基于5G网络的移动云计算优化措施研究

基于5G网络的移动云计算优化措施研究

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摘要：云计算作为计算机技术的最新方向，在提供优质服务的同时，也帮助企业和广大用户省去了大笔资金。5G是当前的研究热点，有助于加快传输速度，减少数据量，对云计算发展也有较大的推动意义。同时，5G网络可以增强用户数据的稳定、安全性，优化云计算性能，满足各级用户的需求。 基于5G网络，本文将探讨移动云计算对应的优化措施。

关键词：5G网络架构；移动云计算；优化方法

一、5G网络对云计算的影响

1.可靠性提高

将5G、云计算技术进行融合，在网络环境中运用最新的储存、计算设备，能够为用户提供丰富、周到的服务。部分延迟性较高的场景中，可以提供强大的技术支持，如自动驾驶、远程医疗服务。在传输信息时，传统4G网络有明显的延迟现象。利用云计算技术很难看到显著的收效，甚至可能会有意外。而5G技术的商用化，促使云计算技术在应用服务领域拥有更宽泛的发展空间。

2.边缘计算

从网络应用分析，用户和应用App停留在去中心化的核心期。去中心化设计，帮助各类应用App拓展了用户范畴，优化了传统的交流模式。电商去中心化，很大程度上满足了用户的多样性需求，解决了很多购物方面的难题。同时，帮助用户减少了购物时间，省去了中间环节，从根本上提高了运营效率。去中心化，同时也是旅游行业的一种互联网趋势。建立去中心化为支撑的旅游服务生态体系，能够加快旅游逐步迈入数字化方向。一方面，为广大用户提供出行方面的方便；另一方面，帮助中小旅游企业省去了较多的运营成本。根据前述分析，用户去中心化，意味着数据、存储方式同样也要接受去中心化处理。边缘计算，实质上是将MEC逐步融入至5G网络框架中。相较于内容分发网络，多接入边缘计算可以改善用户的上网体验、省去大量的带宽。另外，它的规模和数量也在逐步地升高，能够对多种应用进行加载，为用户提供全新的网络体验。边缘计算不论是对传输速度还是延迟，均有严格的要求。将网络资源逐步分配给边缘设备，才能适应大流量和高服务质量的变化要求。既能应对新时代对网络层下达的挑战，又能提高网络利用率。除上述外，将计算能力逐步下沉直至各个移动边缘节点，集成第三方应用，扩大移动边缘入口，优化网络环境，能够让用户结合个人的需求进行定制，提高计算水平和经济效益。

3.万物互联

我们都知道，5G网络有显著的优越性。也就是：每平方千米的连接数量接近于200万个。相比之下，受技术条件的限制，以往的通信技术没有办法承载庞大规模的连接量。未来，互联网发展也会逐步迈入互联互通方向，很多手持、穿戴、办公或是生活设备均会在网络中接通。面对复杂、超规模的设备量，云计算技术可以较好地减轻数据传输承受的计算压力。作为信号传输真正意义上的执行者，利用高速网络可以进行计算、控制，简化终端设备的操作流程，节省制造成本。今后，高端设备还会逐步下调使用门槛，改善用户的生活。伴随5G技术的创新发展，万物互联无疑也给云计算提供广阔的发展空间。基于5G的云计算技术，必然会攻克计算、储存设备、虚拟化以及分布式技术眼前的瓶颈，为用户提供高效、精准、优质的计算服务。

二、5G网络架构下的移动云计算优化方法

（一）5G网络架构下的移动云计算优化方向

1.移动云计算中的用户隐私保护

如今，5G移动云计算适合不同的应用场景，以个人用户为主。隐私保护研究，更多分布于数据安全、访问控制这两个板块上。5G移动云计算中，数据分布于公共网络空间。所以，有必要考虑用户自身的隐私问题。为了保护个人的隐私，一是要从如下两个方面入手考虑，如物理层安全、访问控制；二是从网络层、数据安全进行思考。

物理层安全上，需依托加密技术来保护用户个人的数据，并做好加密保护。传输安全上，建议选择对称加密技术来，以保护个体的私密和身份信息。关于访问控制，建议选择属性加密技术来加强对用户数据的因素保护。数据安全上，有必要营造和谐、可信度较高的计算环境，保护个体的隐私数据。总体上看，隐私保护也要从物理层和应用层这几个不同的层面上作出思考，防止隐私泄露。

2.移动云计算中的资源调度和调度算法

资源调度，指的是在各种应用场景下，为适应用户对服务质量和计算速度的不同要求，根据合适的方式对云服务资源进行组合，建立若干虚拟资源池，按特定的规则将这些资源分配给每位用户。这里的资源调度，涵盖了对云服务资源池作出全面地调整、采取相应的资源调度策略、选择优质的云计算资源等内容。

移动云计算中，为解决任务调度方面的问题，我们需要将其分解为两种不同的模式：一是离线任务处理，二是在线任务处理。前种模式中，用户需要自行从网络服务器上搜集必要的资源，而后将其分配给该任务的待处理者。

（二）5G网络架构下的移动云计算优化方法

云计算模式最大的特征：多个用户能够对一台服务器进行共享共用。传统云计算中，用户利用网络引擎可以对多台服务器进行访问。所以，服务器相互也存在某种竞争关系。云计算中，用户对于计算需求存在较大的随机性。云计算系统支持分布式计算，能够对用户多元的计算需求进行综合处理，防止资源竞争。云计算系统中，很多数据都是保存于若干云服务器内，其存储空间是共享的。而云计算环境下，数据必须从云服务器中转移至其他位置上，以便于后续处理。正因为此，云服务器有必要构建一种安全、可靠的通信机制，促进数据移动。

为解决计算需求波动性大、带宽资源受限等问题，本文基于移动边缘计算（Mobile Edge Computing, MEC）技术，提出了一种云计算优化方法。MEC作为全新的网络架构，能够将计算、存储以及网络功能逐步地下沉至系统的终端设备中，增强用户对边缘数据中心的访问质量和体验。MEC可以在边缘位置完成计算，将所得结果反馈至用户。除上述外，结合用户的现实需求，MEC有能力对数据进行智能划分与科学化处理。边缘计算节点彼此存在激烈的竞争，且面临通信时延等系列问题。所以，后续要将MEC技术充分地与5G技术进行融合，以提高云计算资源整体的利用率[2]。

综上，基于MEC+5G技术，本文提出了一种云计算优化方法。同时，基于移动边缘计算+5G技术再次提出了一种云计算优化方法。仿真结果显示，本文所提方法有助于增强用户体验，从根本上提高资源利用率。

三、仿真结果与分析

本文运用MATLAB软件，对云资源优化方法完成仿真。在仿真环境下，从移动用户、云资源调度这2个不同的角度加以检验。仿真环境：云资源调度选取了MATLAB7.0里面的SIMULINK模块，而云资源调度算法则选取了MATLAB7.1，分别对前述两个方面进行仿真。

和移动用户选择相比，云资源调度算法能够很好地缩短用户的等待时间，其平均等待时间呈现明显的下降趋势。当移动用户降低至某个程度，云资源调度算法耗费的平均等待时间也会相应地增多。究其根源，伴随移动云计算的持续性进步，网络计算资源也变得十分丰富。当计算资源扩大后，移动用户最终也需要等待更长的时间。

为了验证云资源优化方法的可靠性，本文先后运用移动用户选择、云资源调度两种算法来对云计算的不同场景完成了仿真。相较于传统云计算，云资源优化方法能够帮助移动用户缩短原来的等待时间。当用户数量扩大后，云计算需要等待的平均时间也会随之增加。但是，当用户人数偏少，本文设计和构建的云资源调度算法，在平均等待时间上也会减少。当用户人数较多，平均等待时间相对也会延长[3]。

结语

基于5G网络架构，本文分析了移动云计算优化方法，从虚拟化、切片和边缘计算等多个层面上移动云计算完成了分析、阐述，提出了一种移动云计算优化方法。本文构建的移动云计算法，可以为移动云计算提供合理的优化措施，提高云计算资源利用率，节省5G网络耗费的建设成本。

参考文献

[1]李立.5G网络架构下的移动云计算优化方法探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2020,20(09):21-23+27.

[2]徐乃凡. 基于5G的移动云服务机制与计算迁移研究[D].中国电子科技集团公司电子科学研究院,2019.