5G核心网虚拟化分析

-72-科学技术创新2021.035G核心网虚拟化分析刁家侯库朝才渊广州杰赛科技股份有限公司袁西藏拉萨850000冤摘要院本文简要介绍了虚拟化网络架构性能院隔离尧部署曰探索了组网架构成长过程院核心网虚拟化阶段尧网络切片尧切片部署袁以期获取5G核心网虚拟化构成袁解析其通信运行过程袁为后期网络发展奠定基础条件遥关键词院虚拟化网络架构曰网络切片曰5G核心网中图分类号院TN929.5文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2021冤03-0072-02网络部署的基础条件袁以业务发展为核心袁5G核心网络具有一定发展优势袁在有效整合新型网络架构尧虚拟化功能等新型技术的基础上袁运营商到达了行业攻坚期袁难以获得深化发展遥与此同时袁网络通信以用户数据传输需求为基础袁获得了多重发展潜能遥为此袁探索5G核心网虚拟化过程袁以期提升5G网络发展能力袁发挥其通信功能袁具有重要价值遥1虚拟化网络架构性能1.1隔离5G网络通信环境下袁虚拟化网络组网形态具有通信优势袁能够完成模块间功能业务的转载传送尧隔离控制等操作袁以此提升资源部署的灵活性与便捷性袁顺应人们对通信功能使用的多元化需求遥重组5G核心网络袁能够提升网络管理效能袁科学分离控制面尧用户操作面袁以此顺应系统部署需求遥然而袁功能层中虚拟隔离的构成袁其运行借助5G技术袁获得了物理网络技术的运行能力袁完成了功能逻辑隔离尧实时配置尧资源调取等程序遥虚拟隔离特性袁能够提升运营商构建网络切片的时效性袁顺应各类功能的运行需求袁比如网络连接尧安全防护层尧收费依据等袁此类需求在各场景模块中袁将会表现出差异性遥此外袁网络虚拟尧功能强量均作为重组5G核心网相应产生的优势遥究其原因在于院网络虚拟化能够完成全方位云化成长袁功能强化为网元功能提供多重可能性袁提升APT调取便利性袁全方位增强5G核心网适应能力[1]遥1.2部署在虚拟隔离的作用下袁5G核心网架构完成了CPF集中部署遥在部署期间袁使用的隔离技术包括院虚拟化隔离尧功能隔离遥在功能化隔离中袁包括控制层尧用户层两种隔离形式遥多种虚拟化隔离技术袁提升了网络部署集中性袁有助于增强核心机房运行能力袁集中完成网络运营管理袁借助分布式UPF完成多元化功能分流袁以低时延应用场景为例袁能够顺应功能需求袁提升部署实效性遥此种高效部署袁能够提升用户通讯体验遥在第三方用户各项信息获得拓展的同时袁顺应本地应用的实际需求遥以5G网络应用为核心袁解析硬件与软件解耦特性袁形成的虚拟化技术袁具备多重网络功能袁比如可编译尧功能延伸尧功能扩展等袁能够在云计算尧大数据等程序中袁提升5G网络与功能的交叠效果袁促进5G网络智能化成长遥此外袁在云计算应用尧用户数据分析基础上袁完成5G网络与功能的有效融合袁提升5G网络多元化能力袁比如用户行为尧业务感知袁使其智能应用更为可观遥2组网架构成长过程2.1核心网虚拟化阶段NFV作为网络功能虚拟化的缩写袁或称之为网络虚拟化遥NFV借助虚拟运行软件袁能够解耦原有网元袁增强分离软件与硬件的处理能力遥NFV框架如图1所示遥2.1.1基础层在NFV框架中袁初始层为基础项目袁集中表现为网络虚拟架构袁组成层面包括虚拟层尧硬件资源等遥虚拟层能够借助虚拟化技术袁有效整合物理功能袁比如储存尧交换等袁使其以虚拟化形式完成处理遥与此同时袁网络虚拟架构袁兼容多种类型资源袁包括标准化尧通用化等遥然而袁硬件资源层主要用于完成数据存储尧服务器运行尧网络功能部署等遥虚拟层与硬件资源层袁作为网络虚拟架构的关键成分袁使NFV具备虚拟资源池功能袁便于NFV运行相关硬件与基础设施袁提升NFV整体程序的运行能力遥2.1.2虚拟网络第二层虚拟网路的运行功能袁建立在网络功能架构基础上遥每个单一网络功能运行实例虚拟网络功能袁均对应单一的物理网元遥同时袁每个原有物理网元袁均对应单一VNF遥VNF部署在网络功能虚拟框架中袁其运行能够借助网络功能袁完成虚拟架构运行袁提升虚拟网络资源处理能力袁比如资源存储尧资源计算袁提升网元分离效果袁有效获取网元中的实体与硬件袁由此优化原有物理网元功能袁整改其单一映射网络功能的局限性问题[2]遥2.1.3运营技术运营技术具体指虚拟网络管理袁支撑技术具体指虚拟网络的功能模块遥功能模块的组成成员袁具体表现为院基础架构管理程序尧网络功能管理程序尧功能流程遥此三个组成成员袁借助实例成员完成网络功能虚拟架构袁形成全程序业务处理程序袁以此提升全部资源的管理效果袁比如基础性资源尧虚拟化资源尧全部VNF具备运行周期的整编管理程序等遥此管理层架构袁完成了自上而下的细致化管理程序袁具有逐层分化效果遥初始层架构集中负责全程序的服务编排尧资源整合调取尧网络程序管理遥在网络程序管理中袁具体包括网络服务通畅性尧网络故障消除等遥在中间层架构中袁针对虚拟网络框架开展集中管理工作袁比如虚拟功能实例监控袁虚拟功能管理遥虚拟功能管理包括院故障消除尧软件包管理等遥第三层架构中袁集中管理作者简介院刁家侯渊1986袁2袁23-冤袁男袁汉族袁云南省丘北县人袁本科学历袁中级工程师袁研究方向院通信移动核心网分析遥

2021.03科学技术创新硬件尧虚拟两类资源袁对其实施的管理行为包括质量监控尧故障以完成袁如表1所示遥消除遥诚然袁虚拟化管理程序与业务流程兼具多元化应用场景袁表1NFV部署策略比如OSS尧BSS等遥部署条件 原有功能

具备功能拓展能力的网元

有效引入

具备功能替换能力的网元

新增能力不足的网元

运行能力欠佳的网元

短信通讯功能

功能多元化设计与编排

MME、PCRF

新建功能

新功能

-73-MME、SGW

5G核心网

慎重使用 LDRA 低受众率网元 IMS、MGCF等

严禁引入

彩信、LSTP等

图1NFV标准框架因此袁在原有应用场景中袁完成虚拟化功能管理融合袁综合开展资源整编与管理工作袁具有运行可行性袁作为核心虚拟化网络与原有网络的基础性差别遥在多元化软件中袁完成相同虚拟化程序的有序运行袁展现出弹性架构运行的适应能力遥在简短功能模块市场试运行期间袁能够有效控制市场试运行成本袁在总体企业管理支出中袁能够有效降低成本消耗遥高频信号能够提升虚拟化网络开放程序袁顺应各类功能尧业务的通讯需求袁便于提升业务创新能力遥2.2网络切片网络结构中的缓存袁能够提升网络内容交互效果袁增强终端用户网络体验品质遥现阶段针对网络切片的研究活动袁集中在虚拟化应用层次遥网络切片是以原有网络为基础运行环境袁具有硬件系统功能袁表现为专用性能袁高效整合了逻辑关系尧端口资源袁含有多元化网络框架形态袁以虚拟形态融合在专网5G网络系统中遥由于网络切片在虚拟网络中的传输能力袁在各功能层中实际运维时袁应保持相互隔离状态袁以更为独立的运行状态袁完成网络切片运行袁便于在各类需求功能中袁完成传输网切片分配袁保障每个传输网切片袁以相对独立状态袁存储在物理网络中遥网络切片在使用期间袁运行了虚拟化技术袁虚拟化处理的资源包括网络端口尧网络节点等袁能够切分传输硬件设施袁使其以多重逻辑关系袁在子网中完成虚拟传输袁实现原有物理尧虚拟分支等网层的建设遥在新建虚拟化网络体系中袁与物理网层处于相对独立的管理状态袁使其控制层尧转发层具备高效运行能力遥因此袁各类差异性功能袁能够在虚拟网络层协同获得支持袁达成各类业务运行的隔离目标[3]遥2.3切片部署网络功能虚拟化技术袁在规模化商业应用中融合时袁针对各类差异网元对网络虚拟化融合的差异性需求袁由此造成功能需求无法获得满足袁引起网络稳定问题遥用户针对网络虚拟化应用部署袁应分别从有效引入尧慎重使用尧严禁引入三个视角予以原有业务视角观之袁未来一段时间的业务量袁将会发生一定数量的增长袁或者表现为业务规模获得增加袁由此形成网元尧业务量性能相应提升的需求遥如若对网元进行替换袁其更换潜在需求为积极部署网络功能虚拟化袁类如分组域公用网络袁即表1中原有功能中积极引入的MME尧PCRF等遥针对功能使用量一般袁未来发展潜能较小的网元袁比如LDRA袁应关注其全方位发展能力袁在引入网络功能虚拟化时应予慎重遥严禁引入的功能袁作为市场受众能力较差的业务袁不应对此类业务完成网络功能虚拟化的引入遥对于积极引入与慎重引入的网络虚拟化部署网元而言袁在部署网络切片期间袁人们能够发现网络虚拟化部署的更多便利性遥网络切片在实际部署期间袁能够完成多种部署形式袁比如单一域在跨域中的部署遥此种跨越式部署袁应事先掌握产品性能袁获取客户使用需求遥在部署单域至跨域期间袁核心网络完成传输尧无线应用的成长遥与此同时袁网络切片支持的功能范围获得了扩充袁运营商能够完成切片智能管理袁加强切片设计与开放袁以期顺应各类应用需求尧多元化应用场景遥此外袁每个切片中袁均能够完成特定管理策略的灵活部署袁提升各类业务与功能的个性化设定效果遥综上所述袁5G通信的使用袁为人们通信带来了多重便利遥然而袁NFV技术袁提升了5G网络系统完善性遥5G承载网络在研发与运行期间袁成功完成了5G核心网络架构的升级遥在此基础上袁科学运行网络切片部署方案袁借助NFV功效袁提升网络技术发展潜能袁为5G技术成熟化发展提供多重可能性袁由此增强运营商核心竞争力袁彰显5G网络通信便利价值遥参考文献[1]屈阜阳.5G核心网的部署策略探讨[J].大众标准化,2020(22):201-202.[2]童彦翔.5G移动核心网虚拟化探讨[J].信息通信,2020(10):221-223.[3]卢良生.5G核心网虚拟云资源池配置研究[J].信息通信,2020(7):242-243.