5G架构下的边缘服务器发现系统设计

作     者：吴双 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王文东

授予年度：2021年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：边缘服务器发现 域名解析 DNS HttpDNS 

摘      要：随着虚拟现实、车联网、云桌面、云游戏等低延迟需求应用兴起,5G系统需要能够提供低延迟的用户体验和巨大的数据量,因此低时延成为5G网络的关键性能需求之一。随着移动边缘计算的引入,使得这些部署在网络边缘的MEC设备为移动终端提供了计算和存储功能,从而实现了低延迟的需求。在应用程序/用户设备开始连接到服务之前,对于用户来说发现一台合适的边缘应用程序服务器的IP地址非常重要。因此,如何发现边缘应用服务器地址是一个很重要的问题,这也是3GPP在相关技术需求报告中所提出的一个急待解决的问题,因此本文从边缘服务器发现问题上入手,描述了一种解决5G场景下解决低延迟需求问题的技术实现方案。要发现边缘应用服务器第一步要做的就是域名解析。在当前的体系结构下,域名解析服务由本地域名服务器提供,该本地域名服务器可为每个请求分配一个特定的边缘服务器,但是此方法给用户分配的并不总是最优的边缘服务器,甚至更糟糕的是,由于分配策略相对固定,它无法适应网络变化。这些缺点将导致响应延迟长,并且在当今的5G边缘网络中变得越来越突出。本文提出并设计了一种基于HttpDNS的用于5G边缘服务器探索和选择新架构r-HttpDNS,即增强的HttpDNS架构,该架构通过r-HttpDNS而不是传统的localDNS来解析用户请求的域名,且在本地用户设备增加了对域名的测试、评价以及选取,r-HttpDNS进一步地减少了 5G场景下的延迟。在这种架构下,用户的请求通过Http协议将直接传输到r-HttpDNS服务器,然后r-HttpDNS服务器将为此请求分配一组边缘服务器,接着通过本地的测试评价和选取,r-HttpDNS体系结构最终可以确保将用户请求引导到最佳边缘应用服务器节点。本文所介绍的技术方案实现了基于HttpDNS体系结构的r-HttpDNS原型系统,在客户端中将所实现功能打包成SDK,一系列的功能测试试验结果表明,该方案不仅与传统的localDNS、HttpDNS相比减少了一定的延迟,且在网络变化时具有更高的稳定性。