經(jīng)過多年發(fā)展,云計算已經(jīng)形成較為完整的生態(tài)體系,并逐漸切入到重點行業(yè)。在電信行業(yè),傳統(tǒng)運營商網(wǎng)絡大多是以專用形態(tài)來呈現(xiàn)的,緊耦合的軟硬件形式導致網(wǎng)絡系統(tǒng)的業(yè)務“豎井”和功能綁定,因此業(yè)界需要一種通用的硬件架構,配合靈活的軟件方式來解決這些問題,在此背景下,電信云應運而生。
為應對網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型的需求,電信云應運而生云技術的成熟和網(wǎng)絡業(yè)務的升級驅(qū)動電信云發(fā)展。一方面,不斷涌現(xiàn)的新型IT技術正逐漸滲入到電信行業(yè),虛擬化、云計算、SDN/NFV等技術可以實現(xiàn)電信業(yè)務云化和網(wǎng)絡功能靈活調(diào)度,以達到網(wǎng)絡資源最大化運用;另一方面,伴隨著5G時代的到來和邊緣業(yè)務的興起,當前運營商網(wǎng)絡軟硬一體的通信網(wǎng)元和轉(zhuǎn)發(fā)控制一體的網(wǎng)絡設備,難以滿足快速發(fā)展的網(wǎng)絡業(yè)務需求,不能很好地兼容新業(yè)務。為應對網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型的需求,以SDN/NFV等技術為基礎的電信云應運而生。
電信云基于虛擬化、云計算等技術可以實現(xiàn)電信業(yè)務云化,基于SDN/NFV關鍵技術實現(xiàn)網(wǎng)絡功能自動配置和靈活調(diào)度,基于管理與編排實現(xiàn)業(yè)務、資源和網(wǎng)絡的協(xié)同管理和調(diào)度。根據(jù)服務的對象不同,可以將電信云分為面向CT的云和面向IT的云。
如圖所示,CT云側(cè)重于網(wǎng)絡的云化,意在建設云化的新型電信網(wǎng)絡服務環(huán)境;IT云是針對運營商內(nèi)部的應用系統(tǒng)的云化,如計費與結(jié)算系統(tǒng)、營業(yè)與賬務系統(tǒng)、客戶服務系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)等的云化。
圖電信云架構
CT云將通信網(wǎng)元建設在云的架構上,由于電信業(yè)務的特點,使得CT云在功能和性能方面明顯區(qū)別于IT云。功能上,CT云除了有云資源管理,還有虛擬化網(wǎng)元生命周期管理和電信業(yè)務編排和管理,通信行業(yè)屬性顯著。性能上,由于通信網(wǎng)絡強轉(zhuǎn)發(fā)大路由的特點和99.999%的高可靠性要求,CT云須在轉(zhuǎn)發(fā)平面、操作系統(tǒng)、虛擬化層等方面進行電信級技術增強。
全球運營商皆邁向云化演進道路早期,移動通信設備都是以專用的設備形態(tài)呈現(xiàn)的,在專有平臺架構下,各硬件設備彼此獨立。隨著IT技術的快速發(fā)展,云計算、虛擬化、SDN/NFV等技術逐漸應用到電信行業(yè),靈活的軟件方式終將替代傳統(tǒng)的專屬硬件。將電信業(yè)務云化可以實現(xiàn)網(wǎng)絡功能的靈活調(diào)度和網(wǎng)絡資源的最大利用,因此,建設電信云服務環(huán)境來重構電信網(wǎng)絡以及電信業(yè)成為了運營商戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的重要一步。
在國外,從AT&T發(fā)布的Domain 2.0計劃開始,DT、Orange、Telefonica等大量的電信運營商邁向云化演進的道路。在國內(nèi),中國移動的NovoNet 2020、中國聯(lián)通CUBE-Net 2.0、中國電信的CTNet 2025等一系列規(guī)劃和愿景,本質(zhì)上都是傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡的云化轉(zhuǎn)型,基于電信云服務環(huán)境來承載電信級業(yè)務。
從目前來看,電信云的發(fā)展可以概括為兩個階段:獨立電信云階段和分布式統(tǒng)一電信云階段。
獨立電信云階段,這一階段運營商主要部署vIMS、vEPC、vBRAS、vCPE等網(wǎng)元,同時,引入MANO來實現(xiàn)自動化的網(wǎng)元和業(yè)務部署。在這種方式下雖然也會部署幾個數(shù)據(jù)中心,但是各個數(shù)據(jù)中心的電信云是互相獨立的,之間沒有DCI(數(shù)據(jù)中心互聯(lián))或者業(yè)務互相遷移的需求。
分布式統(tǒng)一電信云階段,在這個階段運營商希望中心DC、區(qū)域DC和邊緣DC能夠統(tǒng)一管理,業(yè)務和管理呈現(xiàn)為一朵云,真正形成分布式統(tǒng)一電信云。這就要求把整個廣域網(wǎng)納入電信云管理平臺實現(xiàn)DCI,對系統(tǒng)的整合能力提出了更高的要求。
電信云關鍵特性及對網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型的支持電信云具有以下3個顯著特點:高性能、高可靠性和電信級可管可控。
高性能體現(xiàn)在大路由轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡自動化。電信云有大量路由型VNF的引入,需要支持海量IPv4/IPv6路由學習與轉(zhuǎn)發(fā),以及數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的故障快速感知與倒換,實現(xiàn)網(wǎng)絡擁塞前調(diào)整流量、質(zhì)量劣化前優(yōu)化質(zhì)量,從而達到網(wǎng)絡自治。
高可靠性體現(xiàn)在電信級“5個9”的針對性優(yōu)化。電信業(yè)務對現(xiàn)有IT數(shù)據(jù)中心和基礎設施在可靠性方面提出了更高要求,NFV系統(tǒng)由服務器、存儲、網(wǎng)絡和云操作系統(tǒng)多部件構成,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。
電信級可管控體現(xiàn)在標準化電信資源的運維和管理。電信云將資源集中管理,全網(wǎng)資源共享,提升資源利用率,降低建設成本;網(wǎng)絡集中運維,提升運維效率,降低運維成本;業(yè)務集中部署,實現(xiàn)業(yè)務快速迭代。
傳統(tǒng)運營商網(wǎng)絡大多是以專用形態(tài)來呈現(xiàn)的,這種緊耦合的形式必然導致網(wǎng)絡系統(tǒng)的業(yè)務“豎井”和功能綁定。隨著軟件定義網(wǎng)絡以及網(wǎng)絡功能虛擬化技術的發(fā)展,電信云將對電信領域的業(yè)務實現(xiàn)、業(yè)務運營等各個方面帶來巨大變化?;陔娦旁频年P鍵特性,可從以下4個方面助力通信運營商完成網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型。
一是架構重構:建立以DC為中心的云化架構,支持新業(yè)務快速上線與調(diào)整。
二是網(wǎng)絡重構:通過SDN/NFV實現(xiàn)靈活智能的網(wǎng)絡,自動感知業(yè)務需求,自動調(diào)整網(wǎng)絡連接,實現(xiàn)網(wǎng)隨云動。
三是業(yè)務重構:基于統(tǒng)一的云平臺,重構不同的電信業(yè)務,實現(xiàn)按需業(yè)務部署與調(diào)整,降低新業(yè)務上線周期。
四是運營重構:通過“全在線”、按需自動化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)化的運營模式,將業(yè)務運營模式從管理型轉(zhuǎn)變?yōu)榉招停嵘龢I(yè)務體驗。
一個敏捷靈活的電信云平臺是實現(xiàn)以上四大重構的基礎。統(tǒng)一融合的電信云平臺可以同時承載CT和IT業(yè)務,滿足移動接入、企業(yè)連接、固定接入、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)和運營商應用系統(tǒng)等多種業(yè)務場景需求。
電信云助力5G發(fā)展基于SDN/NFV技術,電信云將5G核心網(wǎng)網(wǎng)元功能如路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動性管理、會話管理等從硬件設備中解耦出來,拆分為更細粒度的服務單元,這一思想與5G核心網(wǎng)設計原則不謀而合。5G核心網(wǎng)系統(tǒng)架構采用原生云化的設計思路,將網(wǎng)絡功能拆分為細粒度的網(wǎng)絡服務,網(wǎng)絡服務可以對應部署在電信云平臺上,為差異化的業(yè)務場景提供敏捷的系統(tǒng)架構支持。同時,電信云操作系統(tǒng)協(xié)調(diào)上層應用和底層硬件,支持基于MANO的全自動部署,支持自動化彈性伸縮,提升運維效率。
另外,5G核心網(wǎng)的關鍵特性之一網(wǎng)絡切片,也可以由電信云的虛擬切片網(wǎng)絡來支持,實現(xiàn)網(wǎng)絡切片的各子片業(yè)務需求到網(wǎng)絡資源的傳遞與適配。電信云將網(wǎng)絡拓撲虛擬化,由虛擬的計算、存儲資源和拆分后的網(wǎng)絡服務單元按需構建隔離的專用虛擬切片子網(wǎng)。根據(jù)切片承載的業(yè)務對網(wǎng)絡的需求不同,層次化地控制各個切片,最終實現(xiàn)網(wǎng)絡拓撲和資源端到端的統(tǒng)一編排管理。
電信云DC將最終承載運營商5G核心網(wǎng)的業(yè)務、支撐、網(wǎng)絡系統(tǒng),成為運營商ICT基礎設施的新核心。未來,基于云的架構和思想來提供網(wǎng)絡服務已成趨勢,電信云將不僅服務于5G網(wǎng)絡,還將應用于運營商現(xiàn)網(wǎng)的升級改造,成為運營商戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的重要一環(huán)。
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