文/Gary Maidment，本文改編自Ling Yim-Kwong博士的白皮書《NFV SDN到5G網(wǎng)絡(luò)切片》

網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代化是每個運營商必經(jīng)的歷程。NFV和SDN推動了網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代化的發(fā)展，軟件化和云化則定義了網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代化的路徑，而在網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代化歷程的盡頭，優(yōu)質(zhì)用戶體驗翹首以待。在轉(zhuǎn)型過程中，運營商要記住3個關(guān)鍵詞：敏捷、高效、速度。但是，要想實現(xiàn)真正的高效，端到端的全網(wǎng)切片必不可少。

快速、高效、敏捷：未來網(wǎng)絡(luò)的標志

隨著互聯(lián)網(wǎng)的前身——ARPANET于1969年建立，以及1973年全球第一部移動電話誕生，數(shù)字時代急速形成。10年之后，摩托羅拉推出了全球第一部商業(yè)手機，這比上世紀90年代早期開始流行的互聯(lián)網(wǎng)還要早大概10年。直到2007年，蘋果公司推出第一部智能手機iPhone，將網(wǎng)絡(luò)和移動技術(shù)結(jié)合起來，才真正改變了手機市場的游戲規(guī)則，催生了當前人人離不開的智能手機和OTT應(yīng)用的時代。

人們對App和社交網(wǎng)絡(luò)的極大需求見證了網(wǎng)絡(luò)流量的快速增長，而隨著為消費者和垂直行業(yè)而生的新型物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)不斷成熟，未來網(wǎng)絡(luò)的流量會更加高漲。據(jù)預(yù)計，2025年全球聯(lián)接總數(shù)將會達到1000億，其中約80億聯(lián)接將會來自智能手機。

然而，雖然網(wǎng)絡(luò)已構(gòu)成了當今世界的基礎(chǔ)，但網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)者和運營者——電信運營商們卻面臨著“增量不增收”的困境。據(jù)Ovum預(yù)計，2015～2025年寬帶網(wǎng)絡(luò)的流量將增加205%；與之形成鮮明對比的卻是，在此10年間，全球?qū)拵I(yè)務(wù)的消費額只能勉強增加51%。

要想保持盈利并滿足不斷增長的流量需求，網(wǎng)絡(luò)就必須更加高效，以幫助運營商在降低CAPEX和OPEX的基礎(chǔ)上提供更好的服務(wù)體驗；同時，網(wǎng)絡(luò)還必須足夠敏捷，這樣運營商才能快速創(chuàng)新并推出新業(yè)務(wù)，以便在用戶有業(yè)務(wù)需求的時候即刻滿足。高效、敏捷和速度是運營商網(wǎng)絡(luò)成功的標志性因素，也是當前運營商網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的終極目標，而NFV和SDN就是運營商轉(zhuǎn)型的有力工具。

為了更好地應(yīng)用NFV和SDN，必須將5G網(wǎng)絡(luò)分割成多個切片。每個切片都是邏輯獨立的，以實現(xiàn)某個特定類型業(yè)務(wù)的最佳體驗，不同業(yè)務(wù)和切片網(wǎng)絡(luò)之間能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享。

循序漸進：運營商轉(zhuǎn)型的4個階段

“理想很豐滿，現(xiàn)實卻很骨感。”運營商的轉(zhuǎn)型也同樣如此——既要考慮到原有網(wǎng)絡(luò)的利舊，也要考慮到相關(guān)技術(shù)和生態(tài)鏈的成熟問題；此外，員工要掌握相關(guān)的必備技 能、組織要向新的以軟件和客戶為中心的運作模式轉(zhuǎn)變……這些都需要一個漫長的過程。一般而言，運營商的轉(zhuǎn)型要經(jīng)歷4大階段：虛擬化和云化、業(yè)務(wù)遷移、端到端業(yè)務(wù)編排（EEO），以及網(wǎng)絡(luò)切片。

當然，采取更加激進的建網(wǎng)策略也是可以的，那就是壓縮這些階段，直接鋪設(shè)單獨的NFV/SDN網(wǎng)絡(luò)，將其疊加在運營商現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)之上，一次性將原有業(yè)務(wù)遷移到新網(wǎng)絡(luò)。這種方法盡管波及面很廣，但詳細了解一下各個轉(zhuǎn)型階段還是很有必要的。

階段一：虛擬化和云化

虛擬化可以實現(xiàn)網(wǎng)元軟/硬件功能的分離，就像路由器的原理一樣。這反映了軟件定義功能向計算硬件發(fā)展的轉(zhuǎn)變，可實現(xiàn)計算能力與存儲能力的靈活共享，因為軟件應(yīng)用在商品化硬件（COTS）上和在專門硬件上的運行效率是一樣的。

除了虛擬化，計算和存儲能力也逐漸從PC向集中式的云轉(zhuǎn)移。云設(shè)施能夠?qū)崿F(xiàn)功能和位置的解耦，帶來的好處包括網(wǎng)絡(luò)擴展性、資源共享、網(wǎng)絡(luò)彈性、低功耗以及效率的提升。將大量數(shù)據(jù)集中起來提供給不同用戶，用于不同目的，還可以支持大數(shù)據(jù)分析以及相應(yīng)的不計其數(shù)的應(yīng)用。

NFV將虛擬化技術(shù)引入到網(wǎng)絡(luò)設(shè)施中，將軟件功能和專用硬件解耦，支持虛擬網(wǎng)絡(luò)功能（VNF）軟件在商用服務(wù)器上運行，從而模仿網(wǎng)元功能和性能。當前，能夠?qū)崿F(xiàn)這一功能的商用產(chǎn)品包括了vIMS和vEPC。

階段二：業(yè)務(wù)遷移

運營商部署NFV和SDN、將現(xiàn)網(wǎng)遷移到新平臺上可以采取多種策略，每種策略都必須考慮到業(yè)務(wù)的重要性以及各個業(yè)務(wù)的獨立性。主要策略包括：

部署新業(yè)務(wù)：部署支持NFV/SDN功能的新業(yè)務(wù)，例如包含IMS和BoD（按需分配帶寬）的VoLTE業(yè)務(wù)。

更換平臺：當原有硬件和軟件系統(tǒng)生命周期結(jié)束、需要進行大幅度容量提升時，這是最好的方法。

部署中央SDN和NFV平臺：這種策略這樣能可實現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析，并提供新的集成業(yè)務(wù)。

業(yè)務(wù)集中化：可以此策略推動部署新的高效技術(shù)。

階段三：端到端業(yè)務(wù)編排（EEO）

NFV和SDN是相互獨立卻又互補的技術(shù)，二者都能實現(xiàn)運營商網(wǎng)絡(luò)的軟件化轉(zhuǎn)型。但是，還需在全網(wǎng)范圍部署支撐端到端業(yè)務(wù)編排（EEO）的各種應(yīng)用，這樣才能發(fā)揮這兩項技術(shù)的最大功效。

業(yè)務(wù)編排能夠加強運營商的敏捷性，助力運營商更加高效地分配網(wǎng)絡(luò)資源并縮短TTM。在諸多致力于實現(xiàn)NFV和SDN網(wǎng)絡(luò)EEO的舉措中，由Unix基金會運營管理的Open-O（Open-Orchestrator）項目是一個關(guān)鍵里程碑，其于2016年在巴塞羅那全球移動通信展期間首次公布，是多方共同努力的成果，致力于為敏捷SDN和NFV運營打造首個開源軟件框架和編排器。目前，EEO的早期應(yīng)用已經(jīng)就位，例如于2016年9月首次發(fā)布的中國電信的云VPN計劃。

階段四：網(wǎng)絡(luò)切片

傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)運行模式都很單一，即一張網(wǎng)運行所有業(yè)務(wù)，依靠諸如DiffServ等IP協(xié)議來確定不同業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，但這些協(xié)議都是零碎的，無法實現(xiàn)端到端的業(yè)務(wù)編排。

網(wǎng)絡(luò)切片已被錄入NGMN的5G愿景中，該技術(shù)可優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源分配，實現(xiàn)最大成本效率，滿足多元5G新業(yè)務(wù)的需求。NGMN將網(wǎng)絡(luò)切片定義為端到端技術(shù)，涵蓋了核心網(wǎng)和接入網(wǎng)。

新的5G空口技術(shù)就支持網(wǎng)絡(luò)切片。在核心網(wǎng)上，網(wǎng)絡(luò)切片可以單獨實施或者在新的5G空口部署之前實施。每個網(wǎng)絡(luò)切片邏輯上都是一個自給自足的網(wǎng)絡(luò)，每項業(yè)務(wù)都擁有一個獨立的網(wǎng)絡(luò)切片。例如，專門的視頻網(wǎng)絡(luò)切片、IoT網(wǎng)絡(luò)切片，或者關(guān)鍵通信網(wǎng)絡(luò)切片等等。當然，也可以將多個相似業(yè)務(wù)放在一個網(wǎng)絡(luò)切片上。

每個切片都為專門業(yè)務(wù)類型而優(yōu)化，每個都支持端到端，包括RAN和核心網(wǎng)。與LTE不同的是，5G空口支持動態(tài)和半動態(tài)切片。多個并行的網(wǎng)絡(luò)切片可以部署到一個物理設(shè)施之上，每個切片都能實現(xiàn)超可靠和超實時的聯(lián)接。

各種技術(shù)的疊加和聯(lián)動

網(wǎng)絡(luò)切片基于NFV和SDN技術(shù)，這兩種技術(shù)都需要和業(yè)務(wù)編排疊加，而業(yè)務(wù)編排需要EEO才能實現(xiàn)二者的協(xié)調(diào)。包括中國移動、德國電信、KDDI、韓國電信、NTT和韓國SK電信在內(nèi)的領(lǐng)先運營商都在朝著網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)前進，其中NTT已經(jīng)開發(fā)出一套切片網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，這是整個解決方案的關(guān)鍵一部分。

華為是業(yè)界領(lǐng)先的NFV和SDN技術(shù)供應(yīng)商，并且持續(xù)推動著這兩項技術(shù)的發(fā)展。華為咨詢服務(wù)部門提供各類產(chǎn)品、解決方案以及咨詢服務(wù)，擅長幫助運營商實施面向未來的轉(zhuǎn)型——即在5G網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)SDN、NFV和網(wǎng)絡(luò)切片，從而實現(xiàn)新業(yè)務(wù)的高效上市，同時提升運營商的利潤。

相關(guān)鏈接

SDN發(fā)揮作用

傳統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)中包含專門的路由器和交換機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)控制。SDN通過一個單獨的基于軟件的SDN控制器來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制功能的集中化，而路由器和交換機只負責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)，這樣就減少了轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)元的成本。

SDN控制器監(jiān)控大部分網(wǎng)絡(luò)，輕松識別最優(yōu)報文路由，這在網(wǎng)絡(luò)擁堵或者部分癱瘓的情況下尤其有用。SDN控制器的路由決策能力比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的路由器和交換機也高出不少，因為后者的路由決策只是基于很有限的一部分網(wǎng)絡(luò)情況。

但2016年1月的Gartner報告顯示，僅有2%的客戶部署了SDN。推遲SDN部署的主要原因就是缺乏標準化設(shè)備。對運營來說，大規(guī)模的SDN部署尚在襁褓之中。

區(qū)域云工廠

國家級的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一般包括2～3層，即接入層、匯聚層和核心層。云基礎(chǔ)設(shè)施也是分層的，一般分為本地級、區(qū)域級或者國家級的數(shù)據(jù)中心。分層能夠提升網(wǎng)絡(luò)的性能、彈性、靈活性以及網(wǎng)絡(luò)韌性，也方便網(wǎng)絡(luò)維護和網(wǎng)絡(luò)融合。

例如，每個跨國運營商的子網(wǎng)一般都包括本地的國家網(wǎng)絡(luò)和平臺。由于光纖網(wǎng)絡(luò)能夠降低傳輸成本，跨國運營商有理由將多國網(wǎng)絡(luò)設(shè)施融合成一個國際網(wǎng)絡(luò)。這種統(tǒng)一融合的平臺被稱為“區(qū)域云工廠”。對于跨國運營來說，其好處就是無需為每個國家子網(wǎng)建立平臺，只需在全球運營一個VAS平臺即可。

盡管協(xié)同會為泛歐洲和泛非洲云工廠帶來各種巨大的潛在好處，但障礙仍然存在，包括政府管制的制約、數(shù)據(jù)安全及隱私、內(nèi)容獲取是由本地還是地區(qū)定制，以及是由本地還是地區(qū)提供支撐等等。例如，有些業(yè)務(wù)可以遷移到區(qū)域云中心，而有些業(yè)務(wù)還是本地化比較好。