進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和部署,提高底層資源的利用率,可以將兩類資源分配和業(yè)務(wù)管理信息進(jìn)行特征標(biāo)記,利用支持向量機(jī)SVM的深度學(xué)習(xí)算法,生成統(tǒng)一的資源分配和業(yè)務(wù)配置策略,最大化利用虛擬基礎(chǔ)設(shè)施資源并提高業(yè)務(wù)部署效率。
3.2 MEC in NFV架構(gòu)
在高耦合度的NFV MANO管理架構(gòu)的邊緣計算部署方案中,MEC和NFV在資源管理、業(yè)務(wù)下發(fā)等多個步驟中具有緊密的聯(lián)系,導(dǎo)致MEAO在確定業(yè)務(wù)資源規(guī)劃時需要進(jìn)行復(fù)雜的人工設(shè)計,并且與業(yè)務(wù)類型和業(yè)務(wù)規(guī)模相關(guān),如人工智能相關(guān)的業(yè)務(wù)需要提供GPU加速的MEC資源、大流量業(yè)務(wù)需要FPGA加速的NFV資源等。為了解決業(yè)務(wù)部署時復(fù)雜的資源規(guī)劃問題,可以引入人工智能的方法讓分配的資源更加符合業(yè)務(wù)需求。
在MEAO中增加智能業(yè)務(wù)需求分析模塊,根據(jù)MEC APP部署所需資源和性能表現(xiàn)的歷史信息,進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和特征提取,然后利用基于機(jī)器學(xué)習(xí)中的決策樹算法,對各類業(yè)務(wù)所需的虛擬資源進(jìn)行學(xué)習(xí)推理,進(jìn)而生成最優(yōu)的業(yè)務(wù)資源匹配策略,最大化提升邊緣計算業(yè)務(wù)的執(zhí)行效率,提高底層資源的利用率,方案如圖6所示。
4 結(jié)束語
邊緣計算業(yè)務(wù)與運(yùn)營商從技術(shù)上的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)戰(zhàn)略是相輔相成的關(guān)系。邊緣計算業(yè)務(wù)的快速興起,從業(yè)務(wù)發(fā)展需求的角度對網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的持續(xù)深耕提供強(qiáng)有力的推動和牽引作用。在邊緣計算業(yè)務(wù)規(guī)?;茝V過程中,如何簡潔高效地在NFV MANO基礎(chǔ)之上來部署邊緣計算方案,并提供更加完善的邊緣計算業(yè)務(wù)的端到端管控,從而加速實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的全面云化部署,是運(yùn)營商和相關(guān)產(chǎn)業(yè)界需要思考的一個重要課題。正如2019年7月初在可信云大會上發(fā)布的云計算與邊緣計算協(xié)同九大應(yīng)用場景[7]里描述的那樣,未來邊緣計算相關(guān)產(chǎn)業(yè)界需要在推動邊緣計算業(yè)務(wù)部署落地的同時,體系化地思考邊緣計算和云計算的有效協(xié)同將成為長遠(yuǎn)期推動邊緣計算不斷成熟的關(guān)鍵所在。
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作者信息:
王旭亮1,劉增義1,胡雅婕2,李童瑤2
(1.中國電信股份有限公司研究院,北京102209;
2.北京郵電大學(xué) 信息與通信工程學(xué)院 信息光子學(xué)與光通信研究院,北京100035)