1.3　MEC的邊緣部分

邊緣計算之所以現在成為云計算和電信領域的熱門話題，不是因為它是一項熱門的新技術，而是有很多重要的原因。邊緣計算的起源至少可以追溯到2000～2005年開發的邊緣內容分發網絡（CDN）。可以從CloudFlare網站（www.cloudflare.com/learning/cdn/glossary/edge-server/）上找到一個很好的簡短摘要：

邊緣服務器是一種提供網絡入口點的邊緣設備。其他邊緣設備包括路由器和路由式交換機。邊緣設備通常放置在互聯網交換點（IxP）內，以允許不同的網絡來連接和共享傳輸。

CloudFlare網站上還有一個很好的圖示，如圖1.1所示。

這里我們要做一個重要的觀察。CloudFlare定義的邊緣CDN服務器實際上位于用戶與通信服務提供商（CSP）網絡（互聯網服務提供商（ISP）是CSP的一種特殊情況）的最遠點。在某種程度上，這是由一個簡單的必然情況決定的——邊緣CDN提供商（如CloudFlare和Akamai）根本無法將它們的設備離用戶更近，因為這意味著要離開互聯網，將它們的設備放在CSP的專有網絡中。

這導致了一個自然的下一步，即開發盡可能靠近用戶的CSP所有的“邊緣CDN”。

在移動網絡的情況下，這意味著將其定位在無線接入網（RAN）上，或者更確切地說，將RAN連接到核心網絡的“S1”接口上。不幸的是，這樣做需要截獲正常的流量，在5G之前的移動核心網絡中，這些流量是在RAN（例如基站）和分組網關（PGW）之間進行隧道傳輸的。PGW位于移動網絡最遠的邊緣，即“正常”邊緣CDN所在的位置[1]。圖1.2顯示了這種情況，即4G核心網絡（稱為“演進的分組核心”（ePC））的高度簡化圖。ePC接口有標簽，但其中的S1接口（注意：有兩個！）和SGi接口將非常重要，它們將多次出現在本書的多個討論點上，如關于“S1上的MEC”和“SGi上的MEC”實現選項部分。S1-U接口（用于S1用戶面）將RAN連接到服務網關（SGW）并承載用戶流量，而S1-MME接口將RAN連接到移動性管理實體（MME）并承載控制最終用戶設備訪問RAN的各個方面的流量。S1接口應該被視為“控制面”。SGi接口是3GPP給予進出ePC的“普通IP流量”接口的“架構參考”。雖然邊緣CDN可以放置在ePC中的其他邏輯位置（例如：S5上，SGW中），但一般來說，假設你要進入移動網絡，會希望其位于RAN中，也就是在S1接口上。

在S1上有一個“邊緣CDN”節點以及提供其他服務的可能性的需求，導致了標準定義架構（LIPA）和“透明的”本地突破方法的開發，S1上的通道被打破。在2005年左右，這兩種方法都是被積極開發和產品化的主題，并且預計MEC將被用于比“邊緣數據緩存”更廣泛的應用中。有關與邊緣緩存完全不同的示例，以及如何在“S1上”定位處理的較完善討論，請參見參考文獻[3]。這里需要注意的是，在目前由3GPP定義的5G架構中，通過一個正確定位的用戶面功能（UPF），在RAN旁邊的應用程序功能的放置將以本地方式支持。我們將在后面更詳細地討論這個問題。

然而，回到傳統的邊緣CDN，我們注意到它在CSP網絡的遠端位置是由另一個附加因素決定的——這些實體的工作方式。至少在一定程度上，它們使用復雜的算法來分析用戶數量統計和內容請求統計，并試圖預測哪些內容可能會被哪些用戶群請求。只有當用戶和內容總體統計數據足夠大，并且“邊緣”站點的存儲也足以容納大量內容時，這才有效。將邊緣CDN移近用戶還會減少在任意給定時間服務的用戶群體的數量大小（也就是統計樣本），以及通過緩存點的內容量（同樣是統計樣本）。這可以通過增加緩存的大小來抵消。不幸的是，轉向邊緣的經濟性決定了恰恰相反的情況——必須減少存儲量。因此，傳統的邊緣緩存方法不會比CSP網絡的邊緣更有效。

解決這一問題的方法是充分利用處于最邊緣的豐富環境。例如：為咖啡店提供服務的一個非常小的小區是高度情景化的，它的用戶群很可能喜歡咖啡，并且有一個與該咖啡店相關聯的特定配置文件。如果該內容可以公開給應用，應用就會知道如何去處理它。如果它隨后在小區中為其內容提供一個著陸區（landing zone），那么它很可能會非常明確該如何處理這些存儲。這個想法得到了小蜂窩（Small Cells）社區的認可，小蜂窩論壇（Small Cells Forum）在這個領域的工作記錄可參見參考文獻[4-7]。然而，它的實現還需要等待邊緣計算的實現。畢竟，一旦為應用提供了內容的著陸區，下一步自然就是為應用的計算建立一個著陸區，至少對于一些可能在邊緣運行的組件來說是這樣。

顯然，在邊緣做點什么的想法既不新鮮，也沒有某些技術的支持，但這仍然留下了一些開放性的問題：什么是邊緣？邊緣在哪里？邊緣和傳統云的邊界在哪里？現在讓我們發表以下大膽的聲明。讀者可能會被問到一個更難回答的問題：在“邊緣計算”的背景下，什么是“邊緣”呢？舉一些好例子很容易。此外，如果你深深地沉浸在你自己的領域，你可能會認為你的例子才是實際上的邊緣。但是，當你和一個在相關領域工作的熟人交談時，你會驚訝地發現，他們的“邊緣”與你的不同，事實上很難界定“深層”云的終點和“邊緣”的起點。然而，這正是我們需要做的事情——否則，本書的其余部分就沒有意義了。除非我們與讀者對本書的內容有一些共同的理解，否則我們不可能寫出一本對廣大讀者有用的書（或是一篇文章）。

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[1]參見參考文獻[1-2]，了解4G網絡的優秀背景。