Rambler's Top100
 
Статьи ИКС № 1 2022
Сергей БОЧАРОВ  22 апреля 2022

MEC: в ожидании 5G

Передвигая облачные сервисы на границу сети, архитектура MEC предоставляет пользователям все их преимущества, устраняя при этом существенный недостаток – необходимость ожидания ответа облака, развернутого в удаленном ЦОДе. Но повсеместным внедрением она похвастаться пока не может.

Облака – несомненно, один из важнейших инструментов цифровой трансформации бизнеса и госуправления. Однако их ахиллесова пята – сетевая задержка, которая в российских реалиях может достигать десятков, если не сотни миллисекунд. Исправить эту ситуацию можно, внедряя MEC (Подробнее о МЕС см. Н. Носов. Edge Computing: из облаков на землю ) определенную и стандартизированную ETSI концепцию сетевой архитектуры, которая обеспечивает возможность формирования среды для облачных вычислений и предоставления ИТ-сервисов на границе сети. Изначально концепция предназначалась для сети сотовой связи, и аббревиатура MEC означала Mobile Edge Computing, впоследствии концепция была распространена на произвольную сеть и стала трактоваться как Multi-access Edge Computing.

Основная идея MЕC заключается в том, что за счет запуска приложений и выполнения связанных с ними задач обработки ближе к абоненту снижается нагрузка на сеть и приложения работают лучше. Платформа (сервер) MEC может быть развернута на базовых станциях, шлюзах и других пограничных узлах сотовой сети (рис. 1, 2), что обеспечивает гибкий и быстрый запуск новых приложений и услуг для клиентов (рис. 3). Кроме того, архитектура MEC позволяет мобильным операторам «открывать» свои сети радиодоступа (RAN) авторизованным третьим лицам, таким как разработчики приложений и поставщики контента.
Рис. 1. Развертывание MEC в распределенной пакетной сети EPC – Evolved Packet Core
 
Рис. 2. Развертывание MEC на уровне шлюзов S-GW и P-GW

Помимо уменьшения задержки использование MEC снижает требования к пропускной способности канала связи, дает возможность контролировать нагрузку на сеть и гарантирует отсутствие искажений обрабатываемых данных, которые могли бы возникнуть при их передаче.
 Рис. 3. Новая парадигма развертывания приложений, привнесенная технологией MEC

Серверная структура MEC

Согласно документам ETSI, узел MEC содержит аппаратную платформу со средой виртуализации и платформу приложений. 

Аппаратная платформа MEC включает в себя вычислительные ресурсы, хранилище данных, компоненты аппаратной виртуализации базового оборудования (в том числе виртуальную ОС на основе OpenStack, KVM и т. д.). Она также осуществляет функции управления и обмена данными, необходимые для работы MEC.

Платформа приложений MEC представляет собой инфраструктуру, на которой запускаются различные приложения, выполненные в виде виртуальных машин. Запуск каждого приложения в отдельном контейнере гарантирует защиту от сбоев всей системы и стойкость к вредоносным программам. В случае сбоя в работе отдельного приложения не нужно перезапускать всю систему, достаточно перезагрузить только виртуальную машину, обслуживающую контейнер. Такой подход обеспечивает эффективное распределение вычислительных мощностей между приложениями и оптимизацию загрузки аппаратной части и хранилища.

Работа приложений отслеживается при помощи специального менеджера (ME orchestrator), который определяет их жизненный цикл и правила взаимодействия, управляет поступающими от них запросами на аутентификацию, прием/передачу трафика и т.д. Он же осуществляет конфигурирование DNS и разрешение конфликтов, анализирует и фильтрует входящий и исходящий трафик.

MEC в России

Хотя триумфального шествия MEC по сетям мобильных операторов пока не наблюдается, по крайней мере в нашей стране, российские операторы считают технологию многообещающей и связывают ее внедрение с развертыванием сетей пятого поколения. Так, в МТС отмечают, что интерес к технологии MEC обусловлен перспективами запуска новых продуктов и решений в сетях 5G, поскольку она обеспечивает высокую скорость передачи данных, малую задержку и значительные вычислительные мощности. 

МТС в 2021 г. первой из российских компаний вступила в международное объединение телеком-операторов 5G Future Forum (5GFF), задачей которого является разработка спецификаций и внедрение передовых решений на основе технологий 5G и MEC. «Мы приступили к объединению телеком- и облачной инфраструктуры для создания платформы граничных вычислений, которая станет основой сетей будущего. Участие в рабочих группах и исследовательских проектах 5GFF совместно с мировыми отраслевыми лидерами откроет нам доступ к единым техническим спецификациям для разработки глобально совместимой архитектуры MEC на сети МТС», – подчеркнул вице-президент по технике МТС Виктор Белов.

Периферийные вычисления с множественным доступом используются в большей части проектов, разработанных резидентами созданного МТС Центра 5G. Примеры – АR-решение для ритейла, предложенное компанией Ariellium, система автоматического контроля качества серийной промышленной продукции BID Technologies, платформа стриминга игр LoudPlay. Так, когда LoudPlay развернула инфраструктуру платформы приложений в центре региона обслуживания, выяснилось, что задержка предоставления услуги удаленным пользователям иногда достигает 100 мс, в результате чего формируется негативный пользовательский опыт. После перевода услуги на МЕС время задержки сократилось в несколько раз. Поэтому в области игровых приложений для массового рынка MEC открывает принципиально новые возможности.

С 2019 г. активно тестирует МЕС-платформы в пилотных проектах и «Вымпелком». В этих проектах время задержки удалось уменьшить до 3–10 мс. Такие решения на базе МЕС востребованы корпоративными клиентами, задействуются при построении частных корпоративных сетей (Private LTE/5G).

«Мегафон» за последние два года также протестировал технологию MEC в пилотных проектах и оценил возможности внедрения и способы изменения архитектуры сети, расширил пакетную опорную сеть во всех регионах. «Мы рассматриваем эту технологию как задел на будущее, позволяющий создавать новые сервисы. Это актуально для автопилотируемого транспорта и сервисов дополненной реальности», – отметили в компании.

Там, где малая задержка – основное условие работы приложений, например, в сфере VR/AR, при управлении автономным транспортом, критической инфраструктурой и т.д., технология МЕС, безусловно, необходима. Можно надеяться, что в сочетании с 5G она раскроет свой потенциал. Синергия объединения возможностей граничных вычислений с высокоскоростным обменом данными и низкой задержкой поможет развертыванию новых сервисов – мультимедийных, IoT-, AR/VR-, игровых и других – и станет ускорителем цифровизации в нашей стране.
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!