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摘要：隨著元宇宙等概念的提出，視頻流應用對網(wǎng)絡(luò)帶寬和時延的要求越來越苛刻。針對傳統(tǒng)CDN容易出現(xiàn)節(jié)點內(nèi)設(shè)備負載不均衡造成時延過長的問題，提出了一個面向虛擬CDN的5G和MEC融合平臺設(shè)計方案，并依照設(shè)計方案完成了平臺的搭建。最后，通過高并發(fā)推拉流實驗證明了該融合平臺拓展了虛擬CDN的高并發(fā)能力。
關(guān)鍵詞：虛擬CDN；5G網(wǎng)絡(luò)；移動邊緣計算
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2024.02.009
引言
隨著超高清（ultra high definition，UHD）視頻、虛擬現(xiàn)實（virtual reality，VR）、增強現(xiàn)實（augmented reality，AR）等新興業(yè)務的爆發(fā)，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（content delivery network，CDN）節(jié)點向網(wǎng)絡(luò)邊緣遷移成為 CDN 未來架構(gòu)的演進趨勢。
移動邊緣計算（Mobile Edge Computing，MEC）已經(jīng)逐漸成為 5G 通信技術(shù)發(fā)展過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一。MEC技術(shù)使應用程序服務器能夠靠近終端設(shè)備，從而消除網(wǎng)絡(luò)擁塞并減少端到端延遲，有利于許多具有低延遲或/和高帶寬需求的應用（例如：VR、AR 和V2X）。MEC 向用戶提供了許多服務，如計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源、用戶流量管理和網(wǎng)絡(luò)帶寬管理等。MEC 還將虛擬化資源和核心網(wǎng)絡(luò)資源進行結(jié)合，提供共有與私有相結(jié)合的一體化服務。MEC技術(shù)的目的是對云計算進行遷移，并接入網(wǎng)絡(luò)邊緣，同時增加存儲、計算以及數(shù)據(jù)管理、通信等諸多功能，從而為移動終端用戶提供更優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)服務與功能，帶寬更高，能夠有效減少網(wǎng)絡(luò)負荷，滿足業(yè)務及數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)帶寬的實際需求。
傳統(tǒng) CDN 受存儲資源、存儲位置等條件的約束，容易導致節(jié)點內(nèi)設(shè)備負載不均衡以及服務時延過長的問題，嚴重影響用戶的業(yè)務體驗。且CDN受制于各種物理資源的隔離導致不易滿足多元化業(yè)務的加速需求，無法實現(xiàn)業(yè)務的快速部署。vCDN 的出現(xiàn)很好地彌補了傳統(tǒng)CDN的缺陷。vCDN是一種使用虛擬化技術(shù)的內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)，能夠根據(jù)供應商的需求以動態(tài)和可擴展的方式分配虛擬存儲、虛擬機和網(wǎng)絡(luò)資源，可作為第三方虛擬應用程序部署在任何數(shù)據(jù)中心的服務器上，也可部署在任何支持網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（Net?work Functions Virtualization，NFV）或軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network，SDN）功能的設(shè)備的虛擬機上。而MEC-vCDN邊緣業(yè)務平臺在本地的部署，使其覆蓋范圍內(nèi)的相關(guān)云計算處理均可以在本地直接完成，無需將業(yè)務流上傳至匯聚層，再繞經(jīng)核心網(wǎng)在 Internet集中云端完成，因此可以大幅度降低大視頻業(yè)務流對核心網(wǎng)和城域網(wǎng)的沖擊，同時降低業(yè)務處理時延，提升用戶的視頻業(yè)務體驗。5G 作為新一代無線移動通信網(wǎng)絡(luò)，主要用于滿足2020年以后的移動通信需求，具有低時延和高帶寬的特點。在 5G 標準中，3GPP SA2 下一代網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架研究（3GPP TS 23.799）以及 5G 系統(tǒng)架構(gòu)（3GPP TS 23.501）對MEC 給予了支持，能夠進一步助力MEC優(yōu)化CDN平臺服務。
綜上，為了實現(xiàn)高同步、高帶寬、低時延的視頻流業(yè)務，改善傳統(tǒng) CDN 服務的不足，本文提出了面向虛擬CDN的5G和MEC融合平臺設(shè)計方案。
