移動(dòng)邊緣計(jì)算卸載策略綜述
發(fā)布時(shí)間:2020-12-18 09:37
隨著科技的發(fā)展,智能移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用越發(fā)普及.然而,移動(dòng)設(shè)備由于自身資源及計(jì)算能力的局限性,在處理計(jì)算密集型與時(shí)延敏感的應(yīng)用時(shí)常面臨著能力不足的情況.移動(dòng)邊緣計(jì)算(Mobile Edge Computing,MEC)中的計(jì)算卸載技術(shù)即將移動(dòng)終端的計(jì)算任務(wù)卸載至移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的邊緣,能有效地解決此類問題.同時(shí)相比于移動(dòng)云計(jì)算中的計(jì)算卸載,MEC解決了高時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載與資源的占用等問題.本文圍繞MEC計(jì)算卸載,首先介紹MEC的基礎(chǔ)概念和基本架構(gòu)及其應(yīng)用場景;其次,從MEC計(jì)算卸載的體系結(jié)構(gòu)、卸載決策和資源分配三個(gè)方面對現(xiàn)有研究工作進(jìn)行總結(jié)對比;最后,從計(jì)算卸載決策算法、安全性、卸載節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和卸載數(shù)據(jù)依賴性四個(gè)方面展望移動(dòng)邊緣計(jì)算卸載未來的發(fā)展趨勢和研究方向.
【文章來源】:小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2020年09期 北大核心
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
MEC計(jì)算卸載體系結(jié)構(gòu)
歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ETSI)在其制定的“MEC全球標(biāo)準(zhǔn)003版本”(GS MEC003)中對移動(dòng)邊緣計(jì)算基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network Functions Virtualization,NFV)的參考架構(gòu)[15]進(jìn)行了定義.圖1為MEC的基本框架,其從宏觀角度進(jìn)行分析,對MEC下不同的功能實(shí)體進(jìn)行了層次劃分,主要分為3級:移動(dòng)邊緣系統(tǒng)水平、移動(dòng)邊緣主機(jī)水平和移動(dòng)邊緣網(wǎng)絡(luò)水平.其中,移動(dòng)邊緣系統(tǒng)水平結(jié)構(gòu)由MEC系統(tǒng)級管理、用戶以及第三方實(shí)體這三者予以實(shí)現(xiàn),其主要責(zé)任是對MEC系統(tǒng)進(jìn)行全方位的把控,以達(dá)到統(tǒng)籌全局的目的;移動(dòng)邊緣主機(jī)水平結(jié)構(gòu)主要包括MEC主機(jī)級管理實(shí)體與MEC主機(jī).同時(shí),MEC主機(jī)部分也可以做更進(jìn)一步的劃分,分為移動(dòng)邊緣平臺、移動(dòng)邊緣應(yīng)用以及虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施這三部分.移動(dòng)邊緣網(wǎng)絡(luò)水平主要由外部網(wǎng)絡(luò)、本地網(wǎng)絡(luò)以及3GPP蜂窩網(wǎng)絡(luò)等相應(yīng)的外部實(shí)體組成,該層的主要作用是展現(xiàn)MEC工作系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)、蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)或者局域網(wǎng)的接入狀態(tài).其中,移動(dòng)邊緣主機(jī)水平需要在網(wǎng)絡(luò)水平的基礎(chǔ)上才得以接入網(wǎng)絡(luò),而網(wǎng)絡(luò)水平只有在移動(dòng)邊緣主機(jī)水平下才能真正發(fā)揮其低延遲、高質(zhì)量的特性.同時(shí),管理移動(dòng)邊緣主機(jī)水平和網(wǎng)絡(luò)水平主要由移動(dòng)邊緣系統(tǒng)水平負(fù)責(zé)進(jìn)行統(tǒng)籌管理.由此可見,移動(dòng)邊緣系統(tǒng)水平、移動(dòng)邊緣主機(jī)水平與移動(dòng)邊緣網(wǎng)絡(luò)水平這三者相互聯(lián)系,彼此依存,各自均起著重要的作用.MEC具有許多的應(yīng)用場景,其中較為典型的應(yīng)用場景主要有:第一是與網(wǎng)絡(luò)信息功能開放以及網(wǎng)絡(luò)接入有關(guān)的本地邊緣應(yīng)用服務(wù),如基于無線網(wǎng)絡(luò)的定位導(dǎo)航系統(tǒng)[16];第二是高清視頻加速,在網(wǎng)絡(luò)邊緣就近處理視頻業(yè)務(wù)可以大幅度地減少視頻用戶在觀看視頻的響應(yīng)時(shí)延,同時(shí)MEC豐富的計(jì)算功能和強(qiáng)大的計(jì)算能力使得其可以對通信鏈路情況進(jìn)行實(shí)時(shí)感知,并依據(jù)通信鏈路情況及時(shí)作出轉(zhuǎn)碼調(diào)整,從而確保視頻的流暢程度[17-19];第三是面向?qū)r(shí)延、可靠性以及計(jì)算性能等有超高需求的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用場景下的網(wǎng)絡(luò)邊緣應(yīng)用服務(wù),例如:交通事故的廣播信息等出行安全保障服務(wù)以及一些商業(yè)性的增值服務(wù),如停車位查詢與定位、AR游戲或者其它便民業(yè)務(wù)等[20,21];第四是應(yīng)用于區(qū)塊鏈技術(shù),將區(qū)塊鏈中的計(jì)算密集型任務(wù)卸載到邊緣處理[22,23]或者通過結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、共識機(jī)制、對等互聯(lián)等特點(diǎn)對邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行可信認(rèn)證和鑒權(quán),提升業(yè)務(wù)和系統(tǒng)安全性[24,25].
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Lyapunov優(yōu)化的隱私感知計(jì)算卸載方法[J]. 趙星,彭建華,游偉. 電子與信息學(xué)報(bào). 2020(03)
[2]車聯(lián)網(wǎng)中一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)邊緣計(jì)算的卸載策略[J]. 張海波,荊昆侖,劉開健,賀曉帆. 電子與信息學(xué)報(bào). 2020(03)
[3]車聯(lián)網(wǎng)中基于移動(dòng)邊緣計(jì)算的內(nèi)容感知分類卸載算法研究[J]. 趙海濤,朱銀陽,丁儀,朱洪波. 電子與信息學(xué)報(bào). 2020(01)
[4]SDN和MEC架構(gòu)下V2X卸載與資源分配[J]. 張海波,王子心,賀曉帆. 通信學(xué)報(bào). 2020(01)
[5]一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多節(jié)點(diǎn)MEC計(jì)算資源分配方案[J]. 余萌迪,唐俊華,李建華. 通信技術(shù). 2019(12)
[6]面向邊緣計(jì)算的改進(jìn)混沌蝙蝠群協(xié)同調(diào)度算法[J]. 簡琤峰,陳家煒,張美玉. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2019(11)
[7]基于終端能耗和系統(tǒng)時(shí)延最小化的邊緣計(jì)算卸載及資源分配機(jī)制[J]. 代美玲,劉周斌,郭少勇,邵蘇杰,邱雪松. 電子與信息學(xué)報(bào). 2019(11)
[8]基于5G邊緣計(jì)算的Cloud VR研究[J]. 曹揚(yáng)晨,朱國勝,祁小云,鄒潔. 信息通信. 2019(10)
[9]資源受限移動(dòng)邊緣計(jì)算任務(wù)拆分卸載調(diào)度決策[J]. 張艮山,劉旭寧. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2019(10)
[10]基于合約設(shè)計(jì)的移動(dòng)邊緣計(jì)算任務(wù)卸載策略研究[J]. 呂靈靈,楊志鵬,張磊. 控制與決策. 2019(11)
本文編號:2923779
【文章來源】:小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2020年09期 北大核心
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
MEC計(jì)算卸載體系結(jié)構(gòu)
歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ETSI)在其制定的“MEC全球標(biāo)準(zhǔn)003版本”(GS MEC003)中對移動(dòng)邊緣計(jì)算基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network Functions Virtualization,NFV)的參考架構(gòu)[15]進(jìn)行了定義.圖1為MEC的基本框架,其從宏觀角度進(jìn)行分析,對MEC下不同的功能實(shí)體進(jìn)行了層次劃分,主要分為3級:移動(dòng)邊緣系統(tǒng)水平、移動(dòng)邊緣主機(jī)水平和移動(dòng)邊緣網(wǎng)絡(luò)水平.其中,移動(dòng)邊緣系統(tǒng)水平結(jié)構(gòu)由MEC系統(tǒng)級管理、用戶以及第三方實(shí)體這三者予以實(shí)現(xiàn),其主要責(zé)任是對MEC系統(tǒng)進(jìn)行全方位的把控,以達(dá)到統(tǒng)籌全局的目的;移動(dòng)邊緣主機(jī)水平結(jié)構(gòu)主要包括MEC主機(jī)級管理實(shí)體與MEC主機(jī).同時(shí),MEC主機(jī)部分也可以做更進(jìn)一步的劃分,分為移動(dòng)邊緣平臺、移動(dòng)邊緣應(yīng)用以及虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施這三部分.移動(dòng)邊緣網(wǎng)絡(luò)水平主要由外部網(wǎng)絡(luò)、本地網(wǎng)絡(luò)以及3GPP蜂窩網(wǎng)絡(luò)等相應(yīng)的外部實(shí)體組成,該層的主要作用是展現(xiàn)MEC工作系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)、蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)或者局域網(wǎng)的接入狀態(tài).其中,移動(dòng)邊緣主機(jī)水平需要在網(wǎng)絡(luò)水平的基礎(chǔ)上才得以接入網(wǎng)絡(luò),而網(wǎng)絡(luò)水平只有在移動(dòng)邊緣主機(jī)水平下才能真正發(fā)揮其低延遲、高質(zhì)量的特性.同時(shí),管理移動(dòng)邊緣主機(jī)水平和網(wǎng)絡(luò)水平主要由移動(dòng)邊緣系統(tǒng)水平負(fù)責(zé)進(jìn)行統(tǒng)籌管理.由此可見,移動(dòng)邊緣系統(tǒng)水平、移動(dòng)邊緣主機(jī)水平與移動(dòng)邊緣網(wǎng)絡(luò)水平這三者相互聯(lián)系,彼此依存,各自均起著重要的作用.MEC具有許多的應(yīng)用場景,其中較為典型的應(yīng)用場景主要有:第一是與網(wǎng)絡(luò)信息功能開放以及網(wǎng)絡(luò)接入有關(guān)的本地邊緣應(yīng)用服務(wù),如基于無線網(wǎng)絡(luò)的定位導(dǎo)航系統(tǒng)[16];第二是高清視頻加速,在網(wǎng)絡(luò)邊緣就近處理視頻業(yè)務(wù)可以大幅度地減少視頻用戶在觀看視頻的響應(yīng)時(shí)延,同時(shí)MEC豐富的計(jì)算功能和強(qiáng)大的計(jì)算能力使得其可以對通信鏈路情況進(jìn)行實(shí)時(shí)感知,并依據(jù)通信鏈路情況及時(shí)作出轉(zhuǎn)碼調(diào)整,從而確保視頻的流暢程度[17-19];第三是面向?qū)r(shí)延、可靠性以及計(jì)算性能等有超高需求的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用場景下的網(wǎng)絡(luò)邊緣應(yīng)用服務(wù),例如:交通事故的廣播信息等出行安全保障服務(wù)以及一些商業(yè)性的增值服務(wù),如停車位查詢與定位、AR游戲或者其它便民業(yè)務(wù)等[20,21];第四是應(yīng)用于區(qū)塊鏈技術(shù),將區(qū)塊鏈中的計(jì)算密集型任務(wù)卸載到邊緣處理[22,23]或者通過結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、共識機(jī)制、對等互聯(lián)等特點(diǎn)對邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行可信認(rèn)證和鑒權(quán),提升業(yè)務(wù)和系統(tǒng)安全性[24,25].
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Lyapunov優(yōu)化的隱私感知計(jì)算卸載方法[J]. 趙星,彭建華,游偉. 電子與信息學(xué)報(bào). 2020(03)
[2]車聯(lián)網(wǎng)中一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)邊緣計(jì)算的卸載策略[J]. 張海波,荊昆侖,劉開健,賀曉帆. 電子與信息學(xué)報(bào). 2020(03)
[3]車聯(lián)網(wǎng)中基于移動(dòng)邊緣計(jì)算的內(nèi)容感知分類卸載算法研究[J]. 趙海濤,朱銀陽,丁儀,朱洪波. 電子與信息學(xué)報(bào). 2020(01)
[4]SDN和MEC架構(gòu)下V2X卸載與資源分配[J]. 張海波,王子心,賀曉帆. 通信學(xué)報(bào). 2020(01)
[5]一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多節(jié)點(diǎn)MEC計(jì)算資源分配方案[J]. 余萌迪,唐俊華,李建華. 通信技術(shù). 2019(12)
[6]面向邊緣計(jì)算的改進(jìn)混沌蝙蝠群協(xié)同調(diào)度算法[J]. 簡琤峰,陳家煒,張美玉. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2019(11)
[7]基于終端能耗和系統(tǒng)時(shí)延最小化的邊緣計(jì)算卸載及資源分配機(jī)制[J]. 代美玲,劉周斌,郭少勇,邵蘇杰,邱雪松. 電子與信息學(xué)報(bào). 2019(11)
[8]基于5G邊緣計(jì)算的Cloud VR研究[J]. 曹揚(yáng)晨,朱國勝,祁小云,鄒潔. 信息通信. 2019(10)
[9]資源受限移動(dòng)邊緣計(jì)算任務(wù)拆分卸載調(diào)度決策[J]. 張艮山,劉旭寧. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2019(10)
[10]基于合約設(shè)計(jì)的移動(dòng)邊緣計(jì)算任務(wù)卸載策略研究[J]. 呂靈靈,楊志鵬,張磊. 控制與決策. 2019(11)
本文編號:2923779
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