2021运营商边缘计算网络技术白皮书.docx

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1、运营商边缘计算网络技术白皮书边缘计算网络基础设施联合工作组（ECNI） ECNI：全称EdgeComputingNetworkInfrastructure!作组，ECC与网络5.0联合成立 ECNl定位及工作目标：凝聚共识，结合网络5.0技术，构建边缘计算网络基础设施技术体系，推进边缘计算产业健康持续发展； ECNl场景范围：聚焦运营商边缘计算三大网络融合场景（FBB&MBB融合、运营商网络&行业园区网融合、企业/工业现场网络1170T融合），构建边缘计算承载网络技术体系 ECNl主要产业活动：以技术规范、白皮书、两大联盟联手边缘计算EdgeComputingCONSORTIUM联合发起单位r

2、CMMAmOM目前参与成员Ef网络5。产业和技术创新联盟中国移动ChinaMobileCAICT中国信通院HUAWEIS必WFiberHomeyCertUSNetTRIDIUMFIEO下一代RHRl容工程中OTestbedZPoCxBeStPraCtiCe等为载体,以测试认证为抓手，通过外部组织协同（CCSAsETS1、ITU等主阵地）布局标准号吕吕A白山云科技又Sg徽/Raishancloudoifili2三tCj“n，IHICeiXAUTOBlHoIIySyseHuHu曷华录EfiS努本信息边缘计算迈向20阶段，边缘计算对网络的新需求层出不穷边缘计算在网络边缘融合网络、计算、存储、应用等能

3、力，网络是边缘计算的核心能力之一，边缘计算系统的部署也会对相关网络的能力与架构产生重要影响。边缘计算2.0：边缘计算的业务本质是云计算在数据中心之外汇聚节点的延伸和演进，主要包括云边缘、边缘云和云化网关三类落地形态；以边云协同和边缘智能为核心能力发展方向边缘计算2.0；以边云协同和边缘智能为核心能力发展方向。典型场景一：固移融合场景（城市监控固移融合场景）场景描述：运营商通过边缘计算提供FMC服务，需要边缘计算同时连接MBB和FBB网络,和两张网络上的云业务交互，其中5G核心网实现用户面UPF下沉，主要解决分流、计费、QoS、移动性管理等问题，5G接入网实现控制面和数据面分离，实现灵活的扩展能

4、力，固网则通过宽带接入设备BRAS/BRASUP进行分流。对网络的需求支持业务通过固网或移动网的多接入需求满足边缘计算的可靠连接性需求，无绕行网络支持网络边云协同/跨域边云协同支持算力按需调度，选取最优节点处理业务的需求A运营商网络和园区网融合的互联互通互操作以及安全互信需求满足业务的确定性时延/低时延、高带宽、高并发网络需求支持现场异构接入网络典型场景二：园区网与运营商网络融合场景（园区智能门禁场景）场景描述：一是园区可以利用运营商的5G网络来支撑办公/生产业务运行，二是运营商网络可以延伸到园区，为园区边缘计算业务提供优质的网络连接和最近的边缘节点服务。用户的边缘计算节点也可以放置在运营商网

5、络边缘，采用租用/代建/代维等方式，减少其户边缘对网络的需求支持业务通过固网或移动网的多接入需求满足边缘计算的可靠连接性需求，无绕行网络支持网络边云协同/跨域边云协同支持算力按需调度,选取最优节点处理业务的需求运营商网络和园区网融合的互联互通互操作以及安全互信需求满足业务的确定性时延/低时延、高带宽、高并发网络需求支持现场异构接入网络数据中心的建设成本。典型场景三：现场边缘计算场景（设备实时智能检测场景）对网络的需求云平台数据德掘模型训练数据共享大数据分析边缘计算数据存储数据预处理与上传任务编排任务调度智能分析智能决策则Ir居实时:DIk晌应v10ms-智能应用本地部署数据聚合信息本地过滤管理

6、本地管理A支持业务通过固网或移动网的多接入需求A满足边缘计算的可靠连接性需求，无绕行网络支持网络边云协同/跨域边云协同支持算力按需调度，选取最优节点处理业务的需求场景描述：边缘边缘计算是在生产现场部署的边缘计算技术体系，可以为生产现场提供智能化的网络接入以及高带宽、低时延的网络承载，并依靠开放可靠的连接、计算与存储资源，支持多生态业务在生产现场侧的灵活承载。运营商网络和园区网融合的互联互通互操作以及安全互信需求满足业务的确定性时延/低时延、高带宽、高并发网络需求支持现场异构接入网络边缘计算网络技术体系：ECA.ECN.ECI边缘计算在网络边缘融合网络、计算、存储、应用等能力，网络是边缘计算的核

7、心能力之一，边缘计算系统的部署也会对相关网络的能力与架构产生重要影响。因此有必要以边缘计算系统为中心，重新审视和划分对应的网络基础设施，研究和应用新的解决方案与关键技术，从而满足边缘计算对网络各类诉求。ECA:EdgeComputingAccess（边缘计算接入网络）ECN:EdgeComputingNetwork（边缘计算内部网络）ECI:EdgeComputingInterconnect（边缘计算互联网络）边缘计算接入网络（EdgeComputingAccess,间称ECA）是指从用户系统到边缘计算系统所经过的一系列网络基础设施。重要特征：ECA是边缘计算网络技术体系区别于云计算网络技术体

8、系的重要部分融合性：横跨用户侧网络（如园区网）与运营商网络（如无线网、光接入网）低时延：从用户系统到边缘计算系统之间的端到端!氐时延大带宽：高下行带宽与高上行带宽大连接：在物联网相关场景中的应用,其承载的连接数量是现有连接数量的数千倍，高安全：融合用户侧网络与运营商侧网络，导致网络可信边界发生变化ECA需要在现有网?核心思路主要是在于ECA：边界网关下移方案NFV-UPFF黑MEP4GEPCPV是在逻辑上都尽可能接近用户系统虚拟网元部署OHCPVWMS边缘计算内部网络(EdgeComputingNetwork,简称ECN)是指边缘计算系统内部网络基础设施，如连接服务器所用的网络设备、与外网互联

9、的网络设备以及由其构建的网络等。重要特征：边缘计算系统规模小于云计算系统，且两者发展方向也截然不同架构简化：ECN所涉及的设备数量、连接数量远小于DCN,可根据规模大小选择不同类型的网络架构功能完备：边缘计算系统作为独立存在的用户业务承载系统，需要满足相应的运营和监管要求无损性能：当高性能计算类业务部署在边缘计算系统中时，需要ECN具备无损网络能力边云协同，集中管控：支持基于边云协同的集中管控模式，以保证网络与计算资源的自动化高效配置。边缘计算互联网络(EdgeComputingInterconnectf简称ECl)是指从边缘计算系统到云计算系统（如公有云、私有云、通信云、用户自建云等）、其它

10、边缘计算系统、各类数据中心所经过的网络基础设施。重要特征：相比DCI（数据中心互联网络）连接多样化：边缘计算系统涉及与多种型系统连接，且属于不同运营方（如用户本身、云服务运营商、其它边缘计算运营商等），从而ECl相对DCl更为复杂多变，难用单一技术或者网络完成互联工作。ECI ：分层隧道方案以SD-WAN等方案为代表的OVerlay方案以SRv6隧道方案为代表的UnderIay方案跨域低时延：用户对低时延的要求，也会从ECA中延伸到ECl来，例如车联网业务场景中，还需要在边边协同的基础上继续保持用户业务的低时延特性。但目前这方面的研究还处于起步阶段，有待后续根据业务需求进一步发展。运营商5GM

11、EC网络的架构模型随着5GMEC系统的引入，运营商承载网不仅需要5GReadyj提出了新挑战aWUB三M三ECA：需要无绕行，低延迟接入网ECN：网络设备的集成通信能力ECI：多点通信最短接入业务流无绕行，一方面是为了低延迟和节约网络带宽，另一方面是为了保证企业关键业务数据不出园区低延迟分片为满足MEC应用的低延迟和安全可靠性需求，运营商承载网需要为企业用户提供低延迟分片网络服务多点通信MEC至J5GC(N4,OAM)、MEP管理平台和其他MEC(N9)的业务接口都是多点到多点通信模式，都需要L3VPN集成通信4微型MEC是当前5GMEC的主流模式,因为成本和通信需求，ECN一般采用一层集成网

12、络模型边云协同UpF下移后需要与部署在中心位置的5GC互通，以及提供自动化部署和运维能力安全互通运营商开放网络能力，让企业可以把5G通信能力和MEC应用集成到企业的业务系统中运营商5GMEC网络的四大挑战与六大关键1.3VPN需求增力口UPF根需要无线核心网端口下移（如N4,N6,N9.5GCOAM等接口）下移，增加大量L3VPN需求现场MEC挑战覆盖企业园区的基站和企业园区里的5GMEC需要有低延迟的直接连接，企业重要业务数据不出园区跨域协同UPF需要和中心云中的5GC控制面和管理系统通信，MEC的MEP平台中的应用可能是云应用的一部分无缝FMC提供多接入，跨越无线网络和固网的连接；提供跨越

13、移动承载网和固定承载网的网络连接无损网络确定性算力智能网络内容寻址主动安全边缘计算网络技术未来发展方向有损网络现在尽力而为流量哑管道IP寻址被动安全,满足其对低时延网络特性的强烈需求。业务高性能计时AI应用云存储数则挖彭TCPIP - RDMA基于以太网的RoCEv2人工智能分布式计算平台高速存储Ltx分布式存储平台L无损网络(DC Fabric)TCPIP RDMA存储型服务器口计算型服务器HD-SSD-NVMe介质访问时过大幅缩短，提供超低时延、零丢包、高吞吐的网络0 CPUfGPU -AI Chip ItWMxKXXg未来发展方向之一：无损网络无损网络重点聚焦AI、高性能计算等分布式业务场景/主机网卡的硬件卸载：利用RDMA实现服务器处理的超低时延、极低CPU负载；/网络零丢包控制：部署ECN/PFC等流控机制、拥塞控制机制和负载均衡等新技术消除拥塞。HPe场景,以太网方案已超过IB院士一”Uj昆丢包率必须降到十万分之一以下才能保证R。CE吞吐率不受影响未来发展方向之一：无损网络协议标准进展RoCEV2协议成熟，是无损网络部署主要协议。无损网络增强特性（IEEETSN,P802.1Qcz）尚处于标准化阶段。设备支持情况业内部署案例 交换