5G核心網(wǎng)對云化NFV平臺的基本需求有哪些

5G核心網(wǎng)5G核心網(wǎng)的創(chuàng)新驅(qū)動力源于5G業(yè)務(wù)場景需求和新型ICT使能技術(shù)，旨在構(gòu)建高性能、靈活可配的廣域網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，全面提升面向未來的網(wǎng)絡(luò)運營能力。5G系統(tǒng)架構(gòu)采用原生云化設(shè)計思路，關(guān)鍵特性包括服務(wù)化架構(gòu)（Service-based Architecture）、網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計算。服務(wù)化架構(gòu)將網(wǎng)元功能拆分為細粒度的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，“無縫”對接云化NFV平臺輕量級部署單元，為差異化的業(yè)務(wù)場景提供敏捷的系統(tǒng)架構(gòu)支持；網(wǎng)絡(luò)切片和邊緣計算提供了可定制的網(wǎng)絡(luò)功能和轉(zhuǎn)發(fā)拓撲。更有意義的是，5G網(wǎng)絡(luò)能力不再局限于運營商的“封閉花園”，而是可以通過友好的用戶接口提供給第三方，助力業(yè)務(wù)體驗提升，加速響應(yīng)業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新需求。

第一版本（R15）的5G核心網(wǎng)標準已在2018年6月SA全會上批準凍結(jié)。具體到相關(guān)工作組的標準編制進展包括：業(yè)務(wù)需求規(guī)范完成、系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)范完成（含獨立組網(wǎng)和非獨立組網(wǎng)）、系統(tǒng)安全規(guī)范90%、接口協(xié)議規(guī)范95%、網(wǎng)管計費規(guī)范主體部分基本完成。

在3GPP?SA2，下一版本（R16）5G系統(tǒng)架構(gòu)預研已經(jīng)啟動，方向聚焦垂直行業(yè)和網(wǎng)絡(luò)智能化。重點項目包括：垂直行業(yè)架構(gòu)增強、大數(shù)據(jù)/AI賦能網(wǎng)絡(luò)自動化和增強微服務(wù)化架構(gòu)。同時，ITU-T將IMT-2020（5G）網(wǎng)絡(luò)與NFV/?SDN等納入未來網(wǎng)絡(luò)的研究框架，這些預研項目為5G網(wǎng)絡(luò)持續(xù)發(fā)展提供了保障。因此，綜合架構(gòu)特性、標準進展和發(fā)展趨勢來看，5G核心網(wǎng)已具備商用基礎(chǔ)，宜盡快啟動面向部署的相關(guān)工作。

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（Network?Function?VirtualizaTIon，NFV）是運營商實現(xiàn)云化組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。從2012年10月第一次正式提出NFV構(gòu)?想，2013年成立ISG?NFV工作組至今，其已發(fā)展成ETSI參與會員最多的工作組，共包含38家運營商在內(nèi)的300多個成員。

ETSI在NFV標準化方面成果顯著，為NFV?產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。每個版本的關(guān)鍵性成果和工作進展包括：Release-1在2013年發(fā)布的NFV參考架構(gòu)和2014年發(fā)布的NFV管理與網(wǎng)絡(luò)?編排（MANO）框架；2015年Release-2針對功能、模型、接口及互操作標準方面進行標準化定義及完善；Release-3的工作于2016年啟動，重點研究NFV投入商用的架構(gòu)框架和功能特性，以及與接口和描述符相關(guān)的新需求和規(guī)范。由于互操作接口和信息模型標準的部分議題推進較慢，?因而導致NFV?Stage?3整體進展延后。

目前，基于NFV技術(shù)的解決方案已經(jīng)成為運營商核心網(wǎng)擴容和新建的優(yōu)選考慮，在全球已有超過400項部署計劃和100個多商用局點，覆蓋EPC、IMS、物聯(lián)網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)場景。通過近兩三年的概念驗證、試驗網(wǎng)、現(xiàn)網(wǎng)試點以及試商用等一系列準備工作，國內(nèi)外運營商已經(jīng)基本掌握了NFV虛擬化階段的核心技術(shù)和部署能力，可以預期不久的未來有更多的規(guī)模商用部署落地。但目前大多數(shù)部署方案采用的是基于同廠家垂直建設(shè)再整合的模式，與NFV云化階段所要求的統(tǒng)一云平臺解耦部署、全網(wǎng)資源共享、敏捷的業(yè)務(wù)編排等能力要求仍存在差距。

5G核心網(wǎng)既是對傳統(tǒng)移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)能力的升級，也是向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邁進不可或缺的關(guān)鍵一環(huán)。當前5G核心網(wǎng)云化部署面臨標準滯后，技術(shù)儲備薄弱和缺乏全局規(guī)模成熟的部署經(jīng)驗等困難。因此從推進5G核心網(wǎng)云化部署的角度來說， 現(xiàn)階段有必要梳理關(guān)鍵需求，確定基礎(chǔ)框架，開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與試驗驗證，促進5G核心網(wǎng)與NFV云化兩種技術(shù)協(xié)同并進。5G核心網(wǎng)對云化NFV平臺（簡稱云平臺） 的關(guān)鍵需求包括：

●?開放：云平臺需要實現(xiàn)解耦部署和全網(wǎng)資源共享，探索標準化和開源相結(jié)合的新型開放模式，消減網(wǎng)絡(luò)和平臺服務(wù)單廠家鎖定風險，依托主流開源項目和符合“事實標準”的服務(wù)接口來建立開放式通信基礎(chǔ)設(shè)施新生態(tài)?？煽浚弘娦艠I(yè)務(wù)對現(xiàn)有IT數(shù)據(jù)中心（Data?Center，DC）和基礎(chǔ)設(shè)施在可靠性方面提出了更高要求，NFV系統(tǒng)由服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)和云操作系統(tǒng)多部件構(gòu)成，涉障節(jié)點多，潛在故障率更高，電信級“5個9”的可靠性需要針對性的優(yōu)化方案。

●?高效：云平臺的效能需求包括業(yè)務(wù)性能和運維彈性兩個方面。業(yè)務(wù)性能體現(xiàn)在云平臺需要滿足5G核心網(wǎng)服務(wù)化接口信令處理、邊緣并發(fā)計算和大流量轉(zhuǎn)發(fā)的要求；運維彈性主要包括云平臺業(yè)務(wù)快速編排，靈活跨DC組網(wǎng)和資源動態(tài)擴縮容的能力。

●?簡約：5G核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)功能單元粒度更細，需要云平臺提供更輕量化的部署單元相匹配，實現(xiàn)敏捷地網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和切片編排。NFV編排需要將復雜的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、容器/虛機、物理資源間的依賴關(guān)系、拓撲管理、完整性控制等業(yè)務(wù)過程模板化，實現(xiàn)一鍵部署和模板可配，降低交付復雜度和運維技術(shù)門檻。

●?智能：云平臺能夠從廣域網(wǎng)絡(luò)和海量數(shù)據(jù)中提取知識，智能管理面向多行業(yè)、多租戶、多場景的廣域分布的數(shù)據(jù)中心資源。引入人工智能輔助的主動式預測性運營，為網(wǎng)絡(luò)運營商和切片租戶提供運維優(yōu)化、流量預測、故障識別和自動化恢復等智能增值服務(wù)。

如圖1所示，其中開放、可靠和高效是5G網(wǎng)絡(luò)功能在云化NFV平臺規(guī)模部署的基礎(chǔ)要求。因此，5G核心網(wǎng)云化部署建議采取分步推進的模式：部署初期重點考慮滿足云平臺開放性、穩(wěn)定性和基本業(yè)務(wù)性能要求，確定DC組網(wǎng)規(guī)劃、

NFV平臺選型、核心網(wǎng)建設(shè)等基礎(chǔ)框架問題，促進5G核心網(wǎng)云化部署落地。待后續(xù)云平臺運行穩(wěn)定后，基于NFV靈活擴展和快速迭代的特征，可按照不同業(yè)務(wù)場景的高階功能要求，逐步進行針對性優(yōu)化和完善。

圖1 5G核心網(wǎng)對云化NFV平臺關(guān)鍵需求

5G核心網(wǎng)云化部署基礎(chǔ)框架

端到端組網(wǎng)框架如圖2所示，5G核心網(wǎng)部署可采用 “中心- 邊緣”兩級數(shù)據(jù)中心的組網(wǎng)方案。在實際部署中，不同運營商可根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)中心規(guī)劃等因素靈活分解為多層次分布式組網(wǎng)形態(tài)。

圖2 端到端云化組網(wǎng)參考架構(gòu)

中心級數(shù)據(jù)中心一般部署于大區(qū)或省會中心城市，主要用于承載全網(wǎng)集中部署的網(wǎng)絡(luò)功能，如網(wǎng)管/運營系統(tǒng)、業(yè)務(wù)與資源編排、全局SDN控制器，以及核心網(wǎng)控制面網(wǎng)元和骨干出口網(wǎng)關(guān)等?？刂泼婕胁渴鸬暮锰幵谟诳梢詫⒋罅靠鐓^(qū)域的信令交互變成數(shù)據(jù)中心內(nèi)部流量，優(yōu)化信令處理時延；虛擬化控制面網(wǎng)元集中統(tǒng)一控制，能夠靈活調(diào)度和規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)；根據(jù)業(yè)務(wù)的變化，按需快速擴縮網(wǎng)元和資源，提高網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)響應(yīng)速度。邊緣級數(shù)據(jù)中心一般部署于地市級匯聚和接入局點，主要用于地市級業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流卸載的功能，如UL-CL ?UPF、4G ??GW-U、邊緣計算平臺和特定業(yè)務(wù)切片的接入和移動性功能。用戶數(shù)據(jù)邊緣卸載的好處在于可以大幅降低時延敏感類業(yè)務(wù)的傳輸時延，優(yōu)化傳輸網(wǎng)絡(luò)負載。通過分布式網(wǎng)元的部署方式，將網(wǎng)絡(luò)故障范圍控制在最小范圍。?此外，通過本地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分流，可以將數(shù)據(jù)分發(fā)控制在指定區(qū)域內(nèi)，?滿足特定場景的安全性需求。虛擬化層方面，針對移動核心網(wǎng)業(yè)務(wù)，運營商可采用統(tǒng)一的NFV基礎(chǔ)設(shè)施平臺向下收斂通用硬件，支持軟硬件解耦或NFV系統(tǒng)三層解耦能力。電信運營商對云平臺的核心價值關(guān)切在于高可用性、高可靠、低時延、大帶寬。數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)方面，通過兩級數(shù)據(jù)中心節(jié)點的SDN控制器聯(lián)動提供跨DC組網(wǎng)功能，提高5G核心網(wǎng)切片端到端自動化部署和靈活的拓撲編排管理能力；數(shù)據(jù)中心內(nèi)部組網(wǎng)可采用兩層架構(gòu)+交換機集群(TOR/EOR)模式，減少中間層次，提高組網(wǎng)效率和端口利用率；或選擇Leaf-?Spine水平擴展模式，實現(xiàn)Leaf和Spine全互聯(lián)、多Spine水平擴展，處理東西向流量；在滿足電信虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能（VNF）性能的條件下，通過Overaly網(wǎng)絡(luò)虛擬化實現(xiàn)大二層，利用SDN技術(shù)，增強按需調(diào)度和分配網(wǎng)絡(luò)資源的能力。

核心網(wǎng)云化部署重點任務(wù)完成數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)和云平臺部署后，可根據(jù)運營商的運營策略和發(fā)展要求啟動移動核心網(wǎng)云化部署工作，為5G整體商用就緒提供核心網(wǎng)業(yè)務(wù)能力。

5G階段，移動核心網(wǎng)云化部署的可能任務(wù)包括以下幾個方面：

●?4G核心網(wǎng)(EPC)功能升級：支持非獨立部署（NSA）EPC功能和網(wǎng)關(guān)控制承載分離

（CUPS）功能。

●?EPC功能虛擬化：對4G核心網(wǎng)網(wǎng)元進行虛擬化改造。

●?分布式云網(wǎng)建設(shè)：包括分布式數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)、云化NFV平臺建設(shè)、NFVO建設(shè)與網(wǎng)管對接、以及容器部署等。

●?5G核心網(wǎng)（5GC）建設(shè)：完成5G核心網(wǎng)功能開發(fā)，支持服務(wù)化架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計算、語音等業(yè)務(wù)能力。

●?5GC部署配套建設(shè)：基于HTTP的信令網(wǎng)建設(shè)優(yōu)化，4G/5G設(shè)備合設(shè)、混合組池和互操作，以及業(yè)管、網(wǎng)管和計費配套支持等。

（opTIon3）和虛擬化改造為起點觸發(fā)5G全網(wǎng)云化部署是一種基于演進思路的選項，這一方面是出于保護現(xiàn)有投資和維持移動寬帶業(yè)務(wù)延續(xù)性的考慮，同時也因為vEPC已有部署和商用經(jīng)驗， 有利于促進云網(wǎng)一體化建設(shè)，快速達成云化運營的目標，同時為5GC新功能部署和配套建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

運營商也可以選擇直接部署支持5G基站獨立組網(wǎng)（opTIon2）的5GC。直接部署5GC可以在一定規(guī)模上快速滿足5G三大場景對網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新要求，第一時間把握5G新型業(yè)務(wù)的發(fā)展機遇。然而，5GC部署涉及服務(wù)化架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)切片、容器等全新技術(shù)，而且5G核心網(wǎng)必須實現(xiàn)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的共存，滿足網(wǎng)絡(luò)平滑升級和業(yè)務(wù)連續(xù)性要求， 因此建議運營商在規(guī)劃時提前考慮，充分開展技術(shù)試驗驗證，推進關(guān)鍵技術(shù)和部署方案成熟。

4G/5G云端共存與融合5G窗口期內(nèi)的移動核心網(wǎng)云化部署需要綜合考慮多業(yè)務(wù)場景和多系統(tǒng)共存演進的問題。利用云化NFV平臺快速業(yè)務(wù)上線，靈活功能迭代的特性，分步驟、同步性地平滑實現(xiàn)核心網(wǎng)過渡、共存、互操作和融合（如圖3），達成4/5G核心網(wǎng)一體化、智能化運營的目標。

第一階段，概念驗證階段：運營商可同步推進EPC升級和5GC部署概念驗證。EPC側(cè)重驗證NSA和CUPS升級功能，以及NFV平臺解耦方案；5GC重點驗證新功能特性和接口協(xié)議等。同時，基于對EPC和5GC驗證結(jié)果的評估，確定云平臺選型方案。

第二階段，組網(wǎng)驗證階段：重點完成試驗網(wǎng)驗證，并向規(guī)模組網(wǎng)平滑升級。EPC可先期啟動面向規(guī)模組網(wǎng)的NSA和CUPS功能升級，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能云化，承接eMBB業(yè)務(wù)。5GC在試驗網(wǎng)階段，重點開展不同應(yīng)用場景下架構(gòu)、功能和性能驗證，以及MME和AMF間N26接口互操作功能驗證。同步啟動5G?HTTP信令網(wǎng)方案論證和組網(wǎng)建設(shè)。

第三階段，4/5G核心網(wǎng)融合階段：隨著5G?應(yīng)用的涌現(xiàn)和5GC的試驗成熟，可以啟動5GC規(guī)模組網(wǎng)，引導eMBB業(yè)務(wù)向5G核心網(wǎng)分流，鼓勵?垂直行業(yè)切片部署嘗試。支持4/5G互操作和語音業(yè)務(wù)，驗證EPC/5GC、物理/虛擬化設(shè)備的混合組池和功能合設(shè)方案，提供無縫的業(yè)務(wù)連續(xù)性和運營一致性。

未來，智能化運營階段：基于云端4/5G融合核心網(wǎng)構(gòu)建全新運營生態(tài)?；A(chǔ)設(shè)施層面實現(xiàn)基于服務(wù)粒度靈活編排，以容器為單位的敏捷部署能力，構(gòu)建NFV統(tǒng)一平臺生態(tài)；網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)層面圍繞網(wǎng)絡(luò)切片為不同行業(yè)需求定制功能增強的業(yè)務(wù)專網(wǎng)，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)/人工智能驅(qū)動的智能運營，構(gòu)建5G應(yīng)用創(chuàng)新生態(tài)。

5G核心網(wǎng)云化部署關(guān)鍵技術(shù)

NFV平臺解耦當前，討論較多的核心網(wǎng)VNF解耦方案包括實現(xiàn)軟硬件分離的二層解耦方案和實現(xiàn)硬件、虛擬化層和上層應(yīng)用分離的三層解耦方案。二層解耦方案采用通用化的硬件設(shè)備，建設(shè)統(tǒng)一的標準化硬件資源池，由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家完成虛擬化平臺，虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能和編排系統(tǒng)的整合。三層解耦方案可以概括為：

●?NFVO作為NFV系統(tǒng)相對獨立的模塊，由運營商統(tǒng)一部署。

●?VIM+虛擬化平臺與VNF+VNFM解耦支持 采用不同廠家方案進行集成。

●硬件層采用通用硬件設(shè)備。

在一個5G核心網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)劃的區(qū)域內(nèi)，VIM+?虛擬化平臺集成系統(tǒng)的數(shù)量建議盡可能收斂。異廠商的VNF+VNFM方案通過開放接口與虛擬化 平臺對接。

核心網(wǎng)屬于系統(tǒng)級網(wǎng)絡(luò)功能，為保證整體性能優(yōu)化，其設(shè)備集成度要求較高，網(wǎng)絡(luò)功能和NFV平臺可采用單廠家集成模式（如VNF和VNFM）。隨著NFV平臺功能不斷完善，后續(xù)可考慮為輕量化的VNF開發(fā)提供統(tǒng)一VNFM功能和調(diào)用接口，有利于運營商參與NFV平臺運維開發(fā)，提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)個性化能力。

分層解耦NFV架構(gòu)分層解耦的NFV架構(gòu)使得運營商網(wǎng)絡(luò)更開放，業(yè)務(wù)部署更靈活，同時也帶來多廠商、多接口、多功能域集成的挑戰(zhàn)。運營商選擇的最佳模式是廠商集成交付能力和網(wǎng)絡(luò)靈活性間的平衡?？紤]到實際部署中，統(tǒng)一云平臺建設(shè)往往早于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上線，?這意味著5G核心網(wǎng)部署三層解耦是必須考慮的環(huán)節(jié)。實現(xiàn)三層解耦方案需要重點考慮的問題包括：

●?解決業(yè)務(wù)平滑遷移、平臺和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性與性能保證、跨層故障定位和運維等方面的問題。

●?強化NFV系統(tǒng)框架，開放接口的信息模型和統(tǒng)一的VNFD數(shù)據(jù)模型的標準化工作。

●?構(gòu)建運營商主導，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、IT和硬件廠商廣泛、高效參與的基于“開源+標準”的新型統(tǒng)一NFV應(yīng)用生態(tài)。

●?著力培養(yǎng)云化NFV平臺和虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能開發(fā)運維團隊。

容器技術(shù)引入

5G核心網(wǎng)服務(wù)化架構(gòu)基于微服務(wù)設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的粒度更細，容器技術(shù)是實現(xiàn)業(yè)務(wù)靈活編排和按需功能調(diào)用所必需的云化NFV平臺能力。但是，當前NFV技術(shù)標準基于Hypervisor、以支持虛機部署為主，因此5G核心網(wǎng)部署初期，可采用虛機容器方案。

考慮到5G核心網(wǎng)VNF對性能的要求，容器一般是嵌入在廠家提供的VNF內(nèi)。容器管理功能CaaS（Container?as?a?Service）嵌入在VNFM內(nèi)（如圖5-(a)），NFVO不感知容器的存在。這一方案的好處是可直接使用ETSI?NFV?現(xiàn)有架構(gòu)，無需改造。各個容器共享所屬虛機的Guest?OS內(nèi)核，而不需要獲取Host?OS的管理權(quán)限。同時，虛機的使用能兼顧資源隔離性和安全性，比較適合核心網(wǎng)這種規(guī)模較大，任務(wù)密集型的網(wǎng)絡(luò)功能。

待容器平臺運行穩(wěn)定后，有必要將廠家VNF內(nèi)部的容器實現(xiàn)對外暴露，便于運營商逐步規(guī)范容器應(yīng)用框架和優(yōu)化5G核心網(wǎng)微服務(wù)架構(gòu)方案。在容器虛機方案的基礎(chǔ)上，圖5-(b)?引入獨立部署CaaS平臺對容器資源進行管理調(diào)度，統(tǒng)一對外提供容器的調(diào)用接口?；贑aaS?平臺，VNF由容器構(gòu)成，以容器粒度進行資源管理編排調(diào)度。容器可以使用虛機容器、裸機容器兩種方式進行部署，有利于逐漸將MANO?對生命周期的管理從以虛機為單位轉(zhuǎn)向以容器為單位，全面獲取容器性能損耗小、啟動速度快、可敏捷開發(fā)部署的增益。

不同的容器部署方案還有助于更好的調(diào)配不同區(qū)域數(shù)據(jù)中心的資源：在核心DC，考慮到容器隔離需求較強、沿用NFV技術(shù)要求和資源池等因素，可優(yōu)先選擇虛機容器方式進行部署。在邊緣DC資源緊張的情況下，可優(yōu)先選擇裸機容器方式進行部署，提高集成度和靈活性。

如前所述，要發(fā)揮容器的最大效用，需盡快開展VNFM增強支持CaaS的工作，實現(xiàn)不同資源類型（虛擬機資源和容器資源）的統(tǒng)一管理，?協(xié)助VNFM支持混合業(yè)務(wù)場景的功能管理。對vnfm-vnf接口、vnfm-caas接口、caas-nfvo接口和nfvo-vim接口進行容器化改造，實現(xiàn)CaaS與MANO網(wǎng)元解耦，同時考慮容器在安全性和可靠性等方面的加固要求。

5G核心網(wǎng)的演進將進一步打破網(wǎng)元界限， 將網(wǎng)絡(luò)功能解構(gòu)為服務(wù)，以服務(wù)為基礎(chǔ)進行調(diào)度編排、資源配置。在虛擬化資源層通過軟件化開放接口，能夠組織各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供業(yè)務(wù)，旨在構(gòu)建NFV統(tǒng)一應(yīng)用生態(tài)。

未來基礎(chǔ)設(shè)施將更貼近云化架構(gòu)：CaaS對容器服務(wù)進行管理，IaaS為CaaS提供虛機或裸機資源，Iaas/CaaS平臺對接通用的云架構(gòu)。待CaaS標準化成熟后，不僅有利于敏捷開發(fā)部署，快速響應(yīng)業(yè)務(wù)的頻繁迭代變更，而且可以利用成熟的IT解決方案，促成ICT 的深入融合，有利于推動產(chǎn)業(yè)共同進步繁榮。

切片友好運營

面向部署的網(wǎng)絡(luò)切片需要具備按需設(shè)計、自動部署、SLA保障、智能化分析預測、安全隔離以及租戶可管可控等關(guān)鍵運營能力，以引導垂直行業(yè)選擇切片開展應(yīng)用創(chuàng)新，拓展全新運營模式。

初期切片運營，多廠商管理以及NFVO都在建設(shè)中，云平臺可以根據(jù)租戶關(guān)鍵性需求，先上線5G核心網(wǎng)子切片，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(NS)快速部署與業(yè)務(wù)配置激活等切片功能，并利用分層SLA指標監(jiān)控以及跨層根因定位來提供運維保障。隨著面向垂直行業(yè)的增強架構(gòu)標準和云平臺切片運維配套功能的逐步完善，切片租戶在切片運行過程中也愈發(fā)明晰組網(wǎng)、架構(gòu)和資源用量需求，最終將形成以網(wǎng)絡(luò)切片為單位的信息基礎(chǔ)設(shè)施運營模式，充分發(fā)揮5G核心網(wǎng)和云化NFV平臺敏捷服務(wù)提供的能力。

切片本質(zhì)上是運營商提供給租戶的邏輯專網(wǎng)，租戶定制的網(wǎng)絡(luò)、計算和存儲資源節(jié)點布放其間。一個完整的切片上可能既有運營商提供的網(wǎng)絡(luò)功能，也有租戶定制開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)功能，因此必須將用戶關(guān)注的信息從不同層面和不同網(wǎng)絡(luò)域中加以整合提取和集中呈現(xiàn)，實現(xiàn)租戶對切片的可視、可管、可控、可編排。在傳統(tǒng)的運營商視圖基礎(chǔ)上，需要為切片租戶的運維人員提供租戶運維視圖，其內(nèi)容是對運營商運維業(yè)務(wù)級視圖、網(wǎng)絡(luò)級視圖、網(wǎng)元級視圖和用戶終端視圖基礎(chǔ)上的二次定制，包括關(guān)鍵業(yè)務(wù)KPI指標、終端接入信息、套餐化配置、關(guān)鍵事件提醒（如成功率、故障，配額，費用等）。

NFV運維配套

電信級的業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)中心的可靠性提出了更高要求，因為NFV系統(tǒng)較傳統(tǒng)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)節(jié)點跟多，潛在的故障點和風險系數(shù)提高。IT設(shè)計需要通過構(gòu)建VNF系統(tǒng)多級容災、備份體系來構(gòu)建電信級高可靠性，應(yīng)對運營挑戰(zhàn)。

IT級容災：單數(shù)據(jù)中心支持硬件多路徑，?多可用區(qū)（AZ）, 提升單DC可靠性。每個可用域都配備獨立的供電和網(wǎng)絡(luò)，當DC內(nèi)單AZ出現(xiàn)故障的時候，業(yè)務(wù)可以快速切到另一個AZ。

網(wǎng)元級容災：采用多路架構(gòu)應(yīng)對多點故障, 提升VNF可靠性。采用狀態(tài)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)處理解耦的無狀態(tài)設(shè)計，即使系統(tǒng)內(nèi)多虛機同時故障，也能將業(yè)務(wù)快速切換到剩余的虛機上，從容應(yīng)對多服務(wù)器故障；開展A/B測試，提供敏捷業(yè)務(wù)發(fā)布，降低現(xiàn)網(wǎng)商用風險。

網(wǎng)絡(luò)級容災：跨DC網(wǎng)元間Pool ，提升網(wǎng)絡(luò)可靠性。當單DC，單虛擬網(wǎng)元功能VNF故障時，業(yè)務(wù)快速切換到其他DC的VNF，保證業(yè)務(wù)可用；通過業(yè)務(wù)與多DC并聯(lián)，達到業(yè)務(wù)的電信級高可靠性。

此外，5G網(wǎng)管系統(tǒng)與云平臺對接，實現(xiàn)編排、監(jiān)控、升級等云網(wǎng)業(yè)務(wù)流程一體化和自動化是運維配套的另一重點任務(wù)，主要內(nèi)容包括：

●?網(wǎng)管定制，支持4G/5G?網(wǎng)元共管

●?混合Pool管理

●?支持虛機和容器資源的編排和管理

●?NFV域編排和管理能力構(gòu)建

●?網(wǎng)管北向支持EPC/5GC網(wǎng)元共管

●?SDN實現(xiàn)5G部署和切片網(wǎng)絡(luò)配置

●?網(wǎng)絡(luò)切片的部署和管理能力構(gòu)建

●?端到端切片業(yè)務(wù)發(fā)放對接BSS平臺

X86通用硬件性能

當前，基于通用服務(wù)器的虛擬化設(shè)備在性能和集成度方面低于物理設(shè)備是全產(chǎn)業(yè)共同面臨的問題，這一問題在5G大吞吐量指標要求和邊緣計算機房高集成度要求的背景下顯得尤為突出。NFV系統(tǒng)需要針對5G核心網(wǎng)業(yè)務(wù)需求提供全面的加速能力：

●?優(yōu)化通用CPU和存儲單元，滿足5G核心網(wǎng)、MANO等網(wǎng)絡(luò)功能對計算和數(shù)據(jù)存儲能力的要求。

●?綜合軟件加速，如DPDK+SR-IOV，和專用硬件加速技術(shù)，如NP和FPGA等，提升用戶面轉(zhuǎn)發(fā)性能和硬件集成度。

●?優(yōu)化服務(wù)化架構(gòu)的信令交互性能：改進HTTP2?Client/Server通信機制，提升請求/響應(yīng)處理能力，降低信令處理時延。

●?優(yōu)化邊緣計算性能：針對邊緣平臺語音圖象識別、VR/AR等計算密集型應(yīng)用，提供GPU、AISC等硬件加速方案。

物理用戶面設(shè)備是部署早期滿足高性能、高密度流量處理以及保護現(xiàn)網(wǎng)投資的一種選擇?；贑OTS平臺的軟件加速技術(shù)和硬件加速技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)從物理用戶面設(shè)備的平滑演進， 滿足按需彈縮、部署靈活性和動態(tài)切片編排的需求，是NFV平臺的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。特別地， 邊緣計算業(yè)務(wù)要求網(wǎng)關(guān)下沉和邊緣業(yè)務(wù)處理， 需要同時具備高性能、高集成度和靈活部署業(yè)務(wù)的能力，X86+硬件加速技術(shù)在這一領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用和創(chuàng)新空間。

與服務(wù)器綁定的專用硬件模塊會降低NFV 平臺的靈活性且成本較高。一種解決思路是將加速硬件同樣視為NFVI統(tǒng)一管理下的一類資源，通過VIM北向接口對上層管理和編排功能暴露，實現(xiàn)統(tǒng)一的資源管理、業(yè)務(wù)編排和流量導入，即專用資源通用化。也可以通過獨立的PIM或者專有設(shè)備能力直接提供北向接口，對上暴露資源給MANO，減少VIM的復雜度，保持功能清晰獨立。
來源：物聯(lián)網(wǎng)報告中心