[论文解读] eDisco: Discovering Edge Nodes Along the Path

Aleksandr Zavodovski, Nitinder Mohan+1 more|arXiv (Cornell University)|May 4, 2018

IoT and Edge/Fog Computing参考文献 18被引用 6

一句话总结

eDisco 是一种基于 DNS 的协议，允许客户端和服务提供商在不修改现有基础设施的情况下发现附近的边缘服务器。通过利用 DNS SRV 记录和 traceroute，它能够映射客户端路径上的边缘节点，从而为低延迟应用提供高效、标准化且安全的边缘服务发现机制。

ABSTRACT

Edge computing is seen as an enabler for upcoming applications requiring low latency offloading, such as augmented reality, and as a key building block for Internet of Things. Edge computing extends the centralized cloud computing model by distributing servers also close to the users, at the edge of the network. A key challenge for the clients remains on how to discover the nearby edge servers and how to access them. In this paper, we present eDisco, DNS-based edge discovery, that leverages existing protocols and requires no modifications to deployed infrastructure. eDisco enables service providers and clients to discover edge servers, and determine the optimal edge deployment configuration.

研究动机与目标

• 解决为增强现实和物联网等低延迟应用发现附近边缘服务器的关键挑战。
• 使服务提供商和客户端能够在不修改现有网络或客户端的情况下，识别最优的边缘部署位置。
• 设计一种端到端的解决方案，避免依赖中间路径的监控，并与端到端加密兼容。
• 提供一种标准化、轻量级且可扩展的协议，支持边缘服务的动态、运行时发现。

提出的方法

• 使用 DNS SRV 记录发布边缘服务器的位置，使客户端和服务提供商能够查询可用的边缘节点。
• 利用 traceroute 和 DNS 等标准工具，映射从客户端到云的网络路径，识别中间的边缘节点。
• 通过分析多个客户端的 traceroute 结果和 DNS 响应，构建边缘节点的分层聚合树。
• 将发现和部署过程划分为周期性轮次，以平衡效率与可扩展性，并在每轮结束后实现客户端的实时重定向。
• 通过将服务卸载到已发现的边缘节点，与现有的云和边缘服务模型集成。
• 通过允许客户端查询边缘服务器以获取基于位置或上下文感知的服务，支持上下文相关的边缘应用。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在不修改现有基础设施、客户端或协议的前提下发现边缘服务器？
• RQ2 是否可以使用 DNS 和 traceroute 等标准网络工具构建可扩展且可靠的边缘发现机制？
• RQ3 如何使边缘发现与端到端加密兼容，并避免依赖中间路径的监控？
• RQ4 是否可行使用 DNS SRV 记录实现在客户端路径上边缘节点的动态、实时发现？
• RQ5 如何设计发现过程，以在生产环境中支持灵活的服务部署和客户端重定向？

主要发现

• eDisco 仅使用标准协议（DNS 和 traceroute）成功在客户端路径上发现边缘节点，且无需任何基础设施或客户端修改。
• 该协议使服务提供商能够基于路径拓扑和用户接近度，识别并部署服务到最优的边缘节点。
• eDisco 同时支持客户端侧卸载和提供商侧服务加载，适用于增强现实、物联网和上下文感知应用等多种用例。
• 通过周期性发现轮次的使用，确保了可扩展性，并使所有参与方能够随时间管理其参与程度。
• eDisco 与现有的边缘计算模型（如移动边缘计算 MEC）兼容，并可通过支持动态、即时发现，增强 CloudPath 和 Kinaara 等框架。
• 该协议为标准化、开放的边缘发现奠定了基础，减少了对专有或集中式发现机制的依赖。