CN114930294A - 用于边缘节点计算的系统、设备和方法 - Google Patents

Abstract

一些实施例针对一种会话管理器、一种云服务系统以及一种移动设备。该会话管理器可以被配置用于管理移动网络中的边缘计算资源，其中，该移动网络包括可被配置为向移动设备提供边缘计算资源的边缘节点。该会话管理器可以为该移动设备生成会话标识符并将该会话标识符与该移动设备相关联。稍后，该会话管理器可以从该云服务系统接收在边缘节点上部署用于该移动设备的边缘计算资源的请求。

Description

用于边缘节点计算的系统、设备和方法

技术领域

当前披露的主题涉及一种会话管理器、一种云服务系统、一种移动设备、一种会话管理方法、一种云服务方法、一种移动设备方法以及一种计算机可读介质。

背景技术

以下文件中披露了一种形式的边缘计算：Sami Kekki等人，MEC in 5G networks[5G网络中的MEC]，ETSI White Paper No.28[ETSI第28号白皮书](ISBN号：979-10-92620-22-1)。该文件通过引用并入本文中。此外，在该文件中还可以找到3gpp和MEC的参考资料。

边缘计算改善了云计算，因为其将应用托管从集中式数据中心下放到网络边缘，从而更靠近消费者、和应用生成的数据。这可以改善延迟和带宽效率。基于3GPP 5G规范的5G网络是MEC(多接入边缘计算)部署的关键未来目标环境。

在5G系统规范中，架构有两种可用选项；一种选项具有传统的参考点和接口方法，另一种选项中核心网络功能使用基于服务的架构(SBA)相互交互。5G系统架构的SBA选项如图1所示。本文件中的图1改编自上述文件中的图2。

在SBA中，有消费服务的功能，也有生产服务的功能。任何网络功能都可以提供一个或多个服务。在图1中，左边示出的是3GPP 5G系统及其SBA，而右边示出的是MEC系统架构。

例如，左边示出的是处置移动性相关过程的接入和移动性管理功能(AMF)。利用SBA，AMF为其他网络功能(NF)提供通信和可达性服务，并且其还允许订阅接收有关移动性事件的通知。与AMF类似，会话管理功能(SMF)可以提供许多功能，例如，会话管理、IP地址分配和管理等。

用户面功能(UPF)可以在5G网络中整合MEC部署方面发挥作用。从MEC系统的角度来看，UPF可以被视为分布式且可配置的数据面。因此，在一些特定部署中，本地UPF可能是MEC实施方式的一部分。例如，移动设备可以经由RAN连接到位于MEC基础设施(例如，边缘节点)旁边的UPF。UPF可以被(重新)配置为将流量路由到边缘节点。

在图1右侧的MEC系统中，MEC编排器是MEC系统级的功能实体，可以充当应用功能(AF)。MEC基础设施(例如，边缘节点)可以部署在N6参考点上，例如在5G系统外部的数据网络(DN)中。这是由定位UPF的灵活性实现的。

逻辑上，MEC主机被部署在边缘或中心数据网络中，并且用户面功能(UPF)负责将用户面流量导向数据网络中的目标MEC应用。数据网络和UPF的位置是由网络运营商选择的，并且网络运营商可以基于技术和业务参数等来选择放置物理计算资源。

发明内容

对分配边缘计算资源的方面进行改善将是有利的。例如，如果云服务可以在需要时在边缘节点上分配计算资源，那将是有利的。系统和设备可以在5G网络中的边缘计算的背景下有利地实施，但这不是必需的。

提供了一种会话管理器，该会话管理器被配置用于管理移动网络中的边缘计算资源。移动网络可以包括边缘节点，这些边缘节点可配置为向移动设备提供边缘计算资源。移动设备可以是所谓的用户设备或用户设备。例如，移动设备可以是移动电话、车辆或物联网设备等。会话管理器可以被实施为设备或系统。会话管理器可以在一个或多个虚拟机上运行，等等。会话管理器可以被实施为移动网络中的应用功能(AF)，例如，5G移动网络中的应用功能。

会话管理器可以是独立的系统。会话管理器可以包含在边缘计算管理器中。边缘计算管理器可以被配置为在边缘节点上启动虚拟机，该虚拟机支持边缘节点上的用于移动设备的边缘计算资源。边缘计算管理器可以被配置为指示移动网络来配置从移动设备到边缘节点的流量路由。例如，边缘计算管理器可以是MEC编排器。配置流量路由可以通过配置UPF来完成。例如，MEC编排器可以生成指示移动网络执行该动作的配置消息。

移动设备可以通过数据网络使用来自云服务系统的云服务。例如，移动设备可以连接到云服务系统以获得云服务。云服务可以代表移动设备执行任务，该任务可以至少部分地由边缘计算接管。例如，数据网络可以是计算机网络，例如，互联网。云服务系统可以例如在需要时使用会话管理器来动态地部署额外的边缘计算资源。云服务系统可以被实施为单个设备，例如，单个服务器。云服务系统可以被实施为包括多个设备(例如，多个服务器)的系统。例如，该多个服务器可以分布在一个地理区域上，例如，以改善延迟和/或带宽。

会话管理器、云服务系统以及移动设备可以通过数据网络相互通信。例如，它们可以具有相应的数据网络接口，例如，以根据需要通过数据网络交换数据消息。会话管理器、云服务系统以及移动设备可以包括为它们各自的功能配置的处理器系统。例如，处理器系统可以包括为所述功能配置的一个或多个微处理器。

会话管理器和移动设备可以合作以建立会话标识符。会话标识符可以用于标识移动设备。例如，移动设备可以向会话管理器发送在移动网络上标识移动设备的设备标识符。移动网络可以是比如基于3GPP5G规范的5G网络，例如，如3GPP TS 23.501V15.1.0，“第三代合作伙伴计划；技术规范组服务和系统方面；5G系统的系统架构；第2阶段(第15版)”中所描述的。移动网络可以例如使用多个无线电节点或基站来支持无线通信。设备标识符可以在移动网络上标识移动设备。例如，设备标识符可以适合于请求移动设备的位置信息。设备标识符可以标识移动设备(例如，用户设备)与移动网络之间的连接。例如，设备标识符可以是PDU会话。

移动设备可以配置有会话管理器的数据网络地址。例如，会话管理器数据网络地址可以是移动设备上的固定地址，例如，可配置的地址。会话管理器地址也可以动态地获得。例如，当移动设备与电信网络签约时，可以获得会话管理器地址。

例如，移动设备可以被配置为连接到移动核心网络中的网络功能以获得正确的会话管理器地址；例如，该网络功能可以是AMF。例如，移动设备可以被配置为经由信令信道接收会话管理器地址。数据网络地址(比如会话管理器的数据网络地址)可以是URL或IP地址等。

会话管理器可以从移动设备接收设备标识符。例如，设备标识符(比如PDU会话标识符)可以通过数据网络(例如，通过互联网)被接收。例如，设备标识符可以从移动设备发送到会话管理器。例如，设备标识符可以是移动设备在移动网络上登记时移动设备向移动核心网络的功能发送的相同标识符。会话管理器然后可以使用设备标识符获得移动设备在移动网络中的位置。请求位置也可以在以后进行，例如，在接收到对边缘计算资源的请求之后。

例如，会话管理器可以向移动网络中的位置功能(例如，移动网络中的AMF)请求移动设备的位置。移动设备在移动网络中的位置可以反映移动设备的位置。例如，该位置可以提供关于移动设备相对于移动网络的信息，以便可以选择具有低延迟和/或高带宽的边缘节点。

例如，该位置可以包括移动设备可以在移动网络中与之连接的无线电节点。例如，该位置可以包括基站。位置还可以包括一组无线电节点，例如，一组基站。无线电节点、基站及其组可以通过标识符来指代。例如，位置可以包括跟踪区域以指代一组基站。

例如，在实施例中，会话管理器可以包括被配置为建立与移动网络的连接的移动网络接口。会话管理器可以经由到移动网络的移动网络接口来获得移动设备的位置。例如，移动网络接口可以直接或经由网络接入功能(例如，5G网络中的网络开放功能(NEF))连接到网络功能。可以进一步区分移动网络和移动核心网络，其中，移动网络包含核心网络，并且核心网络负责管理和控制移动网络。

注意，云服务系统自身在没有来自会话管理器的支持的情况下，可能无法获得移动设备的位置。例如，用于云服务的标识信息可能是移动网络中可能不知道的用户名和密码。因此，云服务管理器已知的移动设备的身份可能与移动网络中已知的移动设备的身份不匹配。

会话管理器可以进一步被配置为为移动设备生成会话标识符并将会话标识符与移动设备相关联。例如，会话管理器可以被配置为将会话标识符映射到设备标识符和位置。例如，关联或映射可以在列表、表格数据库或其他合适的数据结构中完成。关联和/或会话标识符可以是临时的，例如，过期、终止等。

例如，可以通过对设备标识符、位置和/或进一步的信息应用函数(例如，哈希函数)来获得会话标识符。例如，会话标识符可以是随机数。进一步的信息可以包括云服务系统的标识符，因此会话标识符对于不同的云服务是不同的。其结果是，为第一云服务系统创建的会话标识符可能对第二云服务系统不起作用。可以使用加密算法来保护会话标识符。例如，会话标识符可以包括使用会话管理器的秘密密钥创建的加密标签。例如，会话标识符可以用会话管理器的私钥签名。

会话管理器可以被配置为向移动设备发送会话标识符。会话标识符允许数据网络级别的信息和移动网络级别的信息。例如，对移动网络的知识可以包括例如其结构、其流量。例如，对数据网络的知识可以包括例如移动设备使用或请求的服务、以及移动设备之间的关系。

会话标识符可以包括可识别形式的设备标识符和/或位置。然而，在实施例中，云服务系统不能根据会话标识符来确定设备标识符和/或位置。例如，移动设备可以被配置为接收会话标识符并将会话标识符转发到云服务系统。例如，作为移动设备可能与云服务系统的连接(例如，云服务连接)的一部分。

组织移动设备的一种有利方式是将其部分功能置于操作系统中并且将部分功能置于云应用中。云应用指的是在移动设备上运行的云应用的部分，它也可以被称为支持云的应用。例如，可以为移动设备提供操作系统，该操作系统被配置为向会话管理器发送在移动网络上标识移动设备的设备标识符并从会话管理器接收会话标识符。例如，云应用可以被配置为从操作系统获得会话标识符并将会话标识符发送到云服务系统。例如，操作系统可以在启动边缘计算资源之前或对边缘计算资源的需求出现之前处置与会话管理器的交互。云应用可以被配置为处置与云服务系统的交互。被配置为与会话管理器进行接口连接的移动设备部分(例如，操作系统部分)可以被称为会话处置器。

云服务系统可以从移动设备接收会话标识符。注意，云服务系统可以是与移动网络运营商相同的实体(例如，MNO)，或者云服务系统可以位于移动网络运营商网络内，但两者都不是必需的。例如，云服务系统可以是经由公共互联网可访问的云服务。

云服务系统可以将会话标识符例如与移动设备或其用户的登录信息相关联地存储以供以后使用，也可以直接使用会话标识符。例如，云服务系统可以确定移动设备对边缘计算资源的需求。可能有几种情况会出现这种需求。例如，需求的出现可能是因为移动设备和/或云服务参与的特定应用，例如，本地实时流式传输应用或所谓的产消者(prosumer)应用、或高资源计算应用(例如，为特定应用租用的GPU)，例如，移动设备可以将需求告知云服务。也可能是因为检测到拥塞、特别是网络拥塞而产生需求。例如，在内容流式传输应用中，可以检测到网络拥塞，之后边缘资源可以缓解拥塞。例如，确定需求可以包括检测到高存储或计算要求或确定源自数据网络中的位置(例如，源自云服务系统的服务器位置)的需求峰值等。

在任何情况下，一旦云服务系统确定对边缘计算资源有需求，则云服务系统可以向会话管理器发送在边缘节点上部署用于移动设备的边缘计算资源的请求。可以通过会话标识符在请求中标识移动设备。例如，云服务系统可以被配置为从会话管理器接收启动的边缘计算资源的数据网络地址。例如，云服务系统可以例如与会话标识符一起从移动设备接收数据网络地址。会话管理器可以验证来自云服务系统的请求，例如，以防止欺诈或检查与MNO或MEC提供商的协议。例如，会话管理器可以验证它确实已经创建了会话标识符。例如，如果会话标识符是加密保护的，则可以验证所述加密保护。例如，如果会话标识符被签名和/或包括标签，则签名和/或标签可以用会话管理器的密钥(例如，与其私钥相对应的公钥)来验证。

当会话管理器从云服务系统接收到对边缘计算资源的请求时，则会话管理器可以使用与请求一起接收的会话标识符来获得设备标识符和/或其位置。此时也可以获得移动设备在移动网络中的位置。使用该位置，可以为移动设备确定边缘节点。优选地，选择边缘节点位置，使得例如与到云服务系统的服务器的连接相比，延迟和/或带宽得到改善。

例如，会话管理器可以配置有指示哪个边缘节点用于哪个位置的表。该表可以是固定的和/或预定的。该表也可以是动态的。例如，边缘节点可以向会话管理器报告其在移动网络中的可用性和位置。使用后一信息，可以选择对合适的(例如，靠近的)边缘节点的动态选择。例如，该表可以指示基站如何连接到边缘节点。

该表还可以包括边缘节点的能力；例如，边缘节点是否具有(多个)GPU，它是否具有存储能力，有多少等。对资源的请求可以与可用资源相匹配。例如，对GPU的请求(例如，用于训练神经网络)可能首先根据GPU的可用性选择边缘节点，而延迟可能不太重要。另一方面，对于内容流式传输应用，延迟和存储容量可能是重要的选择标准。对边缘节点的选择可以由边缘计算管理器(例如，MEC编排器)进行，或者与边缘计算管理器一起进行。例如，会话管理器可以从边缘计算管理器请求特定的边缘节点。边缘节点可以被组织成组。在这种情况下，可以例如由会话管理器或边缘计算管理器来选择组而不是特定的边缘节点。

例如通过边缘计算管理器(例如，MEC编排器)在边缘节点上启动用于移动设备的边缘计算资源。如果会话管理器是MEC编排器的一部分，这很方便，但这不是必需的；会话管理器可以是独立的设备或系统。例如，会话管理器和边缘计算管理器可以通过内部或外部API进行合作。例如，会话管理器和边缘计算管理器可以通过交换消息(例如，通过数据网络或通过内部接口)进行合作。

边缘计算资源可以在现有的虚拟机上启动，或者可以启动新的虚拟机。例如，会话管理器可以由云服务系统配置(例如，通知)要在边缘节点上启动的虚拟机的映像；会话管理器也可以知道已经有可以使用的活动边缘节点。该映像可以作为数据网络地址(例如，URL)来提供，或者可以提供该映像本身，等等。例如，云服务系统可以向会话管理器提供一个或多个会话标识符以及对所请求的一个或多个资源的引用。该引用可以是要从共同存储库(例如，在映像是Docker容器的情况下是Docker Hub)下载的映像名称，或者可以下载映像的URL等。该映像也可以通过映像标识符(其可能已经在边缘节点处可用)来引用，并与该映像标识符相关联。

一旦启动了边缘计算资源，就可以将流量发送到该资源。有几种方法来实施这一点。例如，会话管理器可以将在边缘节点上启动的边缘计算资源的数据网络地址发送给云服务系统。该数据网络地址可以是URL或IP地址、端口地址等。云服务系统然后可以将该地址发送给移动设备。如果需要，云服务系统可以配置边缘节点资源。

移动设备可以例如从云服务系统接收启动的边缘计算资源的数据网络地址并连接到该资源。也可以重定向来自移动设备的流量，而不必让移动设备接收启动的边缘计算资源的数据网络地址。例如，可以将重新配置消息发送到从移动网络到数据网络的路由接口。该路由接口可以与移动设备和/或边缘节点相关联，以将流量路由到启动的边缘计算资源。对于路由器或路由器接口可以是移动网络的用户面功能(UPF)，例如，5G网络的UPF。

例如，额外的资源对于云服务系统和/或移动设备来说可能是透明的，或者大部分是透明的。例如，移动设备可以继续使用现在被路由到新的边缘节点资源的相同数据网络地址。例如，移动设备和/或云服务系统可以被配置为建立到新地址的新连接，例如，以明确地连接到该边缘节点资源。在后一种情况下，可能不需要重新路由。混合解决方案是可能的。

对云服务系统来说，确定对边缘计算资源的需求可能是困难的，尤其是与拥塞有关的需求。这个问题可以由会话管理器来缓解。例如，会话管理器可以被配置为从移动网络收集用于云服务系统的移动网络级别的信息以向云服务系统指示网络拥塞。例如，会话管理器可以将网络拥塞通知云服务系统。

例如，云服务系统可以被配置为向会话管理器发送对指示移动网络拥塞的信息的请求。该请求可以包括标识去往云服务系统的服务器的一个或多个网络流的数据网络信息。例如，网络流可以用流量描述(例如，所谓的五元组)来标识。会话管理器可以从移动网络请求信息并发送网络拥塞报告(例如，当针对云服务系统的特定服务器检测到网络拥塞时)。云服务系统可以选择连接到该服务器的一个或多个移动设备，并发送部署用于该一个或多个移动设备的边缘计算资源的请求。

有趣的是，这可以作为订阅来实施。例如，云服务系统可以订阅来自会话管理器的关于网络拥塞的通知。云服务系统可以例如用由云服务系统使用的一个或多个数据网络地址(比如IP地址和端口号的列表)提供网络级别的信息。当检测到网络拥塞时，会话管理器可以例如通过通知的方式向云服务系统通知导致网络拥塞的服务器(例如，数据网络地址)。在通知之后，云服务系统可以选择一个或多个移动设备作为边缘计算的合适候选，并实例化边缘计算。

在实施例中，云服务系统可以被配置为例如通过在云服务系统与移动设备之间交换消息来测量一个或多个设备的延迟和/或带宽。例如，可以测量消息从云服务系统发送到移动设备并返回的往返时间。对于在延迟或带宽等质量度量上表现不佳的移动设备，可以请求边缘计算资源。例如，多个这样的移动设备可以被识别并组合在单个请求中。然后，会话管理器可以选择将改善质量度量(例如，平均而言)的边缘节点。

云服务系统可以在其请求中包括多个会话标识符。例如，该请求可以包括标识多个移动设备的多个会话标识符。会话管理器可以从云服务系统接收多个会话标识符。例如，与该多个会话标识符相关联的该多个移动设备可以被配置用于该多个移动设备之间的数据交换。可以部署边缘计算资源来通过边缘计算资源进行数据交换，例如，以改善延迟和/或带宽。例如，移动设备可以被配置用于产消者应用。例如，移动设备可以被配置为传感器，并且可以在将计算结果转发到例如云服务系统之前在边缘计算资源上本地计算传感器值。

会话管理器可以根据与多个会话标识符相关联的多个位置来选择边缘节点。例如，可以实例化新的资源，或者可以使用现有的资源。

例如，云服务系统可以向会话管理器提供被选择用于进行边缘计算的移动设备的会话标识符、以及移动设备之间的关系。可以计算(例如，优化)有关移动设备与边缘节点之间的映射。例如，在实施例中，云服务系统可以列出理想情况下将连接到同一边缘节点的移动设备的列表。例如，在实施例中，云服务系统可以使用基于图形的定义。例如，当会话管理器与云服务系统之间的API使用JSON来格式化主体内容时，移动设备之间的关系可以使用JSON图形格式(JGF)来表达。

例如，如果两个或更多个移动设备具有在同一边缘节点处或附近的位置，则可以在该边缘节点处部署边缘计算资源。例如，如果两个或更多个移动设备不具有共同的位置，则边缘节点可以位于中间和/或位于中心位置，或者系统可以恢复到使用云服务系统的服务器。例如，可以在应用级别连接两个移动设备，例如，上传者和下载者。

多个移动设备可以属于共同的基站组，例如，跟踪区域。注意，云服务系统通常不知道跟踪区域等。尽管会话管理器可能知道这一点。例如，会话管理器和/或边缘计算管理器可以具有指示属于特定跟踪区域的边缘节点的表。会话管理器可以使用该信息来选择边缘节点，但也可以与边缘计算管理器一起这样做。

为多个移动设备选择边缘节点可以通过估计相关度量(例如，延迟)的改善并选择将给出最大改善(例如，平均而言)的边缘节点来完成。可以例如基于应用、服务水平、数据消耗等对平均值进行加权。例如，可以选择与大多数移动设备的基站相关联的边缘节点。例如，n₁个移动设备可以与基站1相关联，n₂个移动设备与基站2相关联，以此类推。可以在与具有最高值n_i的基站i相对应的边缘节点i上启动边缘计算资源。代替选择多数，可以选择将损失函数(例如，∑l_in_i)最小化的边缘节点，其中，l_i表示如果选择该特定边缘节点将获得的延迟。在启动边缘计算资源之后，可以执行下一次迭代并且可以启动进一步的边缘计算资源。

云服务系统可能在请求中包括多个会话标识符可能有几个原因。例如，可以检测到源自与多个移动设备相关联的在移动网络中的位置的需求峰值。

例如，云服务系统可以确定源自云服务系统中多个移动设备所连接的特定服务器实例的需求峰值。例如，内容项目，比如视频，可能已经按地区分发，因此如果一个地区，比如阿姆斯特丹地区，有大量的需求，那么在该位置的额外边缘节点资源将会有所帮助。这允许动态拆分服务器。例如，内容流式传输应用可以使用这种实施例。

例如，在产消者情况下，所有内容都可以托管在特定服务器上。所有流量都在一个位置处拍摄和消费。然后可以使用对应的位置来分配边缘节点。

例如，云服务系统可以根据多个移动设备使用的数据网络地址来确定多个移动设备的共同位置。例如，可以根据到达云服务系统的、移动设备的源IP地址来确定共同位置。

例如，云服务系统可以从移动设备接收地理信息并确定源自具有匹配地理信息的多个移动设备的需求峰值。例如，用户可以进入他们所在的移动设备上的应用。例如，他们可以发送坐标，例如，GPS坐标、或城市、或地址等。例如，应用可以是导航应用，并且边缘节点可以用于存储导航信息，例如，增强现实信息。

例如，云服务系统可以接收移动网络中的移动设备的位置信息并确定源自具有匹配位置信息的多个移动设备的需求峰值。例如，位置信息可以包括移动网络参数，比如跟踪区域或小区标识符，例如，5G参数。例如，该信息可以由移动设备获得并被发送到云服务系统。例如，移动设备可以提供API以使该信息可用，例如，操作系统调用。这可以在电话API中实施。例如，移动设备(例如，会话处置器)可以获得对位置信息的访问。

在实施例中，位置信息在其可用(例如，在移动设备的操作系统之外可用)之前被混淆。例如，API可以将其例如与密钥或字符串等一起散列。以这种方式，位置信息可以用于边缘节点资源的分配，而不必使位置信息在移动设备的API上可见。可替代地，该信息可以通过会话管理器获得，会话管理器可能又是从电信网络接收的该信息。例如，位置信息可以用会话管理器的密钥(例如，公钥)加密。

会话管理器可以被配置为从移动设备或云服务系统接收终止消息以终止启动的资源。终止边缘计算资源可以通过边缘计算管理器(例如，MEC编排器)来完成。边缘计算管理器和会话管理器可以组合，例如，一个包含在另一个中。

在另一个实施例中，边缘计算资源由多个移动设备使用。在这种情况下，边缘计算管理器(例如，MEC编排器)可能仅在任何移动设备不再使用边缘计算资源(例如，运行它的VM)时或者在云服务系统提供终止资源的指令时终止边缘计算资源。会话管理器和/或边缘计算管理器可以跟踪有多少移动设备仍在使用边缘计算资源，并且该信息可以用于终止资源，例如，当用户数量为零或低于阈值时。这可以是应用特定的。例如，这可以由操作边缘计算管理器、边缘节点、MEC编排器和/或云服务的一方来确定。

例如，在实施例中，边缘计算管理器和/或会话管理器可以被配置为维护使用边缘计算资源的移动设备的列表，和/或如果列表为空或低于阈值，则终止边缘计算资源。

边缘计算管理器(例如，MEC编排器)可以控制一个或多个边缘节点。例如，边缘计算管理器可以包括指示边缘节点的位置的边缘节点信息。例如，边缘计算管理器可以被配置为验证区域中的基础设施，和/或启动基础设施，例如，(多个)边缘节点。例如，会话管理器可以与边缘计算管理器交互，以便例如在指定的边缘节点上例如使用指定的映像和/或资源为指定的移动设备启动边缘计算。边缘计算管理器可以被配置为检查是否有必要部署新的VM。例如，可能已经有正在运行的VM可供移动设备使用。例如，多个移动设备可以使用同一个VM。如果需要或得到指示，边缘计算管理器可以在边缘节点上实例化新的VM。例如，可以选择边缘节点以获得良好的带宽和/或低延迟。例如，可以选择边缘节点以实现负载平衡，例如，使用循环方案。

边缘计算管理器可以被配置为重新配置路由接口，例如，UPF。边缘计算管理器可以被配置为与移动网络交互以重新配置UPF。例如，边缘计算管理器可以例如以流量描述的形式发送信息以配置UPF。例如，流量描述可以是五元组，但是其他过滤器也是可能的。在5G网络中，这可能会经过AMF和/或SMF，但这不是必需的——更少或更多的中间节点是可能的。边缘计算管理器可以选择UPF并配置到边缘节点的流量路由。

边缘计算管理器可以位于数据网络中并且可以经由参考点(例如，N6参考点)连接到移动网络；例如，为了配置移动网络，边缘计算管理器可以经由基于服务的架构的接口(例如，Nnef或Namf)连接到移动核心网络。

边缘节点可以位于靠近基站的位置。在一个实施例中，边缘计算管理器在距离移动设备最近的边缘节点上部署服务；尽管该选择可能是由会话管理器做出的。

设备和系统是电子设备和系统。

进一步的方面包括方法，包括会话管理器方法、云服务方法以及移动设备方法。这些方法的实施例可以作为计算机实施的方法在计算机上实施，或者在专用硬件中实施，或者以两者的组合来实施。该方法的实施例的可执行代码可以存储在计算机程序产品上。计算机程序产品的示例包括存储器设备、光存储设备、集成电路、服务器、在线软件等。优选地，计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的非暂态程序代码，该非暂态程序代码用于当所述程序产品在计算机上执行时执行该方法的实施例。

在实施例中，计算机程序包括计算机程序代码，该计算机程序代码适于当计算机程序在计算机上运行时执行该方法的实施例的全部或部分步骤。优选地，计算机程序体现在计算机可读介质上。当前披露的主题的另一方面是一种使计算机程序可供下载的方法。

附图说明

将参考附图仅以示例的方式描述进一步的细节、方面和实施例。附图中的元件是为了简单和清楚而展示的，并不一定是按比例绘制的。在附图中，与已经描述的元件相对应的元件可以具有相同的附图标记。在附图中：

图1a示意性地示出了移动网络和MEC系统的实施例的示例，

图1b示意性地示出了MEC系统的实施例的示例，

图2a示意性地示出了会话管理器的实施例的示例，

图2b示意性地示出了云服务系统的实施例的示例，

图2c示意性地示出了移动设备的实施例的示例，

图2d示意性地示出了边缘计算系统的实施例的示例，

图3a示意性地示出了边缘计算系统的实施例的示例，

图3b示意性地示出了边缘计算系统的实施例的示例，

图4示意性地示出了会话管理方法的实施例的示例，

图5示意性地示出了云服务方法的实施例的示例，

图6示意性地示出了移动设备方法的实施例的示例，

图7a示意性地示出了根据实施例的具有包括计算机程序的可写部分的计算机可读介质，

图7b示意性地示出了根据实施例的处理器系统的表示。

附图标记和缩写词清单

提供以下附图标记和缩写词清单是为了方便解释附图和描述，并且不应该被解释为对权利要求的限制。

3GPP 第三代合作伙伴项目

4G、5G 第四代、第五代移动网络

AF 应用功能

AMF 接入和移动性管理功能

API 应用编程接口

APP 应用

AUSF 认证服务器功能

CN 核心网络

ETSI 欧洲电信标准协会

IoT 物联网

IP 互联网协议

MEC 多接入边缘计算

MEP MEC平台

MNO 移动网络运营商

NEF 网络开放功能

NFV 网络功能虚拟化

NSSF 网络切片选择功能

NRF 网络存储库功能

PCF 策略控制功能

RAN 无线电接入网

RD 保留的数据

SBA 基于服务的架构

SCP 服务通信代理

SMF 会话管理功能

UDM 统一数据管理

UE 用户设备

UPF 用户面功能

120 MEC系统

122，123 App

121 虚拟化基础设施

124，125 服务

126 MEC平台

127 MEC平台管理器

130 MEC编排器

141 系统级

142 分布式主机级

211 会话管理器

212 云服务系统

213 移动设备

231-233 处理器系统

241-243 存储器

251-253 通信接口

270 数据网络

R1-R5 接口

310 用户设备

312 应用实例

314 会话处置器

320 云服务

342 会话AF

344 MEC编排器

350 云

1000 计算机可读介质

1010 可写部分

1020 计算机程序

1110 (多个)集成电路

1120 处理单元

1122 存储器

1124 专用集成电路

1126 通信元件

1130 互连件

1140 处理器系统

具体实施方式

虽然当前披露的主题容许许多不同形式的实施例，但在附图中示出并且将在本文中详细描述一个或多个特定实施例，应当理解，本披露内容应被视为当前披露的主题的原理的示例，并且不旨在将其限制于所示出和描述的特定实施例。

在下文中，为了便于理解，在操作中描述实施例的元素。然而，显而易见的是，各个元素被布置为执行被描述为由它们执行的功能。

进一步地，当前披露的主题不仅仅限于实施例，还包括本文描述的或在相互不同的从属权利要求中陈述的特征的所有其他组合。

以下一些实施例是在遵守一个或多个5G 3GPP和相关标准(例如，由[1]至[4]定义)的电信网络的背景下描述的。然而，以下实施例中描述的概念可以在细节上作必要的修改后同样适用于具有如所附权利要求的措辞所定义的网络管理系统、切片管理系统和网络虚拟化系统的任何其他类型的电信网络。

参考文献：

[1]3rd Generation Partnership Project[第三代合作伙伴计划](3GPP),Service requirements for next generation new services and markets[下一代新服务和市场的服务要求],TS 22.261,v16.3.0

[2]3GPP,Technical Specification,3rd Generation Partnership Project[技术规范，第三代合作伙伴计划]；Technical Specification Group Services and SystemAspects[技术规范组服务和系统方面]；Management and orchestration[管理和编排]；Concepts,use cases and requirements[概念、用例和要求],TS 28.530,v16

[3]ETSI GS NFV-MAN 001 V1.1.1(2014-12),Network FunctionsVirtualisation[网络功能虚拟化](NFV)；Management and Orchestration[管理和编排]3GPP TS 23.501 V15.1.0,“3rd Generation Partnership Project[第三代合作伙伴计划]；Technical Specification Group Services and System Aspects[技术规范组服务和系统方面]；5G系统的系统架构；第2阶段(第15版)

[4]3GPP,System Architecture for the 5G System(5GS)[5G系统(5GS)的系统架构]第2阶段(第16版),2019年9月

图1a示意性地示出了移动网络100和MEC系统120的实施例的示例。图1b示意性地示出了MEC系统120的实施例的示例。例如，图1b的MEC系统可以用于实施图100的MEC系统。

图1a示出了移动网络的可能实施方式，在这种情况下是5G系统架构。图1a和图1b示出了3GPP 5G基于服务的架构和ETSI MEC架构可以如何被整合。

从概念上讲，MEC系统120可以分为系统级141和分布式主机级142。在系统级上，可以有MEC编排器130。在分布式主机级上，可以实施各种功能等。例如，可以存在虚拟化基础设施121，该虚拟化基础设施可以支持一个或多个app；所示为app 122和124。例如，可以使用MEC平台126和/或MEC平台管理器127。在分布式主机级，可以有一个或多个服务；所示为服务124和125例如，MEC平台126和MEC平台管理器127可以被MEC编排器130用来启动边缘资源。

在实施例中，第三方云服务可以在多接入边缘云上为云服务的一个或多个特定用户启动服务。这种功能可以用于5G移动网络，或用于其他类型的移动网络。移动网络上的接口可以允许云服务在多接入边缘云上启动对服务的部署并将UE重定向到网络中的边缘节点。动态分配边缘计算资源提供了优势。例如，在需要时可以增加带宽或减少延迟，从而用更少的资源提高服务水平。例如，移动设备可以在需要时获得对计算或存储资源的访问，例如用于计算密集型任务，例如，处理数据(比如传感器数据)、使用或训练神经网络、存储数据(比如传感器数据或内容数据等)等。

边缘计算可以是基于云的联网架构，其中，计算和数据存储资源被带到网络的边缘，靠近终端用户。多接入边缘计算(MEC)是由欧洲电信标准协会(ETSI)行业规范组定义的。实施例可以符合该标准，或者可以部分符合该标准。通过在离终端用户更近的地方运行云应用，可以避免网络拥塞或者提高云应用的性能。MEC资源可以以高带宽、低延迟和高可用性获得。MEC可以用于例如移动网络中要求较高的联网应用。

在MEC架构中，应用通常在虚拟化的基础设施上的虚拟机(VM)中运行。基础设施和运行在该基础设施之上的应用的管理可以由MEC编排器来协调。如图1b所示，MEC架构可以在两个点上整合到3GPP5G基于服务的架构(SBA)中。MEC编排器可以充当应用功能(AF)并且可以在MEC编排器受到信任(例如，因为它由移动网络运营商(MNO)运营)时直接与其他5G网络功能(NF)进行交互，或者经由网络开放功能(NEF)进行交互。

相关NF的示例是处置应用移动性的接入和移动性管理功能(AMF)和处置会话管理、IP地址管理以及对用户面功能(UPF)的控制的会话管理功能(SMF)。UPF是移动网络基础设施与数据网络(DN)之间的互连点。数据网络可以是局域网或广域网。通常，数据网络是互联网。UDF可以充当协议数据单元(PDU)会话的锚点。图1a示出了5G SBA中的部件与NF之间的可能关系。

MEC基础设施(例如，边缘节点)可以位于数据网络中并且经由N6参考点连接到5G移动网络。在典型的MEC部署中，MEC基础设施(例如，边缘节点)位于靠近基站(例如，5G基站，例如gNB)的位置。UE(例如，移动设备)可以经由RAN连接到位于MEC基础设施旁边的UPF。MEC编排器(例如，作为AF)控制UPF(重新)选择和流量路由，从而使UE连接到位于UE附近的MEC基础设施。传统上，只有当应用在MEC基础设施上的VM中运行并且UPF被相应地配置时，UE才能利用边缘计算服务。由于5G核心网络中的PDU会话可能具有多个面向数据网络的N6接口，因此只有与所选择的应用相关的特定流量可以被重定向到MEC基础设施。

例如，MEC用例可以是基于互联网的并且可以包括例如视频分析、虚拟/增强现实、物联网、优化本地内容分发、以及本地数据缓存。例如，这样的应用可以在增加的带宽、降低的延迟以及更高的可用性方面得到改善，

通过边缘计算，UE可以获得扩展的计算能力，同时节省互联网带宽，因为UE与MEC之间的流量保持在本地。

在实施例中，云服务系统可以在需要时例如动态地启动边缘节点上的边缘计算资源。许多参与方从这种动态分配中获得优势。例如，移动网络运营商(MNO)、云服务(CS)以及终端用户受益于例如MEC中的流量本地化和计算。启动边缘计算资源(例如，当检测到需要时)可以用于避免MEC系统需要托管所有可用服务、预先选择UPF、以及配置所有应用到MEC的流量路由。

对于一些用例，例如“产消者”实时流，只有当该应用在某一位置的用户数量增长时，边缘计算资源才可能是有益的。这种需求可以被检测到，例如，来自该位置的用户数量增长超过阈值，或者某个位置本地消耗的带宽超过阈值。因此，然后可以启动边缘计算资源。例如，需求的检测和边缘节点资源的启动两者都可以由云服务来完成，尽管这不是必需的。因此，可以避免云服务预先配置MEC。实际上，MEC的预先配置通常只针对大型云服务进行。但是通过动态分配，边缘节点资源也可以用于较小的云服务。在实施例中，云服务被配置为在MEC基础设施上为所选择的UE动态实例化资源。

例如，可以通过经由MEC(例如，经由边缘节点)将内容分发到由同一边缘节点服务的其他UE来实现带宽节省。例如，这可以用在所谓的产消者应用中。在产消者应用中，在同一位置的多个用户(例如，由同一边缘节点服务的用户)都产生供本地消费的内容。例如，可以在拥挤的事件期间使用产消者应用，从而允许用户观看由同一事件的其他参与者创建的实时流。

动态分配边缘节点资源(尤其是通过云服务)的困难在于，CS提供商通常不知道MEC基础设施实例，例如，网络布局、5G核心内部联网。例如，CS无法识别运行与CS交互的云应用的UE的PDU会话。另一方面，5G核心中的MEC编排器或其他AF/NF无法识别与CS交互的应用实例。根据实施例，在网络与CS之间创建标识交换。

例如，在实施例中，MEC编排器可以被配置为既面向UE上的云应用实例又与CS进行接口连接。MEC编排器可以充当标识被选择用于进行边缘计算的UE的桥梁。云应用实例可以例如经由UE上的功能与MEC编排器建立会话并获得链接到该会话的标识符。该标识符可以被传送给CS，使得云服务可以通过使用所传送的标识符引用UE来为UE实例化边缘计算。位于数据网络中并且可以与移动网络进行接口连接的MEC编排器自然适合于这个任务。然而，这不是必需的，例如，会话管理器可以被配置为分配会话标识符。然后，会话管理器可以根据需要与MEC编排器进行接口连接。使用单独的会话管理器的优点在于，在MEC编排器中需要较少的改变，这使得在网络中、尤其是在现有网络中引入该功能更容易。另一方面，将会话处置器与MEC编排器整合在一起降低了复杂性。

图2a示意性地示出了会话管理器211的实施例的示例。图2b示意性地示出了云服务系统212的实施例的示例。图2c示意性地示出了移动设备213的实施例的示例。例如，云服务系统212可以是云服务，例如，‘CS’。例如，移动设备可以是或包括用户设备，例如，‘UE’。例如，会话管理器可以是或包括会话AF或MEC编排器。

例如，会话管理器211可以被配置为为移动设备213生成会话标识符并将会话标识符与移动设备相关联。例如可以通过移动设备213与云服务系统212传送会话标识符。例如，云服务系统213可以被配置为向会话管理器发送在边缘节点上部署用于移动设备的边缘计算资源的请求，其中，该请求用会话标识符标识移动设备。会话管理器211可以被配置为在边缘节点(例如，根据移动设备的位置选择的边缘节点)上启动用于移动设备的边缘计算资源。

会话管理器211、云服务系统212以及移动设备213可以包括处理器系统，例如，分别包括处理器系统231、232和233。

会话管理器211、云服务系统212以及移动设备213可以包括存储器，例如，分别包括存储器241、242和243。

会话管理器211、云服务系统212以及移动设备213可以包括通信接口，例如，分别包括通信接口251、252和253。

会话管理器211、云服务系统212以及移动设备213可以被配置为与数据存储装置通信，该数据存储装置可以是本地存储装置或云存储装置。存储装置可以实施为电子存储器(比如快闪存储器)或磁存储器(比如硬盘等)。存储装置可以包括一起构成存储装置的多个分立的存储器。存储装置可以包括临时存储器，比如RAM。存储可以是云存储。

图2d示意性地示出了边缘计算系统的实施例的示例。会话管理器211、云服务系统212以及移动设备213可以通过计算机网络270相互通信、与外部存储装置、输入设备、输出设备等通信。该计算机网络可以是互联网、内联网、LAN、WLAN等。这些系统包括连接接口，该连接接口被布置为根据需要在系统内或系统外进行通信。

通信接口可以根据需要而不同，并且可以包括一种或多种通信模式。例如，移动设备可以包括无线连接器，例如天线，例如，Wi-Fi、4G或5G天线。例如，移动网络可以通过移动网络连接到数据网络的接口。例如，移动设备可以建立到UDF的RAN连接，并且从那里连接到数据网络(例如，互连网)。例如，云服务可以包括到数据网络的有线或无线接口，例如，以太网连接等。例如，会话管理器可以包括到数据网络的接口，但是也可以包括到移动网络的接口。

除了图2d中所示的连接(例如，会话管理器211、云服务系统212以及移动设备213之间通过数据网络270的连接)，还可以存在到移动网络的连接。后者可能不通过数据网络，或者不完全通过数据网络。例如，移动设备213可以被配置为连接到移动网络；事实上，它到数据网络的连接可以通过移动网络。例如，会话管理器211可以连接到数据网络，例如，以获得移动设备的位置信息。

会话管理器211、云服务系统212以及移动设备213的执行可以在处理器系统中实施，例如，一个或多个处理器电路，例如，微处理器，其示例在本文中示出。例如，功能可以被实施为功能单元，该功能单元可以是处理器系统的功能单元。例如，功能单元可以全部或部分地以存储在设备或系统211、212和213处、其电子存储器中的计算机指令来实施，并且可由其微处理器执行。在混合实施例中，功能单元部分地在硬件中实施，例如，作为协处理器，例如加密协处理器，并且部分地在设备或系统上存储和执行的软件中实施。

会话管理器211、云服务系统212以及移动设备213可以各自被实施为单个设备。然而，这不是必需的，特别是会话管理器211、云服务系统212可以被实施为系统，例如，分布式系统。这些的全部或部分可以在虚拟机中实施。特别地，会话管理器可以以这种方式实施。

通常，系统和/或设备包括执行存储在系统处的适当软件的微处理器；例如，该软件可能已经被下载和/或存储在对应的存储器中，例如，易失性存储器(比如RAM)或非易失性存储器(比如闪存)。可替代地，系统可以全部或部分地以可编程逻辑来实施，例如，作为现场可编程门阵列(FPGA)。这些系统可以全部或部分地实施为所谓的专用集成电路(ASIC)，例如，为其特定用途定制的集成电路(IC)。例如，电路可以在CMOS中实施，例如，使用硬件描述语言，比如Verilog、VHDL等。

处理器电路可以以分布式方式实施，例如，作为多个子处理器电路。存储装置可以分布在多个分布式子存储装置上。存储器的部分或全部可以是电子存储器、磁存储器等。例如，存储装置可以具有易失性和非易失性部分。存储装置的一部分可以是只读的。

图4示意性地示出了会话管理方法400的实施例的示例。方法400被配置用于管理移动网络中的边缘计算资源。移动网络包括边缘节点，这些边缘节点可配置为向移动设备提供边缘计算资源。会话管理方法400可以包括：

-建立(410)与移动设备和云服务系统的连接，

-从移动设备接收(420)在移动网络上标识移动设备的设备标识符，

-使用设备标识符获得(430)移动设备在移动网络中的位置，

-为移动设备生成(440)会话标识符并将会话标识符与移动设备相关联，

-向移动设备发送(450)会话标识符，该移动设备被配置为将会话标识符转发到云服务系统，

-从云服务系统接收(460)在边缘节点上部署用于移动设备的边缘计算资源的请求，其中，该请求用会话标识符标识移动设备，

-根据位置为移动设备选择(470)边缘节点，

-在该边缘节点上启动(480)用于移动设备的边缘计算资源。

图5示意性地示出了云服务方法的实施例的示例500。方法500可以包括

-建立(510)与移动设备和会话管理器的连接，以及

-连接(520)到移动设备以提供云服务，

-从移动设备接收(530)会话标识符，该会话标识符通过会话管理器与移动设备相关联，

-确定(540)移动设备对边缘计算资源的需求，

-向会话管理器发送(550)在边缘节点上部署用于移动设备的边缘计算资源的请求，其中，该请求用会话标识符标识移动设备。

图6示意性地示出了移动设备方法600的实施例的示例。方法600可以包括

-建立(610)与云服务系统和会话管理器的连接，以及

-连接(620)到云服务系统以获得云服务，

-向会话管理器发送(630)在移动网络上标识移动设备的设备标识符，

-从会话管理器接收(640)会话标识符，

-向云服务系统发送(650)会话标识符。

对本领域技术人员来说显而易见的是，执行这些方法的许多不同方式是可能的。例如，步骤的顺序可以按照所示的顺序来执行，但是步骤的顺序可以变化或者一些步骤可以并行执行。此外，在步骤之间可以插入其他方法步骤。插入的步骤可以表示比如本文所述的方法的细化，或者可以与该方法无关。例如，一些步骤可以至少部分地并行执行。此外，在开始下一个步骤之前，给定步骤可能还没有完全完成。

这些方法的实施例可以使用软件来执行，该软件包括用于使处理器系统执行方法400、500和/或600的指令。软件可能只包括由系统的特定子实体采取的那些步骤。该软件可以存储在合适的存储介质中，比如硬盘、软盘、存储器、光盘等。该软件可以作为信号沿电线发送，或无线发送，或使用数据网络(例如，互联网)发送。该软件可以在服务器上供下载和/或远程使用。该方法的实施例可以使用比特流来执行，该比特流被布置为配置可编程逻辑(例如，现场可编程门阵列(FPGA))以执行该方法。

在下文中，在遵守一个或多个5G 3GPP和相关标准的电信网络的背景下描述了进一步的实施例。例如，下面的实施例可以在图1a和/或图1b所示的移动网络和/或数据网络中实施。这些实施例可以使用图1a至图1c的设备和/或系统来实施。

图3a示意性地示出了边缘计算系统的实施例的示例。图3a示出了用户设备310，例如，移动设备。用户设备可以是移动电话、车辆、IoT设备等。在用户设备310上，可以有应用实例312(例如，云应用)和会话处置器314。图3a还示出了云服务320。例如，云服务320可以与应用实例312交互以向移动设备310递送云服务。图3a示出了会话AF 342和MEC编排器344。会话AF可以是会话管理器，例如，实施为AF。

图3a还示出了不同部件之间可能的接口R1至R5。接口R2、R3和R5可以被实施为计算机网络接口，例如连接，例如互联网连接。接口R1可以是内部API。接口R4可以是内部API或计算机网络连接。除了所示的接口之外，还可以有额外的接口，例如，部件与核心移动网络之间的接口。

在实施例中，面向UE和CS的接口可以被实施为MEC编排器的扩展。MEC编排器可以充当5G核心网络中的AF，因此它可以与AMF和SMF交互以获得关于所选择的UE的PDU会话的信息，从而它可以影响用于所选择的PDU会话的UPF。因此，MEC编排器可以是会话AF，其维护UE上的应用实例、CS、以及MEC编排器中的其他功能之间的会话。在另一个实施例中，接口属于额外的会话AF，其中会话AF经由MEC编排器触发MEC资源的实例化以及UPF(重新)选择和流量路由。该分离的会话AF优选地位于MEC编排器附近。

图3a示出了应用实例与UE(R1)、UE与会话AF(R2)、CS与会话AF(R3)、会话AF与MEC编排器中的功能(R4)、以及应用实例与CS(R5)之间的参考点。除了这些参考点之外，会话AF可以经由5G SBA的Nnef或Namf/Nsmf参考点与移动网络(例如，5G核心网络)中的功能进行交互。这意味着会话AF可以具有到内部5G核心网络和公共互联网两者的接口。

在实施例中，应用实例和会话处置器是UE上的两个分离的部件。应用实例可以是特定的软件，并且会话处置器可以是可以由多个应用实例使用的通用功能。例如，会话处置器可以被实施为UE的操作系统(OS)的功能，R1是由OS开放的API。在另一个实施例中，会话处置器是应用实例的一部分，例如，应用实例可以实施会话处置器。在这种情况下，R1是应用实例内的内部API。

下面示出了部件之间的示例性可能交互。在该过程中，CS和会话AF获得UE的共同标识，使得MEC编排器可以被指示在MEC基础设施上启动计算、和/或配置UPF(重新)选择和流量路由。许多元素是可选的或可以以替代方式实施，也如本文所示。该过程详述如下：

1.在UE上运行的应用实例经由R5连接到CS。该接口的实施在CS提供商的控制之下。CS提供商可以是与MNO相同的实体，但是通常是不同的实体。CS可以位于MNO网络内，或者可以经由公共互联网等访问。

2.应用实例经由R1请求UE上的会话处置器建立与会话AF的会话。

3.会话处置器经由R2建立与会话AF的会话。

4.会话AF获得信息以识别UE，例如，PDU会话，并通过从AMF获得信息来确定UE在网络中的位置，例如，跟踪区域。然后，会话AF为应用实例生成标识符并将该标识符映射到UE和位置。

5.会话AF经由R2向UE上的会话处置器通知会话标识符。

6.UE上的应用实例从会话处置器获得会话标识符。

7.应用实例经由R5将会话标识符传送给CS。

8.CS确定应用实例需要MEC实例上的资源。作为对此的反应，CS请求在受影响的UE附近部署边缘计算资源。CS经由R3向会话AF做出该请求。

9.会话AF可以验证来自CS的请求，例如，以防止欺诈，并且当被批准时，会话AF与MEC编排器交互以启动针对指定UE的边缘计算。

10.MEC编排器检查是否有必要部署新的VM，因为可能已经有VM正在运行，UE也可以使用该VM。如果需要，则MEC编排器在靠近的MEC实例上实例化新的VM。MEC编排器与5G核心网络交互以(重新)选择UPF，并配置到MEC的流量路由。

11.在实例化之后，会话AF经由R3向CS提供在MEC实例上刚刚实例化的资源的位置，例如，URL。

12.取决于应用和到CS的连接，CS可以经由R5向应用实例通知MEC资源的位置。

13.应用实例连接到MEC资源。

UE标识符的交换允许CS和会话AF使用标识符来寻址UE。在步骤2至5中，应用实例从会话AF获得标识符。应用实例调用会话处置器上的API，这使用由会话AF开放的API在会话AF处创建新的会话。在实施例中，该API是HTTP RESTful API。在这种情况下，可以通过向会话AF发送HTTP POST请求来完成会话建立。在接收到该请求之后，会话AF获得UE信息并生成标识符(步骤4)。然后对HTTP POST的响应包含该会话标识符(步骤5)。例如，该响应可以使用常见的JSON或XML格式进行格式化。

当应用实例不再活动时，会话处置器终止会话，例如，使用对会话AF的HTTP删除请求。响应于该HTTP删除请求，会话AF可以指示MEC编排器移除到MEC服务器的流量路由。另外，MEC编排器可以根据资源的其他使用情况终止MEC资源(例如，VM实例)。在实施例中，MEC资源由一个UE专门使用。当终止会话时，MEC编排器也可以终止资源。在另一个实施例中，MEC资源由多个UE使用。在这种情况下，MEC编排器仅在MEC资源不再被任何UE使用时或在CS提供终止MEC资源的指令时终止MEC资源。

除了在移动网络上开放的API之外，会话AF还可以在互联网上向CS开放API。在实施例中，API可以是HTTP RESTful API。CS可以使用对会话AF的HTTP POST请求从而提供被选择用于进行边缘计算的UE的一个或多个标识符来请求边缘资源。在实施例中，会话AF和CS可能已经预先确定了在MEC上启动哪个实例，例如，要启动的VM的映像。在这种情况下，仅发送标识符就足以让会话AF指示MEC编排器。在另一个实施例中，CS可以动态地提供资源。在这种情况下，除了标识符列表之外，CS可以向会话AF提供对要实例化的资源的引用。该引用可以是要从共同存储库(例如，在映像是Docker容器的情况下是Docker Hub)下载的映像名称，或者可以下载映像的URL等。

取决于实例化MEC资源所需的时间，可以在对HTTP POST请求的响应中提供资源的位置，例如，URL或IP地址等。当实例化需要更长的时间时，例如，几分钟而不是几秒钟，对HTTP POST请求的响应可以包含到HTTP REST资源的URL，CS可以使用该URL来检查MEC资源的可用性和位置。可以使用“Location”标头字段或作为响应主体的一部分来提供HTTPREST资源的URL。

CS可以用来确定UE上的应用是否受益于使用边缘计算的过程取决于应用的类型以及CS在边缘节点上提供的服务。在实施例中，该应用依赖于UE上可能不可用的大量计算资源，例如，复杂的视频分析。对于这样的应用，边缘计算的益处立竿见影。在该实施例中，CS可以在应用向CS提供会话标识符之后直接向会话AF请求资源。

在另一个实施例中，应用可以使用MEC进行本地内容分发，例如，“产消者”应用，其中用户可以同时上传和下载来自本地事件的实时流。当用户数量少并且到CS的连接足够时，没有必要使用MEC并且可以直接经由CS提供服务。然而，当用户数量增加从而增加了用户消费其他用户制作的内容的概率时，使用MEC进行本地分发可以减少网络拥塞并提高分发性能。在该实施例中，CS可以检测源自某个位置的需求峰值。在实施例中，CS可以使用对其基础设施的知识，例如，基于UE到达的CS的服务器实例位置。在另一个实施例中，CS可以使用关于网络的知识，例如，基于到达CS的UE的源IP地址。在又一实施例中，CS可以使用由UE上的应用具体提供的信息。例如，应用可以向CS提供从CS获得的位置信息。可替代地，应用可以将5G网络级别的参数(比如跟踪区域或小区标识符)传送给CS。这些方法的组合也是可能的。

按照上面定义的过程，CS确定是否需要MEC实例中的边缘计算资源。在该实施例中，CS可以使用关于应用和应用正在其上运行的设备的知识来做出该决定。例如，当用户启动需要在设备的GPU上进行大量计算的图形应用但设备不具备这种能力时。CS可以决定实例化边缘资源。

当应用具有高带宽要求时，CS可以在注意到内容递送的问题(例如，数据包丢失的增加和/或低于所需的吞吐量)时决定转移到MEC。性能问题可能是由UE与CS之间的网络拥塞引起的，或者是由于CS处的计算资源的可用性引起的。然后，取决于流量流的来源和目的地，CS可以选择UE进行边缘计算以缓解性能问题。

即使CS可能具有关于如何通过边缘计算来改进服务的信息，网络提供商也可以帮助CS监测网络拥塞问题。在实施例中，CS订阅来自会话AF的通知。CS可以提供网络级别的信息，例如，由CS使用的IP地址和端口号的列表。当检测到网络拥塞时，会话AF可以通过通知的方式通知导致网络拥塞的CS。在通知之后，CS可以选择一个或多个UE作为边缘计算的合适候选，并且根据上述过程的步骤8至13实例化边缘计算。

在实施例中，UE之间没有关系。UE可以将MEC资源用于比如游戏的云渲染或者在将元数据上传到云之前处理来自连接的车辆的传感器数据等用途。在实施例中，MEC编排器在位置靠近UE的MEC实例上部署服务。通过使用靠近的(例如，最近的)MEC实例(例如，边缘节点)，可以最大程度地减少延迟和网络拥塞。在另一个实施例中，MEC编排器可以使用关于MEC基础设施上的负载的信息，并且可以决定使用不同的MEC实例来实现负载平衡。

在另一个实施例中，UE之间有关系。当边缘计算用于本地内容分发时，可能会出现这种情况。例如，当一个UE产生的实时视频流被连接到同一基站的另一个UE或将由同一MEC提供服务的UE消费时，分发可以是本地化的。

图3b示意性地示出了分层边缘计算系统的实施例的示例。图3b示出了MEC实例的分层部署和在不同位置连接的四个UE。例如，当UE 1与UE 2相关时，例如，UE 1向UE 2实时流式传输视频，则MEC 1将是最佳的MEC实例。然而，当UE 1与UE 3相关时，更上游的实例MEC2将是优选的。当UE 1与UE 4相关时，其中UE 4经由互联网外部连接，使用边缘计算进行本地化内容分发是无益的，并且分发可以经由云350进行。

为了定义UE之间的关系，除了被选择用于进行边缘计算的UE的标识符之外，CS还可以向会话AF提供UE之间的关系。在实施例中，CS列出理想情况下将连接到同一MEC实例的UE的列表。在另一个实施例中，CS使用基于图形的定义。例如，当会话AF与CS之间的API使用JSON来格式化主体内容时，UE之间的关系可以使用JSON图形格式(JGF)来表达。

通常，CS不知道底层网络基础设施和MEC实例部署，因此在实施例中，UE关系是一种建议。由会话AF和/或MEC编排器来创建有关UE与基础设施之间的映射。

取决于应用，UE上的应用实例可以以不同的方式连接到CS和MEC资源。在实施例中，UE使用无连接通信，例如，通过对事务使用UDP，或者可以使用短期连接，例如，通过为每个事务创建新的TCP连接。在这种情况下，可以通过将数据包重新路由到MEC或者通过更新MEC的DNS条目来将流量重定向到MEC。这种方法不需要主动涉及应用实例。

在另一个实施例中，应用实例保持与CS的长期连接，例如，长期TCP连接。当UE被选择用于边缘计算时，可以终止与CS的连接并重新建立到MEC的连接。在这种情况下，CS可以通知所选择的UE上的应用实例它必须重新建立其连接。当给出通知时，CS可以向应用提供MEC资源的位置，例如，URL或IP地址。

有趣的是，在实施例中，对额外的边缘节点资源的请求是由可能不知道客户端(例如，移动设备)具有的位置或连接的云服务启动的。

应当理解，当前披露的主题还扩展到计算机程序，特别是载体上或载体中的计算机程序，这些计算机程序适于将当前披露的主题付诸实践。该程序可以是源代码、目标代码、代码中间源和目标代码的形式，比如部分编译的形式，或者是适合用于实施该方法的实施例的任何其他形式。涉及计算机程序产品的实施例包括与所阐述的方法中的至少一种方法的每个处理步骤相对应的计算机可执行指令。这些指令可以细分为子例程和/或存储在可以静态或动态链接的一个或多个文件中。涉及计算机程序产品的另一个实施例包括与所阐述的系统和/或产品中的至少一个系统和/或产品的每个设备、单元和/或部分相对应的计算机可执行指令。

图7a示出了根据实施例的具有包括计算机程序1020的可写部分1010的计算机可读介质1000，计算机程序1020包括用于使处理器系统执行会话管理方法、云服务方法和/或移动设备方法的指令。计算机程序1020可以作为物理标记或通过计算机可读介质1000的磁化体现在计算机可读介质1000上。然而，也可以想到任何其他合适的实施例。此外，应当理解，尽管计算机可读介质1000在这里被示为光盘，但是计算机可读介质1000可以是任何合适的计算机可读介质，比如硬盘、固态存储器、快闪存储器等，并且可以是不可记录的或可记录的。计算机程序1020包括用于使处理器系统执行所述会话管理方法、云服务方法和/或移动设备方法的指令。

图7b示出了根据会话管理器、云服务系统和/或移动设备的实施例的处理器系统1140的示意性表示。处理器系统包括一个或多个集成电路1110。图7b示意性地示出了一个或多个集成电路1110的架构。电路1110包括用于运行计算机程序部件以执行根据实施例的方法和/或实施其模块或单元的处理单元1120，例如，CPU。电路1110包括用于存储程序代码、数据等的存储器1122。存储器1122的一部分可以是只读的。电路1110可以包括通信元件1126(例如，天线、连接器或两者)等。电路1110可以包括用于执行该方法中定义的部分或全部处理的专用集成电路1124。处理器1120、存储器1122、专用IC 1124以及通信元件1126可以经由互连件1130(比如总线)相互连接。处理器系统1110可以被布置用于分别使用天线和/或连接器进行接触和/或无接触通信。

例如，在实施例中，处理器系统1140(例如，会话管理器、云服务系统和/或移动设备)可以包括处理器电路和存储器电路，该处理器被布置为执行存储在存储器电路中的软件。例如，处理器电路可以是Intel Core i7处理器、ARM Cortex-R8等。在实施例中，处理器电路可以是ARM Cortex M0。存储器电路可以是ROM电路或者非易失性存储器(例如，快闪存储器)。存储器电路可以是易失性存储器，例如，SRAM存储器。在后一种情况下，该设备可以包括被布置用于提供软件的非易失性软件接口，例如，硬盘驱动器、网络接口等。

应当注意，上述实施例说明而不是限制当前披露的主题，并且本领域技术人员将能够设计许多替代实施例。

在权利要求中，置于括号间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。动词“包括(comprise)”及其词形变化的使用不排除权利要求中所述的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件前面的冠词“一个(a)”或“一种(an)”不排除存在多个这种元件。在元件列表之前的比如“至少一个”等表达表示从列表中选择所有元件或任何元件子集。例如，表达“A、B和C中的至少一个”应理解为仅包括A、仅包括B、仅包括C、包括A和B两者、包括A和C两者、包括B和C两者或包括全部A、B和C。当前披露的主题可以通过包括若干不同元件的硬件以及通过适当编程的计算机来实施。在列举了若干部件的设备权利要求中，这些部件中的若干部件可以由同一个硬件来体现。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施这一事实，并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

在权利要求中，括号中的附图标记指的是示例性实施例的图中的附图标记或实施例的公式，从而增加了权利要求的可理解性。这些附图标记不应被解释为限制权利要求。

Claims (15)

1.一种被配置用于管理移动网络中的边缘计算资源的会话管理器，其中，该移动网络包括可被配置为向移动设备提供边缘计算资源的边缘节点，其中，该会话管理器包括：

-数据网络接口，该数据网络接口被配置为建立与移动设备和云服务系统的连接，以及

-处理器系统，该处理器系统被配置为

-从该移动设备接收在该移动网络上标识该移动设备的设备标识符，

-使用该设备标识符获得该移动设备在该移动网络中的位置，

-为该移动设备生成会话标识符并将该会话标识符与该移动设备相关联，

-向该移动设备发送该会话标识符，该移动设备被配置为将该会话标识符转发给该云服务系统，

-从该云服务系统接收在边缘节点上部署用于该移动设备的边缘计算资源的请求，其中，该请求用该会话标识符标识该移动设备，

-根据该位置为该移动设备选择边缘节点，

-在该边缘节点上启动用于该移动设备的该边缘计算资源。

2.如权利要求1所述的会话管理器，其中，该处理器系统被配置为

-将在该边缘节点上启动的该边缘计算资源的数据网络地址发送给该云服务系统，和/或

-向从该移动网络到该数据网络的路由接口发送重新配置消息，该路由接口与该移动设备和/或该边缘节点相关联以将流量路由到该启动的边缘计算资源。

3.如以上权利要求中任一项所述的会话管理器，其中，该会话管理器的处理器系统被配置为

-从该移动网络收集用于该云服务系统的移动网络级别的信息以向该云服务系统指示网络拥塞。

4.如以上权利要求中任一项所述的会话管理器，包括

-移动网络接口，该移动网络接口被配置为建立与该移动网络的连接，其中，该处理器子系统被配置为经由到该移动网络的移动网络接口获得该移动设备的位置。

5.一种边缘计算管理器，该边缘计算管理器包括如以上权利要求中任一项所述的会话管理器，该边缘计算管理器被配置为

-在该边缘节点上启动虚拟机，该虚拟机支持该边缘节点上的用于该移动设备的这些边缘计算资源，

-配置从该移动设备到该边缘节点的流量路由。

6.一种云服务系统，包括

-数据网络接口，该数据网络接口被配置为建立与移动设备和会话管理器的连接，以及

-处理器系统，该处理器系统被配置为

-连接到该移动设备以提供云服务，

-从该移动设备接收会话标识符，该会话标识符通过该会话管理器与移动设备相关联，

-确定该移动设备对边缘计算资源的需求，

-向该会话管理器发送在边缘节点上部署用于该移动设备的该边缘计算资源的请求，其中，该请求用该会话标识符标识该移动设备。

7.如权利要求6所述的云服务系统，其中，该云服务系统的处理器系统被配置为：

-从该会话管理器接收启动的边缘计算资源的数据网络地址，并且

-将该地址发送到该移动设备。

8.如权利要求7所述的云服务系统，其中，该云服务系统的处理器系统被配置为

-向该会话管理器发送对指示移动网络拥塞的信息的请求，该请求包括标识去往该云服务系统的服务器的一个或多个网络流的数据网络信息，

-当检测到服务器的网络拥塞时，从该会话管理器接收网络拥塞报告，

-选择连接到该服务器的一个或多个移动设备，并发送部署用于该一个或多个移动设备的该边缘计算资源的请求。

9.如权利要求7或8所述的云服务系统，其中，该请求包括标识多个移动设备的多个会话标识符，并且确定需求包括检测源自与该多个移动设备相关联的在该移动网络中的位置的需求峰值，其中，确定需求峰值包括：

-确定源自该云服务系统中该多个移动设备所连接的特定服务器实例的需求峰值，和/或

-根据该多个移动设备使用的数据网络地址来确定该多个移动设备的共同位置，和/或

-从这些移动设备接收地理信息并确定源自具有匹配地理信息的该多个移动设备的需求峰值，

-接收该移动网络中这些移动设备的位置信息并确定源自具有匹配位置信息的该多个移动设备的需求峰值。

10.一种移动设备，包括

-数据网络接口，该数据网络接口被配置为建立与云服务系统和会话管理器的连接，以及

-处理器系统，该处理器系统被配置为

-连接到该云服务系统以获得云服务，

-向该会话管理器发送在移动网络上标识该移动设备的设备标识符，

-从该会话管理器接收会话标识符，

-向该云服务系统发送该会话标识符。

11.如权利要求10所述的移动设备，其中，该处理器系统被配置用于云应用和操作系统，

-该操作系统被配置为

-向该会话管理器发送在移动网络上标识该移动设备的该设备标识符，

-从该会话管理器接收该会话标识符，并且

-该云应用被配置为

-从该操作系统获得该会话标识符并将该会话标识符发送到该云服务系统。

12.一种用于管理移动网络中的边缘计算资源的会话管理方法，其中，该移动网络包括可被配置为向移动设备提供边缘计算资源的边缘节点，其中，该会话管理方法包括：

-建立与移动设备和云服务系统的连接，

-从该移动设备接收在该移动网络上标识该移动设备的设备标识符，

-使用该设备标识符获得该移动设备在该移动网络中的位置，

-为该移动设备生成会话标识符并将该会话标识符与该移动设备相关联，

-向该移动设备发送该会话标识符，该移动设备被配置为将该会话标识符转发给该云服务系统，

-从该云服务系统接收在边缘节点上部署用于该移动设备的边缘计算资源的请求，其中，该请求用该会话标识符标识该移动设备，

-根据该位置为该移动设备选择边缘节点，

-在该边缘节点上启动用于该移动设备的该边缘计算资源。

13.一种云服务方法，包括

-建立与移动设备和会话管理器的连接，以及

-连接到该移动设备以提供云服务，

-从该移动设备接收会话标识符，该会话标识符通过该会话管理器与移动设备相关联，

-确定该移动设备对边缘计算资源的需求，

-向该会话管理器发送在边缘节点上部署用于该移动设备的该边缘计算资源的请求，其中，该请求用该会话标识符标识该移动设备。

14.一种移动设备方法，包括

-建立与云服务系统和会话管理器的连接，以及

-连接到该云服务系统以获得云服务，

-向该会话管理器发送在移动网络上标识该移动设备的设备标识符，

-从该会话管理器接收会话标识符，

-向该云服务系统发送该会话标识符。

15.一种暂态或非暂态计算机可读介质，该计算机可读介质包括表示指令的数据，这些指令在由处理器系统执行时使该处理器系统执行根据权利要求12至14中任一项所述的方法。

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