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边缘电信云架构与关键技术 付乔;段晓东;王路;范亚梅 【摘要】随着用户对业务在时延、带宽、智能等多方面的需求日益增长,靠近用户 侧的边缘云研究工作日趋重要.目前业界对于边缘云的研究还处在起步阶段,尚未形 成完整的边缘云体系和解决方案.结合运营商的网络转型需求和边缘业务发展趋势, 系统阐释边缘电信云体系架构和核心特征,并针对边缘电信云涉及的关键技术提出 解决思路,以共同推进边缘电信云的成熟. 【期刊名称】《电信科学》 【年(卷),期】2018(034)007 【总页数】6 页(P35-40) 【关键词】NFV;SDN;边缘电信云 【作者】付乔;段晓东;王路;范亚梅 【作者单位】中国移动通信研究院,北京 100032;中国移动通信研究院,北京 100032;中国移动通信研究院,北京 100032;中国移动通信研究院,北京 100032 【正文语种】中 文 【中图分类】TN915.02 随着 5G 技术的快速发展和边缘业务的快速兴起，越来越多的业务产生了边缘位置 部署需求[1]。核心网网关类业务承载百万级用户量 ，存在大量带宽需求，例如 5G UPF 带宽需求超过 300 GB ，可将网关等转发类网元下沉至边缘分散 ，实现流量本 地汇聚和中转，降低传输网和核心网的流量负荷；无线侧网元 CRAN-CU 要求端 到端时延小于 3 ms ，需尽量部署在边缘侧，以满足业务的超低时延需求；新兴的 边缘计算类业务除以上需求外，对本地快速处理能力需求较强，如视频加速、车联 网等，此类边缘业务将根据业务需求分地域按需部署在地市、区县或以下机房。这 些对承载的边缘云提出了更高的灵活性和动态性要求，边缘云成为承载高性能云化 电信网络的关键研究领域之一。 此外，随着边缘业务和边缘电信云成为热点，标准和开源组织针对边缘云的讨论也 逐步深入。目前，国际上多个开源组织和标准组织（包括 ONAP、ETSI MEC、 OPNFV、OpenStack 等）已针对边缘进行立项。ATT 也于 2018 年 2 月联合 Intel 公司和风河 （Wind River ）公司在 Linux Foundation （Linux 基金会 ）宣布 发起新的针对边缘云的开源项 目 Akraino。国内方面 ，三大运营商在边缘云领域加 大研发力度 ，以推动边缘云发展成熟。据了解 ，三大运营商于 2018 年 4 月在 CCSA （中国通信标准化协会 ）成立“边缘云关键技术研究”项目，研究边缘云在 硬件、容器、加速等关键领域的需求与架构。此外，中国移动已联合 Verizon、 Intel、ARM、华为、中兴等数 10 家企业，在 OPNFV 主导成立 Edge Cloud （边 缘云）项 目，旨在针对边缘场景 ，输出边缘云参考架构 ，推动轻量级、资源异构、 远程运维的边缘云架构的快速实现。 国内外主流运营商均以 NFV/SDN 为核心技术[2] ，发布了未来网络转型的目标架 构。目标架构通常采用两级电信云架构 ，核心电信云主要承载集中化的业务和网元 ， 以云化形态部署在大型数据中心 ，边缘电信云主要承载需要分散部署、接近网络边 缘的业务和网元 ，可能部署在地市、区县乃至接入机房中 ，满足业务低时延、高带 宽等需求[3]。 核心电信云因为大集中 ，通常具备统一的体系架构、硬件模型、虚拟层要求、组网 方案、存储方案等，整体产业成熟度高。边缘电信云因为靠近用户侧，机房供电、 制冷、空间等环境相对恶劣 ，承载网元类型差异较大 ，导致边缘电信云在体系架构 与核心电信云有较大差异，且边缘内云内部存在异构场景，结合前期业务需求分析， 对边缘云的架构及核心特征等进行深入分析和研究。 2.1.1 边缘电信云的内部架构 图 1 展示了边缘电信云的内部架构。其中灰色阴影部分为物理资源，包括通用服 务器、定制化服务器和软硬一体设备，向上提供虚拟机、容器、裸机等异构资源， 边缘电信云需根据场景进行差异化部署。 对于地市级边缘电信云，资源池较大，内部结构较为统一，以通用服务器和虚拟机 资源池为主，网元采用 SR-IOV 实现高速网络转发，组网采用 spine-leaf 架构， 通过管理、业务、存储三平面的流量物理隔离方式实现，结合 SDN 功能实现网络 配置自动化，采用分布式存储为网元提供存储容量。 区县及以下边缘电信云相对规模较小 ，存在大量异构，如虚拟机、容器、裸机等资 源池异构，部分站点甚至有定制化服务器需求，组网方面也进行相应简化，管理、 业务、存储三平面流量采用虚拟隔离方式实现，存储方案以本地存储为主。 2.1.2 边缘电信