TIỂU LUẬN môn học điện TOÁN BIÊN đa TRUY NHẬP giới thiệu MEC và các khái niệm liên quan

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG TIÊU LUẬN MƠN HỌC ĐIỆN TỐN BIÊN ĐA TRUY NHẬP Bộ• mơn: Báo hiệu • điều khiển kết nối Giảng viên: Hồng Trọng Minh Nhóm tiểu luận: • 07 Lương Hồng Anh- B18DCVT014 Sinh viên thực • • hiện: Nguyễn Thành Cơng- B18DCVT038 Đỗ Văn Việt- B18DCVT437 Đào Đình Đồn-B18DCVT101 Hà Nội, tháng 12 /2021 Nhóm 07 LỜI CẢM ƠN Trong gần năm học tập Học viện Công nghệ Bưu Viễn Thơng, sinh viên chúng em nhận bảo giúp đỡ tận tình Thầy Cô giáo Học viện Đặc biệt, sinh viên nghành Kỹ Thuật Điện Tử Viễn Thông chúng em tìm hiểu, nghiên cứu, học hỏi, tiếp thu biết kiến thức hướng dẫn tận tâm Thầy Cơ Trước hết nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới Thầy Cơ giáo Học Viện nói chung Thầy Cô giáo khoa Kỹ Thuật Điện Tử Viễn Thông nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt bốn năm học vừa qua Nhóm em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Hoàng Trọng Minh, thầy nhiệt tình dạy cho chúng em kiến thức cần thiết môn học Tuy cố gắng kiến thức hạn chế nên tiều luận cịn nhiều thiếu sót, hi vọng thầy góp ý bổ sung để nhóm em hồn thiện tiểu luận cách tốt Cuối cùng, nhóm em xin kính chúc Thầy Cơ gia đình dồi sức khỏe thành công nghiệp cao quý Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 12 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn Nhóm sinh viên thực Hồng Trọng Minh Lương Hồng Anh Nguyễn Thành Cơng Đỗ Văn Việt Đào Đình Đồn Nhóm 07 LỜI NĨI ĐẦU Trong công nghệ 4.0 nay, việc triển khai mạng 5G xu tất yếu lĩnh vực đời sống Cơng việc ln địi hỏi nâng cao khả tính tốn, truyền thơng tin cậy băng rộng với độ xác cao với độ trễ thấp, nâng cao chất lượng dịch vụ Để đáp ứng tối ưu nhu cầu vậy, Điện toán biên đa truy nhập (Multi-Access Edge Computing - MEC) yếu tố quan trọng việc triển khai với mạng 5G MEC khải niệm kiến trúc mạng Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu - ETSI định nghĩa, cho phép di chuyển việc tính tốn lưu lượng dịch vụ từ đám mây tập trung đến vùng biên mạng, gần với thiết bị người dùng Thay gửi tất liệu lên đám mây để xử lý, biên mạng phân tích, xử lý, lưu trữ phần liệu Việc đảm bảo tốt độ trễ cực thấp nhằm mang lại hiệu suất thời gian thực cho ứng dụng băng thông cao Trong này, kiến trúc mạng đưa quan tới việc xây dựng kiến chức trúc mạng 5G có tích hợp MEC Các vấn đềliên liên quan tới việc ảoMEC hóa mạng vào (NFV) mơi việc tham chiếu chức kiến trúc cụ trường thể ảo hóa (NFV) trình bày Cuối cùng, ứng dụng MEC thực tăng tế cường, trình bày dịch vụ hướng tới người dùng (thực tếdõi, ứng sở dụng hạ độ trễ thấp, ); ứng dụng cho bên thứ ba (bảo an, theo tầng, ) ứng dụng liên quan tới hiệu suất mạng vàmật, QoS MỤC LỤC TỪ KHÓA AF Application Function Chức ứng dụng AMF Access and Mobility Management Function Chức quản lý truy cập di động API Application Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng AUSF Authentication Server Function Chức máy chủ xác thực ETSI European Telecommunications Standards Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu âu MEC Mutil-Access Edge Computing Điện toán biên đa truy nhập NEF Network Exposure Function Chức tiếp xúc mạng NF Network Function Chức mạng NFV Network Function Virtualization Ảo hóa chức mạng NFVI NF virtualization Infrastructure NRF Network reponsitory function Ảo hóa chức mạng( sở hạ tầng) Chức kho lưu trữ mạng NSSF Chức chọn lớp mạng PCF Network slice selection function Policy control function QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ SMF Session management function Chức quản lý phiên UDM Uniíiled data management Quản lý liệu đơn lẻ UE User equipment Thiết bị người dùng UPF User plane function Chức mặt phẳng người dùng VNF Virtual Network Function Chức ảo hóa mạng Chức kiểm sốt sách Giới thiệu MEC khái niệm liên quan 1.1 Điện toán đám mây (Cloud) Điện toán đám mây thuật ngữ việc cung cấp tài nguyên máy tính cho người dùng tùy theo mục đích sử dụng thơng qua Internet Nguồn tài nguyên thứ liên quan đến điện tốn máy tính: phần mềm, phần cứng, hạ tầng mạng, máy chủ Dữ liệu gửi đến Đám mây để xử lý lưu trữ, gửi trở lại người dùng theo yêu cầu 1.2 Điện toán biên (Edge): Một chiến lược để triển khai khả xử lý biên mạng nơi thiết bị đầu cuối kết nối để thực xử lý phần lớn liệu lấy từ cung cấp cho phần cuối thiết bị đầu cuối 1.3 Điện toán Đám mây - Biên (Edge-Cloud): Một dạng điện toán biên cung cấp khả điện toán đám mây môi trường dịch vụ thông tin, vùng biên mạng Mục đích cung cấp khả tính tốn lưu trữ băng thơng gần với đầu vào liệu/người dùng cuối 1.4 Điện toán biên đa truy cập (MEC): Điện toán biên đám mây cung cấp môi trường dịch vụ thông tin khả điện toán đám mây biên mạng truy cập có chứa nhiều loại cơng nghệ truy cập gần với người sử dụng Nó đặc trưng độ trễ cực thấp dung lượng tốc độ liệu cao hai Đối với truy cập khơng dây (ví dụ: mạng truy nhập vô tuyến), MEC cung cấp quyền truy cập theo thời gian thực vào thông tin mạng vô tuyến mà ứng dụng tận dụng 1.5 Điện tốn biên di động: Là dạng điện toán biên truy nhập không dây mạng di động MEC mạng 5G MEC yếu tố quan trọng việc triển khai 5G MEC cho phép nhà điều hành dịch vụ bên thứ ba lưu trữ gần điểm truy cập thiết bị người dùng (UE - User Equipment) MEC cho phép triển triển khai khả Điện toán đám mây biên mạng Do MEC coi cần thiết ba kịch sử dụng mạng 5G Băng thông di động nâng cao (eMBB): yêu cầu tốc độ liệu cao, bao gồm tốc độ liệu dung lượng tổng thể Việc di chuyển phần lớn thông tin liên lạc UE sang vùng lận cận giảm bớt gánh nặng cho mạng lõi QoS cải thiện đường truyền mạng ngắn nhiều Thông tin liên lạc với số lượng lớn thiết bị (MMTC): 5G phải triển khai số lượng lớn thiết bị với mật độ cao MEC có vai trị thu thập xử lý liệu cục trước đưa lên mạng lõi 5G để truyền tới máy chủ xa Truyền thông đáng tin cậy với độ trễ cực thấp (URLLC): Để truyền thông đáng tin cậy với độ trễ cực thấp, hoạt động phải thực cách cục Như vậy, MEC đáp ứng yêu cầu này, đồng cải thiện QoS Khái niệm kiến trúc MEC 3.1 Điện toán đám mây Điện tốn biên Hình So sánh điện tốn đám mây biên Hình 1.1 minh họa khác biệt điện toán đám mây điện tốn biên bối cảnh truy cập mạng khơng dây vào Internet Trong điện toán đám mây truyền thống, dịch vụ đám mây — bao gồm ứng dụng, lưu trữ tảng ảo — trì tập trung nhà cung cấp dịch vụ đám mây Điện toán biên kiến trúc phân tán, phi tập trung, mang dịch vụ dựa đám mây đến gần với người dùng, giảm gánh nặng mạng lõi 3.2 Kiến trúc mạng 5G ' Ệ Access node Cloud no de (edge and Central) ãằ Networklng node API = Application OTT = Over the Top CP = Control Plane Programming Intertace UP RAT = Radio Access Technology RAN = Radio Access Network = User Plane Hình Kiến trúc 5G (Mạng di động hệ tiếp theo) Hình đề xuất thiết bị biên phù hợp với kiến trúc mạng 5G Mạng lõi bao gồm số định tuyến thiết bị chuyển mạch mạng khác để di chuyển liệu mạng khác mạng Ngồi cịn có điểm truy nhập nhằm truy nhập từ mạng truy nhập vô tuyến (RAN) mạng có dây Cuối cùng, có tảng điện toán đám mây biên mạng lõi Các nút biên coi phần mạng lõi thiết bị riêng biệt gắn biên mạng lõi Có số khía cạnh mạng ngắt cục cần xem xét: - - Ngoài việc cung cấp quyền truy cập vào dịch vụ đám mây cục bộ, ngắt cục thường cung cấp kết nối với Internet, bỏ qua mạng lõi nhà cung cấp dịch vụ di động Nút ngắt cục với mạng cục dịch vụ máy tính lưu trữ cục Ví dụ, ứng dụng phương tiện đến sở hạ tầng, thường có sở hạ tầng bên đường với mạng máy chủ ứng dụng khác Với tính ngắt cục bộ, thiết bị di động kết nối cục với mạng liệu Một ví dụ khác, nhà máy hỗ trợ 5G tất thiết bị di động 5G nói chuyện với máy chủ ứng dụng CNTT nhà máy triển khai tảng MEC Nhưng nhiều khả thiết bị di động 5G nói chuyện với mạng CNTT nhà máy bao gồm nhiều máy chủ thiết bị kết nối cơng nghệ mạng khác (ví dụ: Wi-Fi) 3.3 Tích hợp MEC vào mạng 5G Hình 3: Điện tốn biên đa truy cập tích hợp vào mạng 5G Hình đưa góc nhìn khác kiến trúc dựa theo MEC mối quan hệ chức thành phần Thiết bị biên thành phần ngồi cùng; bao gồm thiết bị người dùng cuối cảm biến nằm “vùng cuối cùng” mạng Hạ tầng biên kết nối với biên thiết bị mạng truy nhập Cơ sở hạ tầng biên thường nằm gần với thiết bị biên có đặc điểm trung tâm liệu lưu trữ truyền thống Cơ sở hạ tầng biên kết nối với nhiều trang web, sử dụng lớp mạng biên tổng hợp thông qua mạng lõi đến đám mây trung tâm liệu AF ■ Application Function AMF = Access and Mobility Management Function AUSF = Authentication Server Function MEC = Multi-Access Edge Computing NEF = Netvvork Exposure Function NF = Netvvork Function NFVI ■ NFV Intrastructure NRF ■ Netvvork Repository Function NSSF = Netvvork Slice Selection Function PCF = Policy Control Function SMF = Sessíon Management Function UDM = Unitied Data Management UE = User Equipment UPF ■ User Plane Functk>n 3.4 Các chức mạng MEC Hình Thực chức mạng MEC Dù thiết bị biên MEC coi phần mạng lõi hệ thống biên gắn với mạng lõi, ảo hóa chức mạng (NFV) việc sử dụng chức mạng ảo hóa (VNF) tích hợp thiết bị MEC với mạng lõi 5G Hình đưa chức mạng thực tảng ảo hóa NFV Chức mặt phẳng người dùng phân phối thành nhiều hệ thống MEC Hệthống MEC lưu trữ nhiều ứng dụng dịch vụ đám mây khác hỗ trợ triển khai mạng Kiến trúc ETSI MEC 4.1 Tài liệu thuật ngữ Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI), quan phát triển tiêu chuẩn cho NFV, quan phát triển tiêu chuẩn cho MEC Các tài liệu ETSI quan trọng MEC, theo quan điểm sách này, sau: - ETSI GS MEC 001: Multi-Access Edge Computing (MEC); Terminology ETSI GS MEC 002: Multi-Access Edge Computing (MEC); Phase 2: Use Cases and Requirement ETSI GS MEC 003: Multi-Access Edge Computing (MEC); Framework and Reference Architecture ETSI GR MEC 024: Multi-Access Edge Computing (MEC); Support for Network Slicing Thuật ngữ Multi access adge computing (MEC) MEC application MEC host MEC host - level management MEC management MEC platform Định nghĩa Một hệ thống cung cấp môi trường dịch vụ CNTT khả điện toán đám mây biên mạng truy cập có chứa nhiều loại công nghệ truy cập gần gũi với người Một ứng dụng khởi tạo máy chủ MEC hệ thống MEC có khả cung cấp sử dụng dịch vụ MEC Một thực thể có chứa tảng MEC sở hạ tầng ảo hóa cung cấp máy tính, lưu trữ tài nguyên mạng cho ứng dụng MEC Các thành phần xử lý việc quản lý chức MEC cụ thể tảng MEC cụ thể, máy chủ lưu trữ MEC ứng dụng MEC chạy Quản lý cấp độ hệ thống cấp độ máy chủ đa truy cập Một tập hợp chức yêu cầu để chạy ứng dụng MEC sở hạ tầng ảo hóa máy chủ lưu trữ MEC cụ thể cho phép chúng cung cấp sử dụng dịch vụ MEC cung cấp số dịch vụ MEC > > > > > Tính di đơng ứng dung: Nghĩa máy chủ MEC nên cung cấp API chuẩn hóa để đảm bảo ứng dụng hồn tồn di động máy chủ MEC từ nhà cung cấp khác Giao tiếp phương tiên với sở hạ tầng : Bằng cách kết hợp thuật toán sử dụng liệu nhận từ phương tiện cảm biến bên lề để nhận biết trước tình rủi ro gửi cảnh báo cảnh báo đến phương tiện khu vực Cảnh báo cần phản ứng (ví dụ, tránh nguy hiểm, giảm tốc độ, ) Máy chủ MEC đặt gần cụm cảm biến cần thiết để đáp ứng yêu cầu độ trễ cực thấp Phát triển linh hoạt với Container: Máy chủ MEC nên hỗ trợ container máy ảo dạng cơng nghệ ảo hóa khả dụng cho bên thứ ba Với nhu cầu cần hỗ trợ bên thứ ba cung cấp Trong trường hợp diện tích nhỏ yếu tố quan trọng, container giải pháp ưu tiên Nhà cung cấp đám mây bên thứ ba: Trường hợp sử dụng liên quan đến mơ hình kinh doanh mà tài ngun tính toán cho dịch vụ đám mây biên cung cấp nhà cung cấp thay nhà khai thác mạng phi truyền thống Các nhà cung cấp gọi chủ sở hữu biên bên thứ ba (TEO - Third-party edge owners) TEO quan quản lý tài sản công ty chủ sở hữu bất động sản cung cấp tài nguyên đám mây cho nhà khai thác mạng nhà cung cấp dịch vụ đám mây truyền thống Máy chủ MEC đóng vai trị mơ hình kinh doanh cách cung cấp cho TEO địa hóa dịch vụ chẳng hạn mạng vô tuyến thông tin giao thông IPTV qua WTTx: WTTx (không dây với x) giải pháp truy cập băng thông rộng dựa 4G 5G, sử dụng công nghệ không dây để cung cấp truy cập băng thông > ■ ■ ■ ■ rộng giống sợi quang cho hộ gia đình WTTx vượt trội hiệu suất mạng, chi phí thấp, triển khai nhanh, bảo trì dễ dàng dịch vụ phong phú IPTV (truyền hình Giao thức Internet) qua WTTx cung cấp cho nhà khai thác với khả truy cập nhanh vào thị trường giải trí gia đình qua mạng di động có mạng lưới Triển khai MEC cho phép giảm tải đáng kể lưu lượng truy cập từ mạng lõi Điều đặc biệt liên quan đến việc cung cấp video theo nhu cầu, nơi nội dung video định vị trước máy chủ MEC để truyền tải theo yêu cầu cho khách hàng địa phương Nền tảng MEC sử dụng thông tin từ ứng dụng MEC nhà điều hành tin cậy: Trường hợp sử dụng cho phép ứng dụng nhắm mục tiêu đến người đăng ký nhóm cụ thể người đăng ký Ví dụ: Cho phép nhóm ẩn danh gồm th bao tốn khoản phí cố định truy cập vào nội dung cục từ máy chủ MEC Gửi quảng cáo nhắm cho nhóm người dùng định mạng điện thoại di động Cung cấp nội dung cho nhóm người dùng cụ thể, ví dụ, câu lạc bộ, hiệp hội nhóm dịch vụ cơng cộng Cung cấp dịch vụ doanh nghiệp cho nhân viên công ty Máy chủ MEC hỗ trợ trường hợp sử dụng cách định tuyến lưu lượng truy cập đến ứng dụng MEC dựa địa IP UE địa IP đích Do vậy, máy chủ MEC cần ánh xạ địa IP UE tới th bao nhóm th bao cụ thể Thơng tin ánh xạ cung cấp nguồn bên ngoài, chẳng hạn mạng lõi Một ứng dụng MEC đáng tin cậy nhà điều hành nhận thông tin ánh xạ cung cấp cho MEC flatform Một ứng dụng nhà điều hành tin cậy không ứng dụng chạy máy chủ MEC Nó cịn phần mở rộng MEC flatform Ứng dụng có đặc quyền để cung cấp thơng tin cho MEC flatform cách an tồn Các ứng dụng tảng phải xác thực ủy quyền lần Hình 11 minh họa trường hợp sử dụng ví dụ cho khái niệm Lưu lượng thuê bao đăng ký với thẻ cụ thể ánh xạ tới địa IP UE chuyển đến ứng dụng MEC cục thay mạng 5G Hình 11 Định tuyến dựa thuê bao 7.3 Cải tiến hiệu suất mạng QoS ETSI GS MEC 002 liệt kê trường hợp sử dụng sau hiệu suất mạng danh mục cải tiến QoS: Tối ưu hóa phân phối video thiết bị di động cách sử dụng hướng dẫn thông lượng cho TCP: Hướng dẫn thông lượng di động (MTG) phương tiện tiềm để cải thiện trải nghiệm khách hàng phiên Internet di động; làm rõ ràng phạm vi băng thông mà liên kết truy cập di động trì tương lai gần [GMSA17] Thơng tin cải thiện hiệu suất Giao thức điều khiểntruyền (TCP), sử dụng thuật toán kiểm soát tắc nghẽn phức tạp để điều chỉnh luồng cạnh tranh Các phiên TCP qua mạng liên kết chia sẻ Nói chung TCP cố gắng xác định trạng thái dung lượng mạng dựa vòng thời gian chuyến cần thiết để xác nhận gói tin TCP phản hồi với cảm nhận tắc nghẽn cách làm chậm đáng kể tốc độ dòng chảy hồi phục Tuy nhiên, mạng di động, dung lượng khả dụng mạng truy nhập vô tuyến dễ bay Các yếu tố bao gồm thay đổi chất lượng tín hiệu tính di động UE yếu tố mơi trường, quy trình quản lý tắc nghẽn giao diện hàng khơng Vì trường hợp sử dụng cụ thể này, ứng dụng MEC phân tích vơ tuyến cung cấp máy chủ video back-end với báo gần thời gian thực thông lượng ước tính có sẵn giao diện đường xuống vơ tuyến sau Máy chủ video sử dụng thông tin để hỗ trợ Quyết định kiểm sốt tắc nghẽn TCP Với thơng tin bổ sung này, TCP không cần làm tải mạng thăm dị xem có sẵn tài ngun, khơng cần dựa vào heuristics để giảm việc gửi tỷ lệ sau đợt tắc nghẽn Bộ nhớ đệm nội dung cục cạnh thiết bị di động: Trường hợp sử dụng lợi ích rõ ràng triển khai rộng rãi MEC Danh mục địa phương nhớ đệm điều cần thiết để thực hóa băng thơng rộng di động nâng cao (eMBB) dịch vụ mạng 5G Lưu trữ xử lý video, độ phân giải cao đồ họa nội dung khác máy chủ MEC làm giảm đáng kể lưu lượng truy cập gánh nặng cho mạng lõi Quản lý SLA: Các nhà cung cấp hệ thống máy chủ MEC thường cung cấp dịch vụthỏa thuận cấp độ (SLA) cho nhà phát triển ứng dụng bên thứ ba SLA định yêu cầu hiệu suất lưu lượng mặt phẳng liệu ảo hóa yêu cầu tài nguyên Máy chủ MEC cho phép nhà cung cấp ứng dụng để thu thập liệu nhằm giám sát việc tuân thủ SLA Quản lý SLA đề cập đến khả thể thơng số cụ thể để giám sát Tối ưu hóa backhaul thiết bị di động: Thuật ngữ backhaul đề cập đến đường dẫn mạng trạm gốc mạng truy cập vô tuyến (RAN) mạng lõi Thông thường, có khơng có phối hợp RAN mạng backhaul Khi có lực suy thối q trình đào tạo lại, RAN khơng thơng báo nó; Ngồi ra, RAN cần dung lượng hơn, backhaul không nhận biết Trường hợp sử dụng kết hợp thơng tin từ RAN với thông tin từ mạng backhaul để tối ưu hóa tài nguyên sửa chữa lại Trong trường hợp mạng backhaul kết nối với lõi mạng qua máy chủ MEC, ứng dụng phân tích lưu lượng máy chủ MEC tính tốn thơng tin giao thông dựa thông tin mạng vô tuyến thu từ dịch vụ MEC có sẵn thơng qua tảng MEC thơng tin backhaul mà thu từ ứng dụng giám sát Các phân tích lưu lượng sử dụng dịch vụ giám sát lưu lượng để có người dùng lưu lượng máy bay xác định ứng dụng mà người dùng sử dụng Tương tác trực tiếp với ứng dụng MEC: Về chất, trường hợp sử dụng xác định khả cần thiết để định tuyến lại lưu lượng ứng dụng UE từ ứng dụngđược lưu trữ máy chủ đám mây từ xa đến ứng dụng lưu trữ tảng MEC Lưu lượng truy cập trùng lặp: Phần lớn lưu lượng truy cập Internet video phần lớn số nội dung video theo yêu cầu dư thừa Sử dụng case sử dụng kỹ thuật loại bỏ trùng lặp lưu lượng dựa vào nén giải nén lưu lượng dự phòng ([LE12], [SPRI00]) Về chất, máy chủ gần nguồn luồng dự phòng lưu lượng gửi khối lưu lượng cộng với mục đến máy chủ MEC gần người nhận Sau đó, máy chủ nguồn gửi mục, giảm tải mạng lõi Trình quản lý phân bổ băng thông cho ứng dụng: Trường hợp sử dụng dành cho tình phổ biến nhiều ứng dụng khác / nhiều phiên ứng dụng chạy đồng thời máy chủ MEC Trình quản lý phân bổ băng thông tảng MEC thu thập yêu cầu tài nguyên băng thông băng thông khả dụng tài nguyên phân bổ băng thông cho phiên / ứng dụng theo yêu cầu tĩnh / động Giám sát người mang truy cập vô tuyến: Một UE có nhiều người mang lưu lượng truy cập với yêu cầu QoS khác Giá trị định danh lớp QoS (QCI) Trường hợp sử dụng đề cập đến việc giám sát lưu lượng truy cập người mang khác UE ứng dụng khác tổ chức máy chủ MEC Triển khai máy chủ MEC môi trường mạng dày đặc: Để xác định tắc nghẽn mạng không dây, dịch vụ MEC có sẵn thơng qua Nền tảng MEC cung cấp thông tin mạng vô tuyến cho ứng dụng Khi xác định tắc nghẽn mạng, MEC ứng dụng giao tiếp với ứng dụng đối ứng chạy thiết bị để yêu cầu chúng kích hoạt trực tiếp thiết bị với thiết bị khả mạng giao tiếp thông qua ứng dụng cụ thể có nghĩa Truyền thơng doanh nghiệp hợp nhất: Truyền thông doanh nghiệp ngày phụ thuộc vào thiết bị di động cho CNTT thông tin liên lạc điện thoại Để hỗ trợ hiệu quả, nhiều doanh nghiệp, đặc biệt doanh nghiệp lớn hơn, triển khai nhiều sở trạm khn viên doanh nghiệp để tạo mơ hình phủ sóng nhỏ tế bào Các cung cấp phạm vi bao phủ ô nhỏ liền kề môi trường doanh nghiệp Khi chế độ kết nối, người dùng di chuyển môi trường doanh nghiệp, phiên họ chuyển giao nhỏ xí nghiệp lân cận Như với trạm gốc khác, người doanh nghiệp cần kết nối qua mạng truy cập vô tuyến vào mạng lõi để liên lạc bên ngồi Vai trị máy chủ MEC cấu để cung cấp đường dẫn đến mạng lõi đến mặt Internet điểm đột phá vào mạng LAN doanh nghiệp khác Tối ưu hóa QoE sử dụng tài nguyên mạng đa truy cập: Như thảo luận đầu chương này, cạnh đa truy cập điện toán dạng điện toán đám mây tiên tiến mở rộng khả sơ đồ điện toán cạnh di động ban đầu Với cạnh đa truy cập điện tốn, UE có quyền truy cập vào tảng MEC thơng qua nhiều loại kết nối mạng,có thể bao gồm kỹ thuật không dây, chẳng hạn di động Wi-Fi, kỹ thuật có dây Ethernet DSL Chất lượng trải nghiệm (QoE) người dùng cuối phần phụ thuộc vào cách sử dụng hiệu tài nguyên mạng truy cập Trong việc sử dụng trường hợp, máy chủ MEC sử dụng thông tin mạng để chọn động đường dẫn mạng dựa kiến thức điều kiện truy cập mạng Vì mục đích này, máy chủ MEC bao gồm phần mềm dựa Dịch vụ quản lý đa truy cập (MAMS), định nghĩa RFC 8743 (Dịch vụ quản lý đa truy cập (MAMS), tháng năm 2020) MAMS bao gồm chức sau: Trình quản lý kết nối máy khách (CCM): Đàm phán mạng sử dụng đường dẫn với NCM, dựa nhu cầu khả khách hàng Trình quản lý kết nối mạng (NCM): Sử dụng thông tin thu từ mạng truy cập dựa sách, điều kiện thơng tin trao đổi với khách hàng, cấu hình đường dẫn mặt phẳng người dùng cho thiết bị đa sóng Máy khách đa truy cập liệu Proxy (C-MADP): Xử lý thủ tục lựa chọn mặt phẳng người dùng máy khách Proxy Dữ liệu Nhiều Truy cập Mạng (D-MADP): Xử lý thủ tục lựa chọn mặt phẳng người dùng mạng Tối ưu hóa phân phối phương tiện rìa: Trường hợp sử dụng tối ưu hóa phân phối nội dung đa phương tiện qua mạng di động cố định để kết thúc người dùng thông qua máy chủ MEC Vì mục đích này, máy chủ MEC lưu trữ ứng dụng phù hợp với đặc điểm kỹ thuật cho SAND (Máy chủ Truyền trực tuyến thích ứng động hỗ trợ mạng qua siêu văn Giao thức truyền [HTTP] [DASH]) SAND định nghĩa ETSI TR 126 957 (Nghiên cứu khả thích ứng động hỗ trợ máy chủ mạng Truyền trực tuyến qua HTTP [DASH] [SAND] cho 3GPP Multimedia Dịch vụ, tháng năm 2018) SAND cung cấp giao diện tiêu chuẩn hóa cho dịch vụ nhà cung cấp nhà khai thác để nâng cao trải nghiệm phát trực tuyến Theo thứ tự để tăng cường phân phối nội dung DASH, SAND giới thiệu thông điệp máy khách DASH phần tử mạng các yếu tố mạng để cải thiện hiệu phiên phát trực tuyến cách cung cấp thông tin đặc điểm hoạt động thời gian thực mạng, máy chủ, proxy, nhớ đệm, mạng phân phối nội dung (CDN), hiệu suất trạng thái máy khách DASH SAND nhận điều sau: Phát trực tuyến cải tiến thông qua nhớ đệm, xử lý thông minh tối ưu hóa phân phối máy chủ / phía mạng, dựa phản hồi từ khách hàng phân đoạn truyền thông dự kiến, chấp nhận nội dung phương tiện thay thế, mức đệm máy khách yêu cầu băng thơng Cải thiện khả thích ứng phía máy khách, dựa mạng / máy chủthông tin bên, chẳng hạn phân đoạn lưu nhớ cache, phân đoạn thay tính khả dụng, tốc độ phương tiện đề xuất mạng thông lượng / QoS Máy chủ cạnh SAND tận dụng liên quan đến trạng thái mạng / liên kết thông tin từ máy chủ MEC để xác định hỗ trợ tin nhắn gửi đến ứng dụng khách phát trực tuyến Giảm tải tính tốn ứng dụng Multi-RAT: Trong mơi trường thiết bị di động sử dụng nhiều quyền truy cập vô tuyến cơng nghệ (ví dụ: Wi-Fi, 5G NR), hội tồn để giảm lượng tiêu thụ ứng dụng thiết bị di động, cách chuyển sang RAT khác giảm tải ứng dụng sang ứng dụng khác thiết bị di động kiểm soát người dùng Hệ thống MEC giúp ứng dụng chọn RAT tiết kiệm điện cho UE để cải thiện trải nghiệm người dùng mạng với phạm vi phủ sóng đa RAT, để xem xét số hiệu suất khác (ví dụ: độ trễ giảm tải) Triển khai hệ thống MEC môi trường 5G: Kết hợp hỗ trợ ứng dụng chạy hệ thống MEC điều cần thiết để đáp ứng 5G yêu cầu thực Trường hợp sử dụng giải chức vấn đề kiến trúc liên quan đến việc triển khai hệ thống MEC 5G môi trường Phần 10.4 giải trường hợp sử dụng Chuỗi dịch vụ phân tích, nén lưu vào nhớ đệm video: Việc sử dụng trường hợp thảo luận phần phụ sau Chuỗi dịch vụ lưu vào nhớ đệm, nén phân tích video Phân tích video, cịn gọi phân tích nội dung video (VCA) video thông minh, liên quan đến việc trích xuất thơng tin từ video kỹ thuật số [GAGV08] Trong nén video cố gắng khai thác dư thừa video kỹ thuật số nhằm mục đích giảm kích thước, phân tích liên quan đến việc hiểu nội dung video Phân tích video xây dựng dựa nghiên cứu thị giác máy tính, phân tích mẫu trí tuệ máy móc Phân tích video cơng nghệ quan trọng số 5G trường hợp sử dụng, bao gồm trường hợp sau: Giám sát an tồn cơng cộng: Xử lý hầu hết luồng video trực tiếp rìa dẫn đến giám sát tốt trợ giúp thực thi pháp luật trật tự Hai ví dụ trường hợp sử dụng khuôn mặt phát xác định cố kích hoạt, cho phép luật nhân viên thực thi để thực hành động liên quan đến cố Lái xe tự động: Video thời gian thực cảnh nhìn thấy lái xe tơ cần phân tích thời gian ngắn để xác định hành động cần thực ô tô Một xe tự lái chứa tài nguyên để xử lý cảnh Video cạnh phân tích giúp xử lý (hoặc tiền xử lý) cảnh hậu xử lý cảnh video để liên tục đào tạo phản hồi Thành phố thơng minh IoT: Phân tích video rìa điều quan trọng yếu tố thúc đẩy thành phố thơng minh Ví dụ: phân tích video lưu lượng truy cập sử dụng để định tuyến giao thông cách hiệu Lửa khói phát khu vực xác định để đảm bảo không giao thơng tiếp tục phía khu vực nguy hiểm; phản hồi gửi cho hai hạ tầng thành phố ô tô kết nối khu vực Dịch vụ thông tin giải trí nâng cao: Phân tích video cạnh sử dụng để nâng cao trải nghiệm thực tế khán giả kiện, chẳng hạn người kiện thể thao, buổi hòa nhạc chương trình khác Video từ góc camera khác kiện phân tích áp dụng với Các chức AR / VR giới thiệu cho khán giả trực tiếp thông qua hình, điện thoại thơng minh thiết bị VR Hình 12, từ GS MEC 002, minh họa sơ đồ video lưu trữ máy chủ MEC cục nhớ cache nội dung video Nội dung video sau xử lý thuật toán nén video, sau video ứng dụng phân tích Thơng thường, lược đồ nén video chuẩn hóa MPEG-4 Điều cung cấp biểu diễn liệu lý tưởng cho hỗ trợ chương trình lập mục truy xuất Nó đơn giản hóa nhiệm vụ video phân tích cú pháp cấu trúc trích xuất khung hình nhiều điều cần thiết tính nội dung (ví dụ: chuyển động đối tượng) có sẵn [DIMI02] Uplink request for contents Video analytics \ _ Content Data plane ~N MEC HÌNH 12 Phân phối nội dung video Kiến trúc 3GPP để đáp ứng ứng dụng biên Vào năm 2020, 3GPP đưa phiên dự thảo kiến trúc, gọi EDGEAPP, cho phép ứng dụng biên (TS 23.558 Technical Specification Group Services and System Aspects; Architecture for Enabling Edge Applications [Release 17], November 2020) Kiên trúc thủ tục đưa kiên trúc tập trung vào cách mà thiết bị người dùng (UE) biên làm việc để triển khai ứng dụng biên cung cấp ứng dụng biên Tài liệu bao gồm yêu cầu kiến trúc cho phép ứng dụng biên, kiến trúc lớp ứng dụng đáp ứng yêu cầu kiến trúc đó, thủ tục cho phep triển khai ứng dụng biên 8.1 Các yêu cầu quan trọng: ■ ■ ■ ■ ■ Tính di động ứng dụng thiết bị người dùng: Sự thay đổi ứng dụng khách so với đám mây phải loại bỏ, nghĩa ứng dụng khách đám mây phải đồng Sự khác biệt dịch vụ: Các nhà khai thác di động cung cấp khác biệt dịch vụ (ví dụ, bật tất chức điện toán biên) Triển khai linh hoạt: Có thể có nhiều nhà cung cấp điện toán biên mạng điều hành di động mặt đất cơng cộng (PLMN) Các liệu biên vùng PLMN Tích hợp với mạng 5G: Mạng lõi 5G cung cấp khả dịch vụ vị trí, QoS ảnh hưởng lưu lượng chức đến ứng dụng biên Tính liên tục dịch vụ: Phải có hỗ trợ cho việc chuyển tiếp nội dung ứng dụng qua triển khai biên hai mạng cục kề 8.2 Kiến trúc chức EDGEAPP: Hình 13 Kiến trúc cho phép ứng dụng biên Hình 13 đưa kiến trúc chức triển khai ứng dụng biên, UE kết nối với mạng biên thơng qua mạng lõi Mạng biên coi mạng cục (tới UE), lưu lượng liệu ứng dụng qua biên cục mạng lõi 8.3 Các thực thể chức Bao gồm thực thể sau: ■ ■ ■ Edge enabler server (EES): Máy chủ cung cấp thông tin cho máy khách biên (EEC) liên quan tới ứng dụng biên Edge enabler client (EEC): Máy khách cho phép biên Edge configuration sever (ECS): Máy chủ cấu hình biên, hỗ trợ cần thiết để EEC kết nối với EES dựa theo cấu hình mạng ■ ■ Application Client: Ứng dụng máy khách, ứng dụng máy khách thực chức máy khách Edge application sever: Máy chủ ứng dụng biên, ứng dụng mạng biên thực chức máy chủ 8.4 Các điểm tham chiếu: Điểm tham chiếu coi đường có nhãn liên kết thực thể Điểm tham chiếu cho phép tương tác thực thể kết nối Kiến trúc EDGEAPP có điểm tham chiếu: Edge 1: Kết nối EES EEC, hỗ trợ: o Kết nối hủy kết nối từ EEC tới EES o Truy xuất cung cấp cấu hình EAS o Tìm kiếm EAS có sẵn EDN ■ Edge 2: Kết nối EES mạng lõi 5G Truy cập chức mạng lõi APIs ■ Edge 3: Kết nối EES EAS, hỗ trợ: o Đăng kí với EAS với thơng tin khả dụng, ví dụ hạn chết thời gian, khoảng cách o Hủy đăng kí EAS từ EES o Tìm mục thông tin mục tiêu EAS để chuyển ngữ cảnh ứng dụng o Cung cấp quyền truy nhập thông tin khả mạng o Yêu cầu thiết lập phiên liệu ứng dụng khách EAS với QoS cụ thể ■ Edge 4: Kếtnối ECS - EEC, cung cấp thơng tin cấu hình biên cho EEC ■ Edge : Kếtnối ứng dụng máy khách EEC ■ Edge 6: Kếtnối ECS EES, hỗ trợ đăng kí thơng tin EES cho ECS ■ Edge 7: Kếtnối EAS - Mạng lõi 5G, Hỗ trợ truy nhập chức năngmạng lõi APIs ■ Edge 8: Kết nối ECS - Mạng lõi 5G, Hỗ trợ truy nhập chức mạng lõi APIs ■ Edge 9: Kết nối hai EES với nhau, EES khác EDN EDN, hỗ trợ tìm thơng tin mục tiêu EAS để tái định vị ngữ cảnh ứng dụng ■ Các thủ tục luồng thông tin cho điểm tham chiếu định TS 23.558 8.5 Kiên trúc Đám mây-Biên di động tông hợp UE Application díent(s) SG core network Option tor MANO based on ETS1 MEC MEC piattorm manager Device app CFS ■ Customer Facing Service EAS = Edge Application Server EES = Eơge Enabler Server MANO = Management and Orchestration MEC-A = MEC Application MEC-O = MEC Orchestrator MEC-P = MEC Plattorm oss = Operation Support System Hình 14 Mối liên quan Kiên trúc 3GPP cho phép ứng dụng biên kiên trúc ETSI MEC Hình 14 đưa cách mà kiến trúc 3GPP ETSI bổ sung cho triển khai MEC Kết luận Qua tiểu luận hiểu số vấn đề sau: - Hiểu rõ vấn đề liên quan đến việc xây dựng kiến trúc mạng 5G có tích hợp MEC Các vấn đề liên quan đến việc ảo hóa chức mạng Ứng dụng MEC thực tế Tài liệu tham khảo - 5G Wireles: A Comprehensive Introduction- Dr William Stallings ... nguyên mạng đa truy cập: Như thảo luận đầu chương này, cạnh đa truy cập điện toán dạng điện toán đám mây tiên tiến mở rộng khả sơ đồ điện toán cạnh di động ban đầu Với cạnh đa truy cập điện tốn,... thực cách cục Như vậy, MEC đáp ứng yêu cầu này, đồng cải thiện QoS Khái niệm kiến trúc MEC 3.1 Điện toán đám mây Điện toán biên Hình So sánh điện tốn đám mây biên Hình 1.1 minh họa khác biệt điện. .. Virtual Network Function Chức ảo hóa mạng Chức kiểm sốt sách Giới thiệu MEC khái niệm liên quan 1.1 Điện toán đám mây (Cloud) Điện toán đám mây thuật ngữ việc cung cấp tài nguyên máy tính cho