深入理解MEC技术架构（三）：MEC架构设计

引子

之前两篇文章，从发展历史、实现方式以及部署方式介绍了MEC技术，了解到MEC是在移动网络中基站和核心网间新建一个MEC节点，将用户数据基于预定义策略分流至本地服务从而实现边缘计算能力。

从ETSI MEC系统架构设计理念来看，本地分流其实仅仅是MEC针对4G网络实现边缘计算的基础能力。运营商投入MEC，更多看重的是MEC另外一个能力：应用编排管理和网络能力开放。MEC架构设计除了底层网络外，同时也涵盖了上层的应用服务，MEC可以提供边缘场景下应用导入、部署、发布、调度、编排、回收等全生命周期管理能力，让运营商有能力摆脱“管道提供者”束缚，从更高层的“应用服务”角度来探索新的商业模式和增长点。在介绍能力开放前，我们首先来看下MEC所有能力的基础--“架构设计”。

MEC系统框架

ETSI MEC系统框架可以分为三个层次：系统层、主机层、网络层。如下图所示：

• MEC系统层主要包括授权三方（内容提供商或应用开发者）接入、终端设备接入及MEC系统层管理模块（运营商业务系统和网管系统、MEC系统管理模块）。

• MEC主机层主要包括MEC主机（提供虚拟化资源用于运行MEC应用和MEC平台）、MEC应用、MEC平台及MEC主机管理模块（管理MEC主机及MEC平台）。

• 网络层主要包括3GPP标准网络系统（4G LTE、5G），其他外部网络（有线网络、Wi-Fi等）及本地网络（企业私网）。
  

ETSI对MEC的参考架构有两种定义，分布适用于通用场景和NFV场景：

• Generic Reference Architecture：描述了MEC系统所需要的功能模块以及功能模块间交互的参考点。

• MEC In NFV Reference  Architecture：描述了MEC系统在NFV架构下的系统功能模块和相互间交互的参考点。

通用参考架构

《ETSI GS MEC 003: Multi-access Edge Computing (MEC);Framework and Reference Architecture》

定义MEC通用参考架构图：

在通用MEC参考架构下，属于MEC系统的主要有如下功能模块：

• MEC Host(MEC主机，MEH)

• MEC Host一方面为上层MEC APP和MEC Platform提供运行所必须的计算、存储、网络等基础设施资源

• 另一方面MEC Host也实现对MEC Platform各模块间（应用、服务、代理、网络等）的数据流量转发功能。

• MEC Platform(MEC平台，MEP)

MEP是MEC系统的基础平台，提供相关能力实际执行能力：

• MEP作为一个服务中心，实现MEC APP的服务注册和发布能力。

• 接收MEP Manager、应用、服务等发送的分流规则并实现分流。

• 接收MEP Manager发送的DNS记录，并实现配置对应的DNS代理或服务。

• MEC services的API网关。

• 提供MEC服务，如网络能力开放、位置服务、带宽管理服务、用户识别服务。

• 提供持久化存储和时钟信息。

• MEC Application(边缘应用，MEA)

• 虚机或容器化运行的应用实例。

• 支持和MEP交互以消费或提供MEC服务。

• 支持和MEP交互实现应用的生命周期管理，如可用性探测、基于用户状态的迁移预通知等。

• MEC应用除了实例镜像外，还包括部署描述文件descriptor用于向MEO申明部署所需要的条件，如必须的最小基础资源、允许的最大时延、依赖或亲和的服务等。

• MEC Platform Manager(MEP管理，MEP-M)

• MEC App的生命周期管理，及信息同步至MEO。

• MEP平台的网元管理。

• MEC App的策略及需求管理，如服务鉴权、分流策略、DNS配置、冲突解析等。

• 接收VIM同步的FM、PM指标信息。

• Virtualisation Infrastructure Manager(虚拟化基础设计管理，VIM)

• 虚拟化基础设施资源的管理分配、管理、释放。

• 应用镜像本地存储。

• PM(Performance Management，性能管理)和FM(Fault Management，故障管理)管理。

• 应用实例迁移（同构或异构云平台间）。

• Multi-access edge orchestrator(MEC编排，MEO)

• 维护整个MEC系统的资源、服务及拓扑图。

• 边缘应用包导入(Packages On-boarding)，包括应用包完整性和有效性校验、应用部署策略和需求核对、应用包分发及本地副本等。

• 边缘部署编排，根据descriptor文件基于时延、可用资源、可用服务等条件挑选合适的MEC Host。

• 应用生命周期管理(触发实例化或终结)。

• 应用迁移（relocation）。

• Operation Support System(运营商网管，OSS)

• 接收来自CFS Portal或Device Application的请求(实例化、终结)，鉴权并同步请求至MEO。

• Customer Facing Service Portal（三方应用接入平台）

• CFS Portal作为运营商授权的三方客户(服务提供商)在MEC系统上的应用部署和管理的入口。

• Device Application（MEC定义逻辑应用终端）

• 用户终端侧上运行可以和MEC系统交互的适配层应用（非客户端应用），通过User Application Lifecycle Management Proxy实现和MEC系统的交互。

• User Application Lifecycle Management Proxy（用户应用管理代理，UALMP）

• MEC系统上ME APP的代理，用于实现Device App发起的相关MEC请求，如实例化、终结、实例迁移等。

同时，架构定义了Mp、Mm、Mx三种参考点类型用于描述不同模块间的交互逻辑：

• Mp系列参考点（定义了MEC Platform相关的功能交互）

• Mp1参考点位于MEP和MEC APP之间，主要设计用于实现MEP和MEC APP实例之间的交互：

• 边缘服务交互：服务鉴权、验证，服务注册及发布，服务消费等；

• 应用交互：MEC应用实例启动流程，MEC应用实例Graceful终止

• 数据分流：激活、去激活

• DNS映射：激活、去激活

• 时钟服务：提供ToD服务

• Mp2参考点位于MEP和Data Plane之间，主要设计用于实现流量的路由转发

• Mp3参考点位于MEP和其他MEP之间，用于控制面信息交互

• Mm系列参考点（定义各模块间管理相关的功能交互）

• Mm1参考点：位于MEO和OSS之间，实现MEC Application的实例化和终结指令的触发

• Mm2参考点：位于MEP-M和OSS之间，实现MEP的CM、PF和FM功能

• Mm3参考点：位于MEO和MEP-M之间，实现MEC应用的生命周期管理，应用策略和需求管理，及MEC应用和服务状态监控

• Mm4参考点：位于MEO和VIM之间，实现MEC Host的基础资源监控及MEC应用镜像包管理。

• Mm5参考点：位于MEP-M和 MEP之间，实现平台和应用策略的配置下发、应用生命周期操作等功能。

• Mm6参考点：位于MEP-M和VIM之间，实现虚拟基础设施的资源管理。

• Mm7参考点：位于VIM和VI之间，实现基础设施的管理。

• Mm8参考点：位于UALMP和OSS之间，实现Device App和MEC App之间的请求处理

• Mm9参考点：位于UALMP和MEO之间，实现Device App对MEC App请求管理

• Mx系列参考点（定义外部模块和MEC模块相关的功能交互）

• Mx1参考点：位于OSS和CFS Portal之间，实现授权三方对MEC Application部署及运行的请求管理

• Mx2参考点：位于UALMP和Device App之间，实现Device Applicaiton发起的MEC Application部署及运行的请求管理，以及MEC Application在 MEC系统内迁移的需求管理。

MECinNFV参考架构

MECinNFV是ETSI针对运营商核心网NFV演进，提供MEC融合NFC的参考架构，几个关键点：

• 复用NFV-Orchestrator，将原有MEO拆为MEAO和NFVO

• 资源的编排调度将依赖NFVO来实现

• 由MEAO实现MEC Application的编排

• 复用NFV架构的基础设施资源（NFVI），由VIM实现资源管理

• MEP和MEC Application将作为VNF实例部署于NFVI

• MEP-M拆分为MEPM-V，原MEP生命周期管理和MEC Application生命周期管理由NFV架构里的VNF Manager实现，MEPM-V只负责MEP的网元管理和MEC Application的策略和注册管理。

本章我们介绍了MEC的架构设计，在下一章我们会继续介绍MEC相关的功能定义和实现。