클라우드 RAN을 배포하는 모바일 엣지 컴퓨팅에서의 기회주의 CPU 공유

가상화 기술을 활용하여 클라우드 RAN은 동일한 모바일 엣지 컴퓨팅(MEC) 서버에 여러 가상 베이스밴드 유닛(vBBU)과 함께 공존 애플리케이션을 배포합니다. 그러나 vBBU와 같은 실시간(RT) 애플리케이션의 성능은 공존하는 작업 부하와 컴퓨팅 자원을 공유함으로써 영향을 받을 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 RT 및 비RT 일반 목적 애플리케이션을 호스팅하도록 특별히 설계된 MEC 서버의 컨테이너화된 가상화를 위한 동적 CPU 공유 메커니즘을 제시합니다. 처음에 MEC 서버에서 CPU 공유 문제를 혼합 정수 프로그래밍(MIP)으로 형식화합니다. 그런 다음, 효율적이고 상수 계수의 휴리스틱을 사용하여 보다 간단한 하위 문제로 MIP를 분해하여 해결하는 알고리즘 솔루션을 제시합니다. 우리는 이 메커니즘의 성능을 상업 솔버의 인스턴스와 비교 평가했습니다. 또한, 소규모 테스트베드를 통해 우리는 다양한 CPU 공유 메커니즘과 CPU 공유가 RT 애플리케이션 처리 성능에 미치는 영향을 줄이는 효과를 평가했습니다. 우리의 발견은 CPU 공유 메커니즘이 기본 호스트 RT-커널 접근 방식과 비교할 때 최악의 실행 시간을 150% 이상 줄인다는 것을 나타냅니다. 이 메커니즘을 클라우드 RAN 내에서 평가할 때 vBBU가 MEC 서버에서 공존 애플리케이션과 자원을 공유하는 경우에 이 증거는 강화됩니다. 우리의 CPU 공유 접근 방식을 사용하면 vBBU의 스케줄링 대기 시간이 호스트 RT-커널과 비교하여 최대 21% 감소합니다.