[论文解读] Deployment and configuration of MEC apps with Simu5G

Alessandro Noferi, Giovanni Nardini+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 24, 2021

IoT and Edge/Fog Computing参考文献 5被引用 6

一句话总结

本文提出了一种集成到 Simu5G 5G 网络模拟器中的 ETSI 兼容 MEC 框架，支持 MEC 应用的仿真与实时仿真。它允许开发人员在外部主机上部署真实的 MEC 应用，同时使用 Simu5G 模拟 5G 传输网络和 MEC 服务，通过标准化的 RESTful API 实现，从而促进低时延、上下文感知应用的快速原型开发。

ABSTRACT

Multi-access Edge Computing (MEC) is expected to act as the enabler for the integration of 5G (and future 6G) communication technologies with cloud-computing-based capabilities at the edge of the network. This will enable low-latency and context-aware applications for users of such mobile networks. In this paper we describe the implementation of a MEC model for the Simu5G simulator and illustrate how to configure the environment to evaluate MEC applications in both simulation and real-time emulation modes.

研究动机与目标

• 在具有真实移动性和 QoS 约束的受控 5G 网络环境中，实现 MEC 应用的快速原型开发。
• 使用 Simu5G 模拟器支持 MEC 系统的仿真与实时仿真。
• 允许真实 MEC 应用在外部运行，同时通过标准化 API 与模拟的 5G 网络和 MEC 平台交互。
• 为在混合仿真-仿真测试平台中部署 MEC 应用提供完整的配置堆栈。
• 通过标准化的 MEC 服务发现与通信机制，促进与外部框架（如 Intel OpenNESS）的集成。

提出的方法

• 使用 OMNeT++ 和 INET 在 Simu5G 中实现 ETSI 兼容的 MEC 系统和主机级组件。
• 通过 RESTful API 接口对 MEC 编排器、平台管理器和虚拟化基础设施管理器进行建模。
• 利用 OMNeT++ 的实时调度器和 INET 的外部接口，实现真实应用与模拟 5G 网络之间的数据包交换。
• 部署虚拟以太网（veth）接口，通过 NAT 路由器模块将真实应用连接到 Simu5G 网络。
• 通过配置 INI 文件以设置 NAT 路由器、ExtLowerEthernetInterface 模块和路由表，实现端到端通信。
• 扩展 MEC 应用描述符，增加 'emulatedMecApplication' 字段，用于指定外部应用端点（IP 和端口），绕过内部实例化。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在 Simu5G 等 5G 网络模拟器中建模并集成一个完全符合 ETSI 标准的 MEC 系统？
• RQ2 需要何种配置才能使真实 MEC 应用与模拟的 5G 传输网络和 MEC 平台互操作？
• RQ3 Simu5G 如何在一个统一框架中同时支持 MEC 应用的仿真与实时仿真？
• RQ4 通过标准化 API，哪些机制可实现真实应用与模拟 MEC 环境之间的无缝通信？
• RQ5 如何配置网络地址转换与路由，以允许外部应用与模拟的 5G 网络交换数据包？

主要发现

• Simu5G 框架成功支持在仿真模式和实时仿真模式下部署和配置真实 MEC 应用。
• ETSI 兼容的 MEC API 集成使得外部应用能够实时发现并消费 MEC 服务。
• 通过使用 veth 接口和 NAT 路由器模块，实现了真实应用与模拟 5G 网络之间的透明通信，无需修改主机操作系统。
• 通过在 MEC 编排器中配置 'emulatedMecApplication' 字段识别外部 MEC 应用，实现了无需内部实例化的动态服务绑定。
• 完整的设置（包括路由、接口配置和 API 集成）已在 GitHub 代码库中完整记录，可供复现。
• 该框架使开发人员能够在真实 5G 环境中使用真实代码测试 MEC 应用，支持与外部平台（如 Intel OpenNESS）的集成。