到底什么是邊緣計(jì)算?

邊緣計(jì)算，從4G時代已經(jīng)開始萌芽，到了5G時代，它完全融入了網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)架構(gòu)，成為了不折不扣的標(biāo)配，甚至是業(yè)務(wù)擴(kuò)展的利器。

那么到底什么是邊緣計(jì)算呢？本文將要探討這個問題。

為什么需要邊緣計(jì)算？

說到“邊緣”二字，跟“中央”的意思相反，暗含著“等級低”“不重要”“靠邊站”的意味。既然如此，大搞“中央計(jì)算”就行了，還研究什么“邊緣計(jì)算”？

其實(shí)，在信息網(wǎng)絡(luò)中，“中央”和“邊緣”的地位跟我們直觀的認(rèn)知是相反的。中央存在的價值，就是更好地為邊緣服務(wù)。

可以看出，網(wǎng)絡(luò)的中央節(jié)點(diǎn)是由接入，承載，交換等復(fù)雜架構(gòu)以及各種服務(wù)器組成的一朵云，它存在的價值，就是為了滿足網(wǎng)絡(luò)邊緣處不同終端形形色色的需求：個人通信，游戲娛樂，智能家居，工業(yè)控制等等。

技術(shù)的發(fā)展，就是在人類這些不斷膨脹的需求所驅(qū)動之下完成的。

5G的三大應(yīng)用場景，正是這些需求的總結(jié)：增強(qiáng)型移動寬帶（eMBB）針對高清視頻等系列應(yīng)用，大規(guī)模機(jī)器類型通信（mMTC）針對像智慧城市這樣的海量物聯(lián)網(wǎng)系列應(yīng)用，超高可靠性低延時通信（uRLLC）則針對像工業(yè)控制或者遠(yuǎn)程駕駛之類的專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。

這些應(yīng)用要求大帶寬，低時延，高算力，個個實(shí)現(xiàn)起來都不簡單。

一個最行之有效的方法就是縮短數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x，把提供服務(wù)的節(jié)點(diǎn)從中央下放到網(wǎng)絡(luò)邊緣，離用戶更近。這樣一來，無論是帶寬，時延，還是算力，解決起來就容易了許多。

這樣的解決方案就叫做“邊緣計(jì)算”。

邊緣計(jì)算最常用的比喻就是章魚的神經(jīng)系統(tǒng)。它的大腦作為中央節(jié)點(diǎn)只處理40%的信息，主要負(fù)責(zé)總體協(xié)同，剩余的60%的信息則由8條觸手（相當(dāng)于邊緣節(jié)點(diǎn)）就近處理。

也就是說，章魚可以使用“腿”來思考，并就地解決問題！這種靈活高效的信息處理方式，成就了這種無脊椎動物的智力巔峰。

邊緣計(jì)算，可以說承載了5G時代萬物互聯(lián)的夢想。

什么是MEC？

我們平時使用的4G和5G都屬于移動通信，在移動網(wǎng)絡(luò)下的邊緣計(jì)算，也就理所當(dāng)然地被稱作“移動邊緣計(jì)算（Mobile Edge Computing）”，縮寫作MEC。

MEC的概念最早源于卡內(nèi)基梅隆大學(xué)在2009年所研發(fā)的一個叫做Cloudlet的計(jì)算平臺。這個平臺將云服務(wù)器上的功能下放到邊緣服務(wù)器，以減少帶寬和時延，又被稱為“小朵云”。

2014年，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ETSI）正式定義了MEC的基本概念并成立了MEC規(guī)范工作組，開始啟動相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作。

2016年，ETSI把MEC的概念擴(kuò)展為Muti-access Edge Computing，意為“多接入邊緣計(jì)算”，并將移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的邊緣計(jì)算應(yīng)用推廣至像Wi-Fi這樣的其他無線接入方式。

在ETSI的推動下 ，3GPP以及其他標(biāo)準(zhǔn)化組織也相繼投入到了MEC的標(biāo)準(zhǔn)研究工作中。目前，MEC已經(jīng)發(fā)展演進(jìn)為5G移動通信系統(tǒng)的重要技術(shù)之一。

要理解MEC，首先需要了解MEC中涉及到的4個基本概念：云，邊，網(wǎng)，端。

云，邊，網(wǎng)，端，形成了一個協(xié)同的有機(jī)整體

云：云計(jì)算以及用以支撐云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施及資源，也被稱作云端，是提供服務(wù)的中心節(jié)點(diǎn)。

邊：邊緣，也就是邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，本文的主角，離終端最近的服務(wù)節(jié)點(diǎn)。

網(wǎng)：云端和邊緣，以及邊緣和用戶之間的網(wǎng)絡(luò)，默默無聞但非常重要的底層工作者。

端：也就是終端，是云，邊，網(wǎng)服務(wù)的對象，包含手機(jī)，平板，電視等一切可以聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備，其位置在網(wǎng)絡(luò)的最外圍，是各種數(shù)據(jù)的消費(fèi)者，也成了內(nèi)容的生產(chǎn)者（如短視頻，直播等）。

如果還用章魚來比喻的話，“云”就像大腦，“邊”就像觸手，“網(wǎng)”就像連接大腦和觸手的肌肉，“端”則就是章魚要捕獲的食物。云邊網(wǎng)端協(xié)同，構(gòu)成了MEC系統(tǒng)的有機(jī)體，讓信息更快更好地得以流動。

怎樣部署MEC？

目前在市場上，5G時代的MEC玩家主要有兩類：互聯(lián)網(wǎng)廠家，電信運(yùn)營商。它們手中的資源不同，推出的邊緣計(jì)算方案自然也有差異。

首先我們來看看ETSI定義的5G和MEC融合架構(gòu)。

5G核心網(wǎng)最關(guān)鍵的網(wǎng)元：UPF（User Plane Function，用戶面功能），是連接5G核心網(wǎng)和MEC的紐帶，可提供數(shù)據(jù)分流及流量統(tǒng)計(jì)等功能。

左側(cè)是5G網(wǎng)絡(luò)，包含核心網(wǎng)（含AMF，SMF，PCF等一系列控制面網(wǎng)元，以及用戶面網(wǎng)元UPF），接入網(wǎng)（RAN）以及終端（UE）。右側(cè)則是MEC，包含MEC平臺，管理編排域，以及多個提供服務(wù)的APP。

5G網(wǎng)絡(luò)和MEC之間的結(jié)合點(diǎn)就是UPF。這個網(wǎng)元的全稱是User Plane Function，顧名思義，就是處理核心網(wǎng)用戶面功能的。所有的數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過UPF轉(zhuǎn)發(fā)，才能流向外部網(wǎng)絡(luò)。

也就是說，負(fù)責(zé)邊緣計(jì)算的MEC設(shè)備，必須連接在5G核心網(wǎng)的UPF這個網(wǎng)元之后。

5G的核心網(wǎng)設(shè)計(jì)是十分靈活的，為了減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠鼗?，UPF的部署位置也一般比控制面網(wǎng)元要靠下，這就叫做UPF下沉。

舉例來說，中國移動的核心網(wǎng)在全國分為8個大區(qū)，每個大區(qū)管理數(shù)個省份，但在這些大區(qū)的機(jī)房中只部署有控制面網(wǎng)元，UPF則下沉到省中心，乃至地市，區(qū)縣，方便實(shí)現(xiàn)本地數(shù)據(jù)本地消化。

這樣的架構(gòu)，就為MEC的貼近網(wǎng)絡(luò)邊緣部署提供了條件。

對于運(yùn)營商來說，整個網(wǎng)絡(luò)都是他們的，因此部署MEC的位置非常靈活，在邊緣UPF的基礎(chǔ)上增加MEC的功能，形成邊緣一體化增強(qiáng)型UPF是最簡潔的方案。

根據(jù)服務(wù)區(qū)域的大小和個性化需求，MEC可以跟核心網(wǎng)位于同一數(shù)據(jù)中心，還可以跟下沉的UPF一起位于匯聚節(jié)點(diǎn)，也可以和UPF一起集成在某個傳輸節(jié)點(diǎn)，甚至還能跟基站融合到一起，離用戶近在咫尺。

1. MEC，UPF和基站融合到一起。

2. MEC跟下沉的UPF一起集成在某個傳輸節(jié)點(diǎn)。

3. MEC跟下沉的UPF一起位于匯聚節(jié)點(diǎn)。

4. MEC跟核心網(wǎng)部署于于同一數(shù)據(jù)中心。

對于互聯(lián)網(wǎng)廠家來說，雖然也在積極推進(jìn)邊緣計(jì)算，但由于它們手中沒有網(wǎng)絡(luò)，只能通過和運(yùn)營商的UPF對接這樣的方式來支持MEC。

互聯(lián)網(wǎng)廠家的邊緣計(jì)算平臺需要和各個運(yùn)營商的UPF對接，通過UPF再連接到不同運(yùn)營商的基站，從而把服務(wù)送達(dá)每個用戶。

互聯(lián)網(wǎng)廠家的邊緣計(jì)算平臺需要和運(yùn)營商的UPF對接，把運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)作為傳輸管道

因此可以這么說，互聯(lián)網(wǎng)廠家“云”的能力較強(qiáng)，它們通過把能力從“云”向“網(wǎng)”拓展來支持“邊”（MEC）；而運(yùn)營商對“網(wǎng)”是全面掌控的，從而支持“邊”是順理成章的事情，但它們需要增強(qiáng)“云”的能力。

在MEC的支持下，云端算力下沉，終端算力上移，從而在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)形成兼顧時延，成本和算力的匯聚點(diǎn)，這就是MEC存在的核心價值。

并且，在工業(yè)園區(qū)的網(wǎng)絡(luò)還存在數(shù)據(jù)安全，以及內(nèi)網(wǎng)訪問的需求，MEC可以作為運(yùn)營商和企業(yè)內(nèi)網(wǎng)之間的橋梁，實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)不出園區(qū)，本地流量本地消化的好處。

MEC和UPF聯(lián)合起來可以進(jìn)行靈活的數(shù)據(jù)分流，內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)直接走內(nèi)網(wǎng)通道，私密數(shù)據(jù)不出園區(qū)；外網(wǎng)數(shù)據(jù)也可直通互聯(lián)網(wǎng)，并行不悖，兩不耽誤。

在5G時代，以行業(yè)應(yīng)用為中心的2B業(yè)務(wù)，以及增強(qiáng)的2C業(yè)務(wù)都對網(wǎng)絡(luò)提出的更高的要求，高帶寬，低時延，高算力的需求不斷激發(fā)著MEC更快地發(fā)展。

MEC，這棵在4G時代萌芽的幼苗，在5G時代的3大場景都被寄予厚望。如此根正苗紅的種子選手，必將在不遠(yuǎn)的將來時代長為參天大樹，全面賦能5G網(wǎng)絡(luò)。
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