3.4　多接入边缘网络与超密集网络

多接入边缘网络指的是用户可以在接入不同的网络的情况下，共享边缘服务器的计算和存储资源。随着新型应用的不断涌现，边缘设备的不断增多，思科公司在“思科虚拟指数”中预测，2014～2024年期间全球移动数据量将增加10倍。在频谱资源匮乏的情况下，一项有效且长期的解决方案是增加现有的频谱利用率，从而显著提高网络的容量，并且缩短终端用户与接入节点的距离，改善链路的质量。超密集网络概念在这一背景下应运而生，其基本思想是通过密集部署功率较小（覆盖范围较小）的服务节点，使得边缘服务节点更加靠近边缘用户。因此，超密集网络引入了一种与传统蜂窝网不同的覆盖环境，其中任何给定的用户可非常地靠近多个小蜂窝。移动边缘计算随着超密集网络的出现也进入了崭新的一页，欧洲电信标准化协会将MEC的概念由移动边缘计算更名为多接入边缘计算。除了名字变更之外，欧洲电信标准协会还将进一步尝试把多个边缘服务器部署于不同的网络中（包括LTE、5G网络以及Wi-Fi技术的网络），用户可以在接入不同网络的情况下共享边缘资源，同时也意味着用户可以通过切换不同的接入方式提高边缘计算的服务质量。接下来我们将介绍多接入边缘计算网络架构。

如图3-18所示，多接入网络架构分为以下几个部分。

图3-18　多接入边缘计算网络架构

1. 边缘计算主机

边缘计算主机为边缘应用程序提供计算、存储和网络资源，并通过虚拟化技术为用户提供定制化的服务。多接入网络架构着重强调边缘服务器通过相互之间的连接构成的边缘服务器网络，可以通过相互之间的通信共同为边缘用户提供服务。

2. 边缘服务平台

边缘应用程序运行在由边缘服务器提供的虚拟机上。边缘应用程序可以与边缘服务平台进行交互，以提供应用程序生命周期的相关支持，如应用程序所需资源、最大容忍延迟等。边缘平台在特定的虚拟化基础架构上为边缘服务提供基本功能集合，并制定应用程序管理规则，包括服务授权、流量规则、DNS配置和相关解决冲突的方案。

3. 边缘网络多接入协调模块

考虑到多接入网络中多服务器分布于边缘网络中，该架构增加了一个核心模块负责边缘网络的多接入控制，具体功能如下：

①管理已部署的边缘服务器，可用的计算、存储、传输资源及其拓扑结构。

②管理边缘网络所提供的服务。检查软件包的完整性和真实性和相关要求，并根据系统要求对其进行调整。保留已装入软件包的记录并向虚拟化管理器申请所需资源。

③管理终端用户卸载决策。边缘网络多接入协调模块作为多接入网络核心模块，负责调度用户请求。主要从两个方面协调用户的请求：

a）通过服务部署方案协调用户请求。当用户请求某一特定服务的时候，管理器将请求路由至相应的服务器上，但由于存在多个可选的服务器，因此需要根据服务最大容忍的卸载端到端时延灵活协调所有用户的请求。用户的卸载端到端时延包括无线传输时延，边缘服务器网格内传输时延和服务器处理时延。因此协调策略可分为三个部分：无线接入节点，边缘服务网内路由和处理器处理时序。通过协调各请求的接入节点可有效缓解拥塞的通信链路，降低无线传输时延。通过协调请求的边缘网内路由，可有效缓解拥塞链路和路由器转发时间。通过协调处理器处理时序，可按照各请求的最早最晚截止时间，尽量满足多用户请求。

b）通过资源分配方案迎合用户请求。考虑到边缘用户的移动性和多变性，一成不变的服务部署方案很难始终保持良好的服务质量。因此除了协调用户的请求来适应边缘网络资源，我们也需要主动调整边缘网络的资源来满足用户多变的请求。具体地，通过用户请求的分布部署合理部署多个服务实例，扩容或新建应用实例来满足激增的用户需求，从而缓解通信时延和处理时延。

综上所述，边缘网络多接入协调模块作为多接入网络架构中的核心框架，主要负责管理硬件资源并合理分配至各服务、在边缘网络中安排服务部署实例数量和位置、协调边缘用户请求通过最合理的无线链路、以及将任务卸载至边缘网络中最恰当的服务器。

接入网络是边缘计算过程的第一步，在很多系统场景中（特别是低功耗设备），接入过程的延迟甚至能够占到整个系统性能的主导作用。接入过程一方面具有大量异构的通信方式可供选择，另一方面，即便对于给定的通信方式，多接入场景中不同的接入点也会直接影响到接入效率。因此，当前接入技术仍然处在百花齐放的阶段，对于各类物联网、移动网络系统需要根据具体的应用需求采用恰当的接入技术和接入策略。