5G MEC系统框架

目录

1.MEC系统框架

 2. MEC参考架构

3.MEC功能实体

MEC 在NFV环境下的参考架构

MEC 与5G网络


1.MEC系统框架

 2. MEC参考架构

3.MEC功能实体

(1)MEC主机

MEC主机由MEC平台、MEC应用和虚拟化基础设施组成。虚拟化基础设施除了为MEC应用提供计算、存储和网络资源外,还提供数据平面转发,根据从MEC平台接收到的流量路由规则,在应用、服务、DNS、3GPP网络、其他接入网、本地网络和外部网络之间进行数据路由转发。

(2)MEC平台

MEC平台负责完成以下功能:为实现MEC应用发现、发布、使用、服务提供环境;从MEC平台管理单元、应用或服务接收流量路由规则,在虚拟化基础设施中构建数据平面;从MEC平台管理单元接收DNS记录,配置DNS代理或服务器;作为无线网络信息、位置信息以及带宽管理等MEC服务的归属;提供访问永久存储和时间信息服务。

(3)MEC应用

MEC应用在MEC主机提供的虚拟化基础设施上作为虚拟机(Virtual Machine,VM)运行,通过与MEC平台交互可以使用或提供MEC服务。在特殊情况下,MEC应用还可以通过与MEC平台交互来支持MEC应用生命周期管理的相关过程。例如,可用情况指示、用户状态信息迁移准备等。MEC应用在流量规则、所需虚拟资源、最大时延、所需MEC服务等方面有一定的需求,这些需求只有在MEC系统级管理单元验证后配置生效,否则配置为默认值。

(4)MEC系统级管理单元

MEC编排器  MEC编排器是MEC系统级管理单元的核心功能实体,负责完成以下功能:维护MEC系统中使用MEC主机、可用的资源、可用的MEC服务以及拓扑的总体视图;执行检查MEC应用程序包的完整性以及可靠性、验证应用规则以及需求、保持应用程序包加载记录、准备虚拟化基础设施等MEC应用加载上线所需的步骤;根据MEC应用所需资源、时延、服务,选择合适的MEC主机进行MEC应用实例化生产;当需要迁移且MEC系统支持迁移时,选择性地触发MEC应用迁移 。

运营支撑系统  MEC参考架构中的运营支撑系统(Operation Support System,OSS)对应的是运营商的运营支撑系统。运营支撑系统通过接收面向客户服务(Customer Facing Services,CFS)门户和用户终端应用发来的MEC应用实例化生成和终止的请求,同时决策是否对这些请求进行授权,并把授权的请求发送至MEC编排器做进一步处理。运营支撑系统也可以选择性地接收来自用户终端对于MEC应用在外部云和MEC系统之间迁移的请求。

用户应用生命周期管理  代理用户应用是指MEC系统根据用户终端上的应用(用户终端应用)发起的请求在MEC系统上的MEC应用。用户应用生命周期管理代理支持用户终端应用提出的MEC应用加载、实例化、终止需求,并选择性地支持MEC应用在MEC系统内部或外部之间进行迁移。用户应用生命周期管理代理还支持将用户应用的相关状态信息反馈给用户终端应用。用户应用生命周期管理代理对终端设备(例如,联网的用户终端、笔记本电脑)上运行的MEC应用的请求进行认证,并对运营支撑系统与MEC编排器进行交互做进一步处理(例如, MEC应用的实例化或终止)。

(5)MEC主机级管理单元

MEC平台管理单元  MEC平台管理单元包括MEC平台运维管理、MEC应用规则和需求管理、MEC应用生命周期管理3个功能。MEC平台运维管理模块负责提供MEC平台基本管理功能。MEC应用规则和需求管理模块负责管理包括MEC服务认证授权、流量规则、DNS配置和冲突处理等工作。此外,MEC平台管理单元从虚拟化基础设施管理单元接收虚拟资源错误报告和性能统计信息,并做进一步相应处理。MEC应用生命周期管理模块负责对MEC应用生命周期进行管理,并向MEC编排器通知MEC应用生命周期相关的事件。

虚拟化基础设施管理单元 虚拟化基础设施管理单元(Virtualized Infrastructure Manager,VIM)负责完成以下功能:虚拟化基础设施的计算、存储和网络等虚拟化资源的分配、管理以及释放;为运行MEC应用镜像文件准备虚拟化基础设施,包括配置基础设施、接收和存储MEC应用镜像文件;收集和上报虚拟化基础设施的性能、故障信息;选择性地支持MEC应用在MEC系统与外部云环境之间进行迁移。

(6)用户终端应用用户终端应用是指通过用户应用生命周期管理代理与MEC系统交互的终端设备(例如,联网的用户终端、笔记本电脑)上安装的应用程序。

(7)面向客户服务门户运营商通过面向客户服务门户开放让第三方客户(例如,商业企业)根据其特殊需求来选择和订购一系列的MEC应用,以及从所提供的应用中获取后台的服务信息。

MEC 在NFV环境下的参考架构

ETSI定义的NFV管理和编排(Management and Orchestration, MANO)由NFV编排器(NFVO)和VNF管理单元(VNFM)组成。对于NFV MANO而言, MEC平台与MEC应用是作为虚拟化网络功能(VNF)运行在NFV基础设施(NFVI)之上的,这使MEC部分编排和生命周期管理任务可以转交NFV编排器和VNF管理单元完成,无须MEC针对NFV进行修改和适配。

MEC 与5G网络

MEC系统中的系统级功能实体MEC编排器作为AF可以与NEF进行通信,在某些场合还可以直接与5G网络功能进行通信;主机级功能实体MEC平台作为应用功能可以直接与5G网络功能进行通信;主机级功能实体MEC主机则通常部署在某个数据网络中。在图3-41左侧的3GPP 5G系统架构(SBA)中,核心网功能系统级实体NEF与其他类似的网络功能一起部署在网络的核心位置。NEF实例也可以部署在网络边缘以便从MEC主机获得低时延、高带宽的服务。

MEC业务系统作为5G系统的边缘网络部署在N6参考点上,由UPF负责将边缘网络的流量分发导流到MEC业务系统。基于5G核心网的C/U分离式架构,UPF可以灵活部署到网络边缘的MEC系统。对MEC而言,UPF是分布式的、可配置的数据平面,在MEC融合部署到5G网络中起到关键性作用。

MEC服务是作为MEC应用还是作为MEC平台服务来运行取决于该服务的共用程度和使用中所需的认证情况。新的MEC服务在初期应该作为MEC应用运行,以便节省推向市场的时间,当其在技术和商业模式领域较为成熟后,再转为MEC平台服务运行。 

 Reference:

5G核心网规划与应用  吴成林等编著

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