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移动端

核心网为什么要搞虚拟化(NFV)?

稍微懂一点通信的同学,一定知道,移动通信网络虽然包括很多组成部分,但实质上,就分为两侧:一个无线侧,一个网络侧。

作者:小枣君@鲜枣课堂来源:网优雇佣军|2018-04-11 14:56

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稍微懂一点通信的同学,一定知道,移动通信网络虽然包括很多组成部分,但实质上,就分为两侧:一个无线侧,一个网络侧。

无线侧&网络侧

无线侧,关注重点是无线接口,也就是信号质量、网络覆盖。网络侧,关注重点是路由转发和数据处理,其实也就是业务管理。

网络侧通常也直接称为核心网侧,由各种功能的核心网设备组成,这个玩意非常复杂。。。不信?随便扔个组网图你感受一下:

这还是简版的,你看里面有一个黄色圆圈的IMS。实际上,简单3个字母,代表的就是一堆东西:

你说复杂不复杂?

通信网络的复杂,是通信技术不断发展的必然结果。2G网络是简单的,可是,后来又建了3G、4G,马上又要来5G,这么多网络并不是马上就完成交接的,而是会长期并存。多种网络并存,势必导致网络规模的庞大和复杂。

More and more 需求……

More and more 功能……

More and more 网络……

More and more 设备……

More and more 接口……

More and more 信令……

复杂的网络,对手机用户来说是透明的,但是对运营商来说,带来很多的问题:

硬件资源利用不合理 ?

网络维护越来越困难  ?

经营成本不断地攀升  ?

异厂家对接繁琐低效  ?

新业务上线速度缓慢  ?

业务应用死板不灵活  ?

………………

小枣君不免想起来一首歌:

(不自觉地跟唱了吧?有木有?)

在如此竞争激烈的时代,这些问题严重影响了运营商的运营成本和效率,降低了运营商的利润,也削弱了竞争力。

于是乎,新的解决方案被提出来了——

什么是虚拟化?

我们通信行业通常所说的虚拟化,实际上全称是网络功能虚拟化(NFV,Network Function Virtualization)

为什么要特别强调通信行业?

因为最开始的虚拟化,实际上是一个IT行业的概念。随着IT和CT(Communication Technology,通信技术)不断融合走向ICT(Information Communications Technology),虚拟化技术也开始进入传统通信行业。

网络功能虚拟化(NFV)的定义:

采用虚拟化技术、基于X86等通用硬件实现业务功能节点的软件化。

有点懵逼?额,那我们先来看看,NFV是怎么来的吧。

最开始的通信设备,架构是这样的:

业务:就是网络的功能作用

控制:就是网络的整体管理

媒体:就是用户的数据流

也就是,所有功能做在一个设备里,什么都管。

后来,为了更灵活更省钱,变成这样:

看上去一个变两个,怎么会省钱?

实际上,是N个“控制+媒体”变成1个“控制”加N个“媒体”。(这里是为了大家理解方便,所以举个“1对多”的例子,实际上很灵活,可以是“多对多”)

画个示意图,一看就懂:

再后来,为了更更灵活和更更省钱:

业务也从控制中剥离出去了。 大家各自分工,专门干自己的活。

现在,提出来虚拟化的概念,更彻底的剥离:

干脆直接用IT行业的通用硬件(就是大家在电信或企业机房看到的HP、DELL品牌的服务器,刀片或塔式那种),取代传统的各个通信厂商(华为、中兴等)的自研硬件(ATCA、ETCA那种)。

当然啦,虚拟化不是换个硬件平台那么简单。

在硬件平台之上,有非常强大的虚拟化软件平台进行管理。这个软件平台,也是IT行业的开源(源代码公开,人人皆可开发)软件平台,例如大名鼎鼎的Openstack。

设备商在开源平台的基础上,进行定制开发,做出自己的系统。

说简单一点,这么理解:

虚拟化平台在硬件上包了一层封装,真正的硬件对你来说不可见,它提供了很多虚拟的硬件资源,供你使用。

你可以灵活取用这些虚拟资源(CPU 存储 网络),在这上面装系统,装程序。

从而,让这些程序去实现你的电信设备网元(MME SGW PGW CSCF AGCF等)的功能。

更夸张一点,你家的台式机PC,捣鼓一下,也能当电信设备用。。。

怎么样?牛不牛掰?

让一切虚拟起来,就能够实现极致的灵活。。。

下面这个就是网络功能虚拟化(NFV)的整体结构图:

看不懂没关系,以后会专门介绍

虚拟之后,对硬件资源的调用非常方便自由。

如果网络的工作量负荷太高:

动态增加CPU数量

如果负荷太低:

动态减少CPU数量

明白了吧? 在虚拟化的帮助下,系统更加灵活,更加节约资源。

而且,系统的容灾能力也大大增强。实体硬件坏了,迅速响应和处理。

硬件坏了怎么办?看下面这个图:


小枣君自制超牛逼酷炫叼炸天动画技术展示

好啦,虚拟化大概就是这么个东东。

不过,虽然虚拟化看上去很牛掰,但目前仍然处于发展阶段。从诞生到非常成熟,肯定还需要一个周期。

机遇?挑战?

虚拟化虽然带来了很大的好处,但是对于通信行业的同仁来说,真的不见得是一个好事情。

因为,原来就已经很残酷的竞争,就要变得更加腥风血雨。。。

如果说,以前利用专有硬件的优势,还是建立行业壁垒的话,现在,软件化之后,这样的优势将荡然无存。

卖硬件本来利润就微薄,现在可好,更难搞了,将要面对的是DELL、HP这些老牌厂家更残酷的竞争。

搞软件嘛,BAT这些互联网巨头在软件上的实力,想想也是头痛。更何况,国外还有GOOGLE,FACEBOOK,AMAZON在虎视眈眈。。。

更更更悲催的是,以前以为只是网络侧会沦陷。现在,无线侧也开始支持虚拟化了。所以,到最后,也许只剩下天线不能虚拟化,所有的通信设备都将支持虚拟化。

面对这样的局面,通信设备商真的是有苦说不出啊。。。

该来的迟早会来,传统通信企业只能自求多福了...

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【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】

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