本文版權(quán)為《郵電設(shè)計(jì)技術(shù)》所有，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系《郵電設(shè)計(jì)技術(shù)》編輯部
摘要：隨著元宇宙等概念的提出，視頻流應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬和時(shí)延的要求越來(lái)越苛刻。針對(duì)傳統(tǒng)CDN容易出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)內(nèi)設(shè)備負(fù)載不均衡造成時(shí)延過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，提出了一個(gè)面向虛擬CDN的5G和MEC融合平臺(tái)設(shè)計(jì)方案，并依照設(shè)計(jì)方案完成了平臺(tái)的搭建。最后，通過(guò)高并發(fā)推拉流實(shí)驗(yàn)證明了該融合平臺(tái)拓展了虛擬CDN的高并發(fā)能力。
關(guān)鍵詞：虛擬CDN；5G網(wǎng)絡(luò)；移動(dòng)邊緣計(jì)算
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2024.02.009
引言
隨著超高清（ultra high definition，UHD）視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（augmented reality，AR）等新興業(yè)務(wù)的爆發(fā)，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（content delivery network，CDN）節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)邊緣遷移成為 CDN 未來(lái)架構(gòu)的演進(jìn)趨勢(shì)。
移動(dòng)邊緣計(jì)算（Mobile Edge Computing，MEC）已經(jīng)逐漸成為 5G 通信技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)之一。MEC技術(shù)使應(yīng)用程序服務(wù)器能夠靠近終端設(shè)備，從而消除網(wǎng)絡(luò)擁塞并減少端到端延遲，有利于許多具有低延遲或/和高帶寬需求的應(yīng)用（例如：VR、AR 和V2X）。MEC 向用戶提供了許多服務(wù)，如計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源、用戶流量管理和網(wǎng)絡(luò)帶寬管理等。MEC 還將虛擬化資源和核心網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行結(jié)合，提供共有與私有相結(jié)合的一體化服務(wù)。MEC技術(shù)的目的是對(duì)云計(jì)算進(jìn)行遷移，并接入網(wǎng)絡(luò)邊緣，同時(shí)增加存儲(chǔ)、計(jì)算以及數(shù)據(jù)管理、通信等諸多功能，從而為移動(dòng)終端用戶提供更優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)服務(wù)與功能，帶寬更高，能夠有效減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，滿足業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的實(shí)際需求。
傳統(tǒng) CDN 受存儲(chǔ)資源、存儲(chǔ)位置等條件的約束，容易導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)內(nèi)設(shè)備負(fù)載不均衡以及服務(wù)時(shí)延過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，嚴(yán)重影響用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。且CDN受制于各種物理資源的隔離導(dǎo)致不易滿足多元化業(yè)務(wù)的加速需求，無(wú)法實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速部署。vCDN 的出現(xiàn)很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)CDN的缺陷。vCDN是一種使用虛擬化技術(shù)的內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)，能夠根據(jù)供應(yīng)商的需求以動(dòng)態(tài)和可擴(kuò)展的方式分配虛擬存儲(chǔ)、虛擬機(jī)和網(wǎng)絡(luò)資源，可作為第三方虛擬應(yīng)用程序部署在任何數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器上，也可部署在任何支持網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（Net?work Functions Virtualization，NFV）或軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network，SDN）功能的設(shè)備的虛擬機(jī)上。而MEC-vCDN邊緣業(yè)務(wù)平臺(tái)在本地的部署，使其覆蓋范圍內(nèi)的相關(guān)云計(jì)算處理均可以在本地直接完成，無(wú)需將業(yè)務(wù)流上傳至匯聚層，再繞經(jīng)核心網(wǎng)在 Internet集中云端完成，因此可以大幅度降低大視頻業(yè)務(wù)流對(duì)核心網(wǎng)和城域網(wǎng)的沖擊，同時(shí)降低業(yè)務(wù)處理時(shí)延，提升用戶的視頻業(yè)務(wù)體驗(yàn)。5G 作為新一代無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，主要用于滿足2020年以后的移動(dòng)通信需求，具有低時(shí)延和高帶寬的特點(diǎn)。在 5G 標(biāo)準(zhǔn)中，3GPP SA2 下一代網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架研究（3GPP TS 23.799）以及 5G 系統(tǒng)架構(gòu)（3GPP TS 23.501）對(duì)MEC 給予了支持，能夠進(jìn)一步助力MEC優(yōu)化CDN平臺(tái)服務(wù)。
綜上，為了實(shí)現(xiàn)高同步、高帶寬、低時(shí)延的視頻流業(yè)務(wù)，改善傳統(tǒng) CDN 服務(wù)的不足，本文提出了面向虛擬CDN的5G和MEC融合平臺(tái)設(shè)計(jì)方案。
