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MEC服務(wù)器移動邊緣計算(Mobile Edge Computing，MEC)是指在移動網(wǎng)絡(luò)邊緣、無線接入網(wǎng)內(nèi)以及靠近用戶的位置提供IT服務(wù)和云計算能力。其基本思想是把云平臺遷移到網(wǎng)絡(luò)邊緣，實現(xiàn)傳統(tǒng)電信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)深度融合，并借助無線網(wǎng)絡(luò)提供的信息服務(wù)、位置服務(wù)、標(biāo)識服務(wù)和寬帶管理服務(wù)能力，減少業(yè)務(wù)交付端到端時延，提升業(yè)務(wù)部署的靈活性和用戶體驗，建立新型的產(chǎn)業(yè)鏈及生態(tài)圈。

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相比于云計算，移動邊緣計算將計算任務(wù)與數(shù)據(jù)源從云端或數(shù)據(jù)中心遷移到了距離用戶最近的邊緣端，并利用無線接入網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造出一個高性能、低延遲與高帶寬的使用環(huán)境就近為用戶提供云端內(nèi)容和計算能力，讓移動用戶享有高質(zhì)量服務(wù)體驗。在移動邊緣計算中，通過在蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站與核心網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)絡(luò)邊緣部署設(shè)備(即邊緣服務(wù)器，通常由基礎(chǔ)設(shè)施提供方搭建)，提供對外的計算以及存儲服務(wù)，從而使得于移動設(shè)備可以將計算密集以及延遲敏感任務(wù)發(fā)送到就近的網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備上完成，從而降低任務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸時間。

(1) 低時延：在靠近設(shè)備的位置對業(yè)務(wù)進行處理的傳輸距離遠小于到遠程云服務(wù)器的傳輸距離，減少傳輸時延。同時可以避免任務(wù)通過無線接入網(wǎng)、回程網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞的時延。

(2) 低能耗：對于網(wǎng)絡(luò)邊緣的無線設(shè)備來說，電池資源是非常珍貴的，MEC將端點層上的任務(wù)卸載到MEC服務(wù)器可以有效地節(jié)約電池消耗，延長電池使用壽命。

(3) 上下文感知：MEC服務(wù)器可以利用邊緣設(shè)備的臨近性跟蹤用戶行為、位置和環(huán)境等實時信息。通過結(jié)合用戶上下文信息、大數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，提供用戶感興趣的內(nèi)容和應(yīng)用程序，使邊緣服務(wù)更加智能和個性化。

(4) 隱私性和安全性：在邊緣端對設(shè)備任務(wù)進行處理，減少與云服務(wù)器之間的交互，可以實現(xiàn)很好的數(shù)據(jù)隔離。并且由于MEC服務(wù)器分布式部署、規(guī)模小且有價值的信息較少集中的特點，使其不太可能成為安全攻擊的目標(biāo)。

(5) 鄰近性：在移動邊緣計算中，移動設(shè)備通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)或WiFi接入到網(wǎng)絡(luò)中，通過在基站或無線控制器上部署相關(guān)的應(yīng)用，使得應(yīng)用距離用戶最近，從而可以使得對于大量數(shù)據(jù)傳輸延遲較低。在邊緣端處理完數(shù)據(jù)后，可以獲得規(guī)格化的少量分析數(shù)據(jù)，此時傳遞到云端可以節(jié)約計算與傳輸資源。例如在增強現(xiàn)實或者虛擬現(xiàn)實的相關(guān)應(yīng)用中，大量數(shù)據(jù)需要通過與云端交互進行處理，而通過邊緣服務(wù)器提前處理相關(guān)規(guī)格化數(shù)據(jù)，則可以大大較少服務(wù)延遲時間。

(6) 位置感知：由于用戶通過移動設(shè)備接入無線網(wǎng)絡(luò)(WiFi或蜂窩網(wǎng)絡(luò))時，邊緣服務(wù)器可以感知其相關(guān)地理位置信息，這種感知為基于位置的服務(wù)(Location—Based Service，LBS)提供了有利基礎(chǔ)，進而為服務(wù)方式的拓展提供了便利條件。

(7) 預(yù)置性：邊緣服務(wù)器被廣泛地預(yù)先安置在各個區(qū)域，這些在廣闊的地理空間內(nèi)安置的邊緣服務(wù)器使得在一定的地理范圍內(nèi)構(gòu)建邊緣服務(wù)平臺成為可能。邊緣服務(wù)器之間可以通過協(xié)作，使得用戶可以在更大的范圍內(nèi)降低對核心網(wǎng)絡(luò)接入的依賴，同時在平臺內(nèi)可以充分利用平臺內(nèi)所有的邊緣服務(wù)器，提高服務(wù)的質(zhì)量和用戶體驗^[1]。

移動邊緣計算把計算功能、存儲資源等其他所需服務(wù)部署在距離用戶更近的位置即網(wǎng)絡(luò)邊緣，例如基站，使得移動用戶距離邊緣服務(wù)器更近，使得終端設(shè)備能夠?qū)⒂嬎闳蝿?wù)卸載到更近的計算節(jié)點，從而達到降低時延的目的。隨著應(yīng)用計算，緩存，服務(wù)遷移等一系列網(wǎng)絡(luò)功能向網(wǎng)絡(luò)邊緣推進，移動邊緣計算還可用來緩解日益增多的服務(wù)需求與資源短缺之間的矛盾。MEC服務(wù)器相比較于云數(shù)據(jù)中心，雖然規(guī)模小，但其部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣，具有很多顯著的優(yōu)勢：

(1)MEC服務(wù)器的計算能力和存儲資源相對更為強大，當(dāng)服務(wù)需求眾多時，會導(dǎo)致任務(wù)在終端享有比較高的延時，進而影響整個網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，因此可使用移動邊緣計算將任務(wù)接入到附近的邊緣服務(wù)器，大大的降低了任務(wù)計算時間，對于一些時延敏感和計算密集的應(yīng)用程序，能夠增加其在最大容忍時間內(nèi)完成計算的可能性，提高服務(wù)質(zhì)量與用戶體驗。

(2)移動設(shè)備具有有限的電池容量，隨著電池的不斷損耗，移動設(shè)備的計算能力顯著下降，一些計算密集型任務(wù)更是加劇了電池?fù)p耗。通過移動邊緣計算，將部分任務(wù)轉(zhuǎn)移到MEC服務(wù)器，可以降低系統(tǒng)能耗，同時也緩解了移動設(shè)備的壓力并延長了電池的使用年限。

(3)MEC服務(wù)器可以為其覆蓋范圍內(nèi)的用戶提供云計算能力，因為距離用戶更近，因此具有更高的數(shù)據(jù)安全性，并且能夠更快的感知用戶狀態(tài)變化^[2]。

歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會ETSI定義了MEC的計算架構(gòu)，該架構(gòu)共分為三層：MEC系統(tǒng)層、MEC主機層、網(wǎng)絡(luò)層。

(1)MEC系統(tǒng)層包括用戶應(yīng)用程序生命周期代理、移動邊緣編排器和運行支持系統(tǒng)(Operation Support Systems，OSS)，MEC能夠直接由移動設(shè)備(Mobile device，MD)中的應(yīng)用程序使用或者通過面向客戶的服務(wù)(Customer Facing Services，CFS)端口完成與第三方客戶的交互。

(2)MEC主機層由移動邊緣平臺和虛擬化平臺構(gòu)成，移動邊緣平臺負(fù)責(zé)管理應(yīng)用程序規(guī)則、程序的生命周期、服務(wù)授權(quán)和流量規(guī)則等；虛擬化平臺完成分配、管理和釋放位于MEC服務(wù)器內(nèi)的虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施提供的虛擬化資源(包括計算資源和存儲資源)，該層與MEC系統(tǒng)層相連。

(3)網(wǎng)絡(luò)層則提供了與各種訪問的連接，包括3GPP移動網(wǎng)絡(luò)、本地網(wǎng)絡(luò)和其他外部網(wǎng)絡(luò)訪問。

架構(gòu)中展示了MEC的主要功能要素及各個功能要素之間的參考節(jié)點信息。MEC標(biāo)準(zhǔn)計算架構(gòu)的出現(xiàn)推動了MEC服務(wù)平臺標(biāo)準(zhǔn)化進程，平臺分為移動邊緣主機、移動邊緣平臺管理、移動邊緣設(shè)備部署、虛擬基礎(chǔ)設(shè)施管理等功能模塊。

(1)移動邊緣主機模塊主要負(fù)責(zé)移動邊緣平臺服務(wù)能力的提供和開放、虛擬基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)面轉(zhuǎn)發(fā)能力開放和移動邊緣應(yīng)用的部署等；

(2)移動邊緣平臺管理模塊主要負(fù)責(zé)移動邊緣應(yīng)用全生命周期管理、移動邊緣平臺網(wǎng)元(Network Element，NE)管理、移動邊緣應(yīng)用規(guī)則和需求管理等；

(3)移動邊緣設(shè)備部署模塊完成了移動邊緣應(yīng)用在全局范圍內(nèi)的部署、實例化和標(biāo)準(zhǔn)化工作；

(4)虛擬基礎(chǔ)設(shè)施管理模塊實現(xiàn)了基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬資源合理分配、管理、配置和虛擬資源性能、故障信息收集與上報等功能。

白皮書中還給出了邊緣計算服務(wù)的幾種部署場景建議現(xiàn)階段，邊緣計算服務(wù)器是作為獨立設(shè)備部署的。MEC服務(wù)器可以在靠近LTE宏基站(eNode B)的無線接入網(wǎng)(Radio Access Network，RAN)側(cè)部署(圖中的第一種模型)，這種方案的優(yōu)勢在于可以更方便的通過監(jiān)聽、解析S1接口(基站與分組核心網(wǎng)之間的通訊接口)的信令來獲取基站側(cè)無線相關(guān)信息，時延最小，能夠為學(xué)校、商業(yè)街、小區(qū)等附近的用戶提供快響應(yīng)服務(wù)。缺點在于覆蓋的基站數(shù)相對較少(適用于本地分流場景)，涉及到的計費和合法監(jiān)聽等安全性問題較為復(fù)雜。也可以部署在核心網(wǎng)絡(luò)(Core Network，CN)中(圖中的第二種模型)，作為云計算的“下層云”為用戶提供服務(wù)，該方案的優(yōu)點在于MEC服務(wù)器能夠與P-GW(PDN gateway，P-GW)集成在一起，無需考慮RAN部署方案下的計費和安全性等問題，用戶終端發(fā)起的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)過eNode B、匯聚節(jié)點、S-GW、P-GW+MEC服務(wù)器，然后到互聯(lián)網(wǎng)。