《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于MEC的邊緣CDN業(yè)務(wù)調(diào)度方案及測(cè)試分析
2020年電子技術(shù)應(yīng)用第6期
劉云毅1，張 蕾1，張建敏1，彭 寧2，楊峰義1
1.中國(guó)電信股份有限公司研究院 5G研發(fā)中心，北京102209；2.世紀(jì)龍信息網(wǎng)絡(luò)有限責(zé)任公司，廣東 廣州510630
摘要： 多接入邊緣計(jì)算(Multi-access Edge Computing，MEC)通過(guò)將計(jì)算存儲(chǔ)能力與業(yè)務(wù)服務(wù)能力向網(wǎng)絡(luò)邊緣遷移，使應(yīng)用、服務(wù)和內(nèi)容可以實(shí)現(xiàn)本地化部署，可以解決傳統(tǒng)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(Content Delivery Network，CDN)中邊緣節(jié)點(diǎn)無(wú)法下沉到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的痛點(diǎn)問(wèn)題。但是，CDN節(jié)點(diǎn)下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣后，CDN需要網(wǎng)絡(luò)和終端輔助業(yè)務(wù)識(shí)別用戶(hù)位置，實(shí)現(xiàn)邊緣業(yè)務(wù)分流。提出了一種基于MEC的邊緣CDN業(yè)務(wù)調(diào)度方案，測(cè)試結(jié)果表明，所提方案可以極大地降低首包時(shí)延并提高下載速率，明顯改善用戶(hù)的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。
中圖分類(lèi)號(hào)： TN929.5
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200380
中文引用格式： 劉云毅，張蕾，張建敏,等. 基于MEC的邊緣CDN業(yè)務(wù)調(diào)度方案及測(cè)試分析[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(6)：12-15.
英文引用格式： Liu Yunyi，Zhang Lei，Zhang Jianmin,et al. MEC-based edge CDN service scheduling scheme and test analysis[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(6)：12-15.
MEC-based edge CDN service scheduling scheme and test analysis
Liu Yunyi1，Zhang Lei1，Zhang Jianmin1，Peng Ning2，Yang Fengyi1
1.5G R&D Center，China Telecom Corporation Limited Research Institute，Beijing 102209，China； 2.21CN Corporation Limited，Guangzhou 510630，China
Abstract： Multi-access edge computing(MEC) enables applications, services and content to be deployed locally by migrating computing storage and business service capabilities to the edge of network. MEC can solve the problem that traditional content delivery network(CDN) nodes cannot sink into mobile network. However, after the CDN node sinks to the edge of the network, the CDN needs the network and terminal to assist the service to identify the user′s location and realize the traffic offload. This paper proposes an edge CDN service scheduling scheme based on MEC. Test results show that the proposed scheme can greatly reduce the first packet delay and increase the download rate, and significantly improve the user′s business experience.
Key words : multi-access edge computing；content delivery network；service scheduling；test analysis

0 引言

    多接入邊緣計(jì)算(Multi-access Edge Computing，MEC)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)理念，能夠在蜂窩網(wǎng)絡(luò)邊緣提供云計(jì)算能力和IT服務(wù)環(huán)境，其基本思想是把云計(jì)算平臺(tái)從移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部遷移到移動(dòng)接入網(wǎng)邊緣，實(shí)現(xiàn)計(jì)算及存儲(chǔ)資源的彈性利用，成為5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一[1]。MEC技術(shù)使得傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)具備了業(yè)務(wù)本地化、近距離部署的條件，無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)由此而具備了低時(shí)延、高帶寬的傳輸能力，有效緩解了未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于傳輸帶寬以及時(shí)延的要求，從而可以有效提升用戶(hù)的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的深度融合。這一概念將傳統(tǒng)電信蜂窩網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行了深度融合，給電信運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)作模式帶來(lái)全新變革，并建立新型的產(chǎn)業(yè)鏈及網(wǎng)絡(luò)生態(tài)圈[2]。

    內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（Content Delivery Network，CDN）依靠部署在各地的邊緣服務(wù)器，通過(guò)中心平臺(tái)的負(fù)載均衡、內(nèi)容分發(fā)、調(diào)度等功能模塊，使用戶(hù)就近獲取所需內(nèi)容，降低網(wǎng)絡(luò)擁塞和內(nèi)容提供商服務(wù)器壓力，提高用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)響應(yīng)速度和命中率。CDN的核心價(jià)值是將數(shù)字內(nèi)容智能分發(fā)到離用戶(hù)更近的節(jié)點(diǎn)，從而提高整體分發(fā)效率，減少網(wǎng)絡(luò)延遲，節(jié)省帶寬資源。CDN固有的邊緣節(jié)點(diǎn)屬性，使其在邊緣計(jì)算市場(chǎng)中具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)[3]。

    CDN的調(diào)度中心GSLB(Global Sever Load Balance，全局負(fù)載均衡)一般根據(jù)終端IP地址識(shí)別用戶(hù)所在區(qū)域，然后分配本地CDN節(jié)點(diǎn)給用戶(hù)。但在5G網(wǎng)絡(luò)中，負(fù)責(zé)IP地址分配的網(wǎng)元會(huì)話(huà)管理功能(Session Management Function，SMF)網(wǎng)絡(luò)位置高于邊緣UPF(User Plane Function，用戶(hù)面功能單元)，給用戶(hù)分配的IP地址不具備地域特征，GSLB無(wú)法通過(guò)IP段定位到用戶(hù)的邊緣位置信息。而且，因?yàn)楸镜赜蛎馕?Domain Name System，LDNS)的存在，GSLB無(wú)法感知終端用戶(hù)的IP，只能感知LDNS地址，所以CDN業(yè)務(wù)調(diào)度只能精確到省。

    由上述描述可知，由于CDN GSLB無(wú)法根據(jù)用戶(hù)攜帶的IP地址判斷用戶(hù)當(dāng)前所處的地址位置，從而無(wú)法將業(yè)務(wù)調(diào)度到離用戶(hù)距離較近的邊緣CDN節(jié)點(diǎn)，從而無(wú)法使用戶(hù)享受到更優(yōu)質(zhì)的業(yè)務(wù)應(yīng)用體驗(yàn)。由此可見(jiàn)，CDN節(jié)點(diǎn)下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣后，如何識(shí)別用戶(hù)位置以及將業(yè)務(wù)調(diào)度到本地邊緣CDN節(jié)點(diǎn)是個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。因此，實(shí)現(xiàn)邊緣CDN業(yè)務(wù)調(diào)度是非常重要的。




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作者信息:

劉云毅1，張  蕾1，張建敏1，彭  寧2，楊峰義1

(1.中國(guó)電信股份有限公司研究院 5G研發(fā)中心，北京102209；2.世紀(jì)龍信息網(wǎng)絡(luò)有限責(zé)任公司，廣東 廣州510630)

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