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基于MEC的邊緣CDN業(yè)務調(diào)度方案及測試分析

2020年電子技術應用第6期

劉云毅1，張蕾1，張建敏1，彭寧2，楊峰義1

1.中國電信股份有限公司研究院 5G研發(fā)中心，北京102209；2.世紀龍信息網(wǎng)絡有限責任公司，廣東廣州510630

摘要： 多接入邊緣計算(Multi-access Edge Computing，MEC)通過將計算存儲能力與業(yè)務服務能力向網(wǎng)絡邊緣遷移，使應用、服務和內(nèi)容可以實現(xiàn)本地化部署，可以解決傳統(tǒng)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(Content Delivery Network，CDN)中邊緣節(jié)點無法下沉到移動網(wǎng)絡中的痛點問題。但是，CDN節(jié)點下沉到網(wǎng)絡邊緣后，CDN需要網(wǎng)絡和終端輔助業(yè)務識別用戶位置，實現(xiàn)邊緣業(yè)務分流。提出了一種基于MEC的邊緣CDN業(yè)務調(diào)度方案，測試結果表明，所提方案可以極大地降低首包時延并提高下載速率，明顯改善用戶的業(yè)務體驗。

關鍵詞： 多接入邊緣計算內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡業(yè)務調(diào)度測試分析

中圖分類號： TN929.5
文獻標識碼： 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)務調(diào)度方案及測試分析[J].電子技術應用，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

多接入邊緣計算(Multi-access Edge Computing，MEC)是一種新型的網(wǎng)絡架構理念，能夠在蜂窩網(wǎng)絡邊緣提供云計算能力和IT服務環(huán)境，其基本思想是把云計算平臺從移動網(wǎng)絡內(nèi)部遷移到移動接入網(wǎng)邊緣，實現(xiàn)計算及存儲資源的彈性利用，成為5G網(wǎng)絡的關鍵技術之一^[1]。MEC技術使得傳統(tǒng)無線接入網(wǎng)具備了業(yè)務本地化、近距離部署的條件，無線接入網(wǎng)由此而具備了低時延、高帶寬的傳輸能力，有效緩解了未來移動網(wǎng)絡對于傳輸帶寬以及時延的要求，從而可以有效提升用戶的業(yè)務體驗，促進網(wǎng)絡和業(yè)務的深度融合。這一概念將傳統(tǒng)電信蜂窩網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務進行了深度融合，給電信運營商的運作模式帶來全新變革，并建立新型的產(chǎn)業(yè)鏈及網(wǎng)絡生態(tài)圈^[2]。

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡（Content Delivery Network，CDN）依靠部署在各地的邊緣服務器，通過中心平臺的負載均衡、內(nèi)容分發(fā)、調(diào)度等功能模塊，使用戶就近獲取所需內(nèi)容，降低網(wǎng)絡擁塞和內(nèi)容提供商服務器壓力，提高用戶訪問響應速度和命中率。CDN的核心價值是將數(shù)字內(nèi)容智能分發(fā)到離用戶更近的節(jié)點，從而提高整體分發(fā)效率，減少網(wǎng)絡延遲，節(jié)省帶寬資源。CDN固有的邊緣節(jié)點屬性，使其在邊緣計算市場中具有先發(fā)優(yōu)勢^[3]。

CDN的調(diào)度中心GSLB(Global Sever Load Balance，全局負載均衡)一般根據(jù)終端IP地址識別用戶所在區(qū)域，然后分配本地CDN節(jié)點給用戶。但在5G網(wǎng)絡中，負責IP地址分配的網(wǎng)元會話管理功能(Session Management Function，SMF)網(wǎng)絡位置高于邊緣UPF(User Plane Function，用戶面功能單元)，給用戶分配的IP地址不具備地域特征，GSLB無法通過IP段定位到用戶的邊緣位置信息。而且，因為本地域名解析(Domain Name System，LDNS)的存在，GSLB無法感知終端用戶的IP，只能感知LDNS地址，所以CDN業(yè)務調(diào)度只能精確到省。

由上述描述可知，由于CDN GSLB無法根據(jù)用戶攜帶的IP地址判斷用戶當前所處的地址位置，從而無法將業(yè)務調(diào)度到離用戶距離較近的邊緣CDN節(jié)點，從而無法使用戶享受到更優(yōu)質(zhì)的業(yè)務應用體驗。由此可見，CDN節(jié)點下沉到網(wǎng)絡邊緣后，如何識別用戶位置以及將業(yè)務調(diào)度到本地邊緣CDN節(jié)點是個關鍵問題。因此，實現(xiàn)邊緣CDN業(yè)務調(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.中國電信股份有限公司研究院 5G研發(fā)中心，北京102209；2.世紀龍信息網(wǎng)絡有限責任公司，廣東廣州510630)

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