1、为什么要建设网络云
运营商建设网络云的主要原因在于应对数字化转型、5G时代的需求和提升网络运营效率等多个方面。具体来说,建设网络云有以下几方面的重要原因:
1)应对5G时代的需求
5G网络的特性,如超高带宽、超低延时、大规模物联网连接等,要求更加灵活、可扩展和高效的网络架构。传统的网络架构无法充分满足5G网络对于弹性、性能和按需定制服务的要求,而网络云能够提供更加灵活的资源管理能力:
网络切片:通过云平台实现网络切片,可以根据不同业务场景(如自动驾驶、远程医疗、工业互联网等)提供定制化的网络服务,满足不同行业的差异化需求。
按需扩展:云化网络可以根据用户需求和流量动态调整资源分配,实现按需扩展,避免资源浪费。
2)提升网络运营效率与降低成本
网络云能够帮助优化运营流程,降低总体拥有成本(TCO):
资源整合与共享:通过虚拟化技术,网络功能可以从传统的专用硬件解耦,整合到通用硬件平台上运行,减少了对专用设备的依赖,节省了硬件成本和维护成本。
自动化运维:云平台使得网络运维能够实现高度自动化。通过智能监控、故障预测和自动修复,减少了对人力的依赖,提高了运维效率。
3)推动业务创新与加速数字化转型
网络云建设为其数字化转型和业务创新提供了重要支撑:
新兴业务支持:网络云可以更快地部署和支持新业务,如边缘计算、物联网、大数据、人工智能等。这些新兴技术需要灵活、可扩展的计算和网络资源,而网络云能够快速响应业务需求,推动新业务创新和应用场景的落地。
敏捷开发与部署:云化网络架构支持更敏捷的应用开发和服务部署,缩短了创新产品的上线周期,帮助中国移动更快地适应市场需求变化。
4)增强网络安全性和可靠性
网络云的建设还能够提升网络安全性和可靠性:
云原生安全架构:云平台引入了云原生安全设计,通过统一的安全策略和自动化安全监控,提升了网络安全管理的效率。
容灾备份与快速恢复:网络云通过分布式的云架构,支持多数据中心的容灾备份能力,提高了网络系统的可靠性和灾难恢复能力,确保网络的高可用性。
2、核心概念
NFV(Network Function Virtualization)是将设备功能通过软件实现,运行于通用硬件设备之上,并采用虚拟化技术实现硬件资源共享,推动网络全面转向云化、智能化,打破原有软硬一体刚性的传统通信网络,形成基于标准化、云化的通用基础设施+软件化的网络功能及平台产品的全新架构,以增强系统灵活性,提升效益与效率
3、网络云核心架构
网络云采用“三层一域”目标架构体系,清晰界定硬件层、虚拟层、网元层和管理编排域,
1)PIM:定义统一的硬件资滁管理和硬件曾理雯求
2)VNF(Virtual Network Function)
虚拟化网元功能,支持弹性伸缩可以运行在不同厂商的NFVI上且性能可评估。
3)VNFM(Virtual Network Function Management )
VNF包管理:解析VNFD,触发虚拟资源的分配、修改和收回:VNF的生命周期管理:有关auto-scaling处理
4)NFVO-VIM云管理接口:在Openstack开源基础上,定义统一的虚拟资激和硬件资源的件能和告警管理要求
4、网络云建设策略:平台集中、转发下沉
最上面是全网集中运营的业务平台
中间是区域集中基础业务类、用户数据类及信令处理类网元,可全网统规划,加快推进NFV集中化建设,移动性相关的信令处理网元,如MME、SAE、GW-C等,集中化后时延能满足业务要求。集中化需解决基站跨省连接、传输承载方案。
转发性能要求高、时延敏感,与业务体验相关性大的媒体转发和接入类网元,靠近用户有利于提升用户体验。
5、移动云网络架构
网络云采用“集中+边缘”两级架构,实现平台集中建设、业务全国服务、转发分布下沉,区分业务需求差异化、智能化部署。
1)集中网络云
对于基础业务类、用户数据类及信令处理类网元,集中化、云化部罢
采用NFV标准“三层一域”逻辑架构
全网划分为“八大区”,形成“N个区域中心”的布局,集中管理、分区接入
2)网络云边缘节点
对于转发性能要求高、时延敏感,与业务体验相关性大的自有通信网元,以及自有及第三方边缘应用,靠近用户部署
边缘节点满足多样化业务需求,侧重性能和业务灵活性,具备多种异构形态
根据业务需求部署在省中心、地市、区县及以下
6、网络云组网实现:
1)三层三平面
网络云硬件资源池自下而上分为接入层、核心层、出口层三层
接入层:各类计算服务器、存储设备分模块接入架顶交换机TOR
核心层:部署EOR和EOR配对路由器/SDNGW
出口层:配置CMNET接入路由器接入CMNET;配置业务CE、网管CE和业务支撑CE接入IP承载网AR
根据资源池中的流量分类划分为管理平面、业务平面、存储平面,三平面物理隔离
管理平面:VIM对各计算节点进行管理、存储管理、硬件管理
业务平面:业务系统内部通信、对外通信
存储平面:存储数据读写、副本同步、教据重构等
2)网络云组网:按业务需求分类
资源池分类布局:从业务应用、业务管理角度,分为I类资源池和I类资源池,从安全角度,分为可信资源池和DMZ资源池
分类 | 安全分类 | 管理方式 | 计算配置 | 存储配置 | 组网方式 | 部署网元平台 |
1类资源池 | 可信资流池 | 由NFVO管理(云资源管理、网元生命周期管理 | 配置统一。采用NC1(业务)、NC2 M)模型 | 配置统一,采用SAS硬盘存储服务器 | 采用NFV/SDN组网 | 部署与CMNET无连接的VNF,以及与CMNET有连接、但不可通过CMNET被其它网元/终端直接访(问的VNF(EPC) |
DMZ资源池 | 采用NFV/SDN组网 | 部署与CMNET有连接、且面向公网提供服务的VNF网元 | ||||
设置D1Z区进行安全隔离 | ||||||
2类资源 池 | DMZ资源池 | 由NFVO管理(云资源管理) | 多种配置,采用NC2(VIM)、NCI. NMI(网管)t等模型 | 多种配置,有SAS硬盘、SATA硬盘等存储服务器 | 采用NFV/SDN组网 | 对网络云管理的各类网管平台 |
设置D1MZ区进行安全隔商 |
7、移动网络云的建设过程经历了三期规划,每期都有明确的目标与发展步骤,以实现从基础设施构建到深度应用的逐步过渡。
一期(2019-2020):基础设施建设
目标:建设初步的网络云基础设施,搭建网络云的技术框架。
基础设施搭建:一期的重点是构建网络云的基础设施,包括数据中心的部署、云化网络平台的搭建等。通过引入虚拟化技术和云计算基础设施,逐步推动核心网和承载网的云化。
网络功能虚拟化(NFV):移动在一期中开始部署NFV,将传统网络功能从硬件设备中解耦,通过软件虚拟化的方式在通用服务器上运行。这为网络资源的灵活调度和高效利用奠定了基础。
初步云化服务:一期阶段主要提供了初步的云化服务,包括vEPC(虚拟化演进分组核心网)、vIMS(虚拟化IP多媒体子系统)等,这些服务的云化实现了基础网络功能的初步迁移和虚拟化。
二期(2021-2022):规模化部署与优化
目标:在全国范围内实现网络云的规模化部署,同时优化网络性能和服务能力。
全面覆盖:二期的重点是将网络云的部署扩大到全国范围,覆盖主要的数据中心和区域网络。通过规模化部署,使云化网络服务能够更广泛地服务于全国的网络需求。
服务性能优化:随着云平台的部署,二期还致力于提升云化网络的性能和可靠性。通过资源调度优化、网络切片等技术,提升云平台的服务能力和响应速度,满足不同业务场景的差异化需求。
混合云与多云架构:二期建设中逐步引入混合云与多云架构,以适应不同业务系统的需求。云边协同(即边缘计算与云平台的结合)开始应用,支持低延时、高带宽的应用场景。
5G云网融合:随着5G的全面推广,二期建设加快了5G网络与云平台的融合,通过云原生的方式运行5G核心网,使网络部署更灵活、高效。
三期(2023年及以后):智能化与全业务云化
目标:实现全业务上云,推动网络云的智能化与自动化管理。
全业务云化:三期建设的核心目标是推动从核心网到业务平台的全面云化,所有的网络服务和功能都在云平台上实现。5G核心网、物联网平台、边缘计算等业务全部迁移到云平台运行。
智能化网络管理:三期注重通过AI、机器学习等技术,实现网络的智能化管理和自动化运维(AIOps)。通过智能监控、自动故障检测与修复,提升网络管理的效率和可靠性。
网络切片与超低延时服务:在云化平台的基础上,三期将进一步推广网络切片技术,实现灵活的按需定制服务。同时,支持超低延时、高带宽的应用,如自动驾驶、工业互联网等。
建设网络云是为了应对5G时代的技术和业务需求,提升网络的灵活性、运营效率和创新能力,同时降低成本并支持多元化的业务场景。