移动边缘计算卸载策略综述
发布时间：2020-12-18 09:37
随着科技的发展,智能移动设备的应用越发普及.然而,移动设备由于自身资源及计算能力的局限性,在处理计算密集型与时延敏感的应用时常面临着能力不足的情况.移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)中的计算卸载技术即将移动终端的计算任务卸载至移动网络的边缘,能有效地解决此类问题.同时相比于移动云计算中的计算卸载,MEC解决了高时延、网络负载与资源的占用等问题.本文围绕MEC计算卸载,首先介绍MEC的基础概念和基本架构及其应用场景;其次,从MEC计算卸载的体系结构、卸载决策和资源分配三个方面对现有研究工作进行总结对比;最后,从计算卸载决策算法、安全性、卸载节点发现和卸载数据依赖性四个方面展望移动边缘计算卸载未来的发展趋势和研究方向.
【文章来源】：小型微型计算机系统. 2020年09期 北大核心
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
MEC计算卸载体系结构
欧洲电信标准化协会（ETSI）在其制定的“MEC全球标准003版本”（GS MEC003）中对移动边缘计算基于网络功能虚拟化（Network Functions Virtualization,NFV）的参考架构[15]进行了定义．图1为MEC的基本框架，其从宏观角度进行分析，对MEC下不同的功能实体进行了层次划分，主要分为3级：移动边缘系统水平、移动边缘主机水平和移动边缘网络水平．其中，移动边缘系统水平结构由MEC系统级管理、用户以及第三方实体这三者予以实现，其主要责任是对MEC系统进行全方位的把控，以达到统筹全局的目的；移动边缘主机水平结构主要包括MEC主机级管理实体与MEC主机．同时，MEC主机部分也可以做更进一步的划分，分为移动边缘平台、移动边缘应用以及虚拟化基础设施这三部分．移动边缘网络水平主要由外部网络、本地网络以及3GPP蜂窝网络等相应的外部实体组成，该层的主要作用是展现MEC工作系统与外部网络、蜂窝移动网络或者局域网的接入状态．其中，移动边缘主机水平需要在网络水平的基础上才得以接入网络，而网络水平只有在移动边缘主机水平下才能真正发挥其低延迟、高质量的特性．同时，管理移动边缘主机水平和网络水平主要由移动边缘系统水平负责进行统筹管理．由此可见，移动边缘系统水平、移动边缘主机水平与移动边缘网络水平这三者相互联系，彼此依存，各自均起着重要的作用．MEC具有许多的应用场景，其中较为典型的应用场景主要有：第一是与网络信息功能开放以及网络接入有关的本地边缘应用服务，如基于无线网络的定位导航系统[16]；第二是高清视频加速，在网络边缘就近处理视频业务可以大幅度地减少视频用户在观看视频的响应时延，同时MEC丰富的计算功能和强大的计算能力使得其可以对通信链路情况进行实时感知，并依据通信链路情况及时作出转码调整，从而确保视频的流畅程度[17-19]；第三是面向对时延、可靠性以及计算性能等有超高需求的工业物联网、车联网等应用场景下的网络边缘应用服务，例如：交通事故的广播信息等出行安全保障服务以及一些商业性的增值服务，如停车位查询与定位、AR游戏或者其它便民业务等[20,21]；第四是应用于区块链技术，将区块链中的计算密集型任务卸载到边缘处理[22,23]或者通过结合区块链技术的去中心化、共识机制、对等互联等特点对边缘节点进行可信认证和鉴权，提升业务和系统安全性[24,25].
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Lyapunov优化的隐私感知计算卸载方法[J]. 赵星,彭建华,游伟. 电子与信息学报. 2020(03)
[2]车联网中一种基于软件定义网络与移动边缘计算的卸载策略[J]. 张海波,荆昆仑,刘开健,贺晓帆. 电子与信息学报. 2020(03)
[3]车联网中基于移动边缘计算的内容感知分类卸载算法研究[J]. 赵海涛,朱银阳,丁仪,朱洪波. 电子与信息学报. 2020(01)
[4]SDN和MEC架构下V2X卸载与资源分配[J]. 张海波,王子心,贺晓帆. 通信学报. 2020(01)
[5]一种基于强化学习的多节点MEC计算资源分配方案[J]. 余萌迪,唐俊华,李建华. 通信技术. 2019(12)
[6]面向边缘计算的改进混沌蝙蝠群协同调度算法[J]. 简琤峰,陈家炜,张美玉. 小型微型计算机系统. 2019(11)
[7]基于终端能耗和系统时延最小化的边缘计算卸载及资源分配机制[J]. 代美玲,刘周斌,郭少勇,邵苏杰,邱雪松. 电子与信息学报. 2019(11)
[8]基于5G边缘计算的Cloud VR研究[J]. 曹扬晨,朱国胜,祁小云,邹洁. 信息通信. 2019(10)
[9]资源受限移动边缘计算任务拆分卸载调度决策[J]. 张艮山,刘旭宁. 计算机应用与软件. 2019(10)
[10]基于合约设计的移动边缘计算任务卸载策略研究[J]. 吕灵灵,杨志鹏,张磊. 控制与决策. 2019(11)
本文编号：2923779
【文章来源】：小型微型计算机系统. 2020年09期 北大核心
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
MEC计算卸载体系结构
欧洲电信标准化协会（ETSI）在其制定的“MEC全球标准003版本”（GS MEC003）中对移动边缘计算基于网络功能虚拟化（Network Functions Virtualization,NFV）的参考架构[15]进行了定义．图1为MEC的基本框架，其从宏观角度进行分析，对MEC下不同的功能实体进行了层次划分，主要分为3级：移动边缘系统水平、移动边缘主机水平和移动边缘网络水平．其中，移动边缘系统水平结构由MEC系统级管理、用户以及第三方实体这三者予以实现，其主要责任是对MEC系统进行全方位的把控，以达到统筹全局的目的；移动边缘主机水平结构主要包括MEC主机级管理实体与MEC主机．同时，MEC主机部分也可以做更进一步的划分，分为移动边缘平台、移动边缘应用以及虚拟化基础设施这三部分．移动边缘网络水平主要由外部网络、本地网络以及3GPP蜂窝网络等相应的外部实体组成，该层的主要作用是展现MEC工作系统与外部网络、蜂窝移动网络或者局域网的接入状态．其中，移动边缘主机水平需要在网络水平的基础上才得以接入网络，而网络水平只有在移动边缘主机水平下才能真正发挥其低延迟、高质量的特性．同时，管理移动边缘主机水平和网络水平主要由移动边缘系统水平负责进行统筹管理．由此可见，移动边缘系统水平、移动边缘主机水平与移动边缘网络水平这三者相互联系，彼此依存，各自均起着重要的作用．MEC具有许多的应用场景，其中较为典型的应用场景主要有：第一是与网络信息功能开放以及网络接入有关的本地边缘应用服务，如基于无线网络的定位导航系统[16]；第二是高清视频加速，在网络边缘就近处理视频业务可以大幅度地减少视频用户在观看视频的响应时延，同时MEC丰富的计算功能和强大的计算能力使得其可以对通信链路情况进行实时感知，并依据通信链路情况及时作出转码调整，从而确保视频的流畅程度[17-19]；第三是面向对时延、可靠性以及计算性能等有超高需求的工业物联网、车联网等应用场景下的网络边缘应用服务，例如：交通事故的广播信息等出行安全保障服务以及一些商业性的增值服务，如停车位查询与定位、AR游戏或者其它便民业务等[20,21]；第四是应用于区块链技术，将区块链中的计算密集型任务卸载到边缘处理[22,23]或者通过结合区块链技术的去中心化、共识机制、对等互联等特点对边缘节点进行可信认证和鉴权，提升业务和系统安全性[24,25].
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Lyapunov优化的隐私感知计算卸载方法[J]. 赵星,彭建华,游伟. 电子与信息学报. 2020(03)
[2]车联网中一种基于软件定义网络与移动边缘计算的卸载策略[J]. 张海波,荆昆仑,刘开健,贺晓帆. 电子与信息学报. 2020(03)
[3]车联网中基于移动边缘计算的内容感知分类卸载算法研究[J]. 赵海涛,朱银阳,丁仪,朱洪波. 电子与信息学报. 2020(01)
[4]SDN和MEC架构下V2X卸载与资源分配[J]. 张海波,王子心,贺晓帆. 通信学报. 2020(01)
[5]一种基于强化学习的多节点MEC计算资源分配方案[J]. 余萌迪,唐俊华,李建华. 通信技术. 2019(12)
[6]面向边缘计算的改进混沌蝙蝠群协同调度算法[J]. 简琤峰,陈家炜,张美玉. 小型微型计算机系统. 2019(11)
[7]基于终端能耗和系统时延最小化的边缘计算卸载及资源分配机制[J]. 代美玲,刘周斌,郭少勇,邵苏杰,邱雪松. 电子与信息学报. 2019(11)
[8]基于5G边缘计算的Cloud VR研究[J]. 曹扬晨,朱国胜,祁小云,邹洁. 信息通信. 2019(10)
[9]资源受限移动边缘计算任务拆分卸载调度决策[J]. 张艮山,刘旭宁. 计算机应用与软件. 2019(10)
[10]基于合约设计的移动边缘计算任务卸载策略研究[J]. 吕灵灵,杨志鹏,张磊. 控制与决策. 2019(11)
本文编号：2923779
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