探討移動核心網虛擬化影響和演進

李 朋

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探討移動核心網虛擬化影響和演進

李 朋

廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510310

在各大運行商網絡進入網絡功能虛擬化背景下，移動網絡中專有網絡設備將逐漸被通用服務器的虛擬網絡所取代。在這一背景下，對移動核心網虛擬化所造成的影響和演進進行分析不僅具有現實意義，而且對促進我國移動核心網演進也提供了必要的理論支持。

移動；虛擬化；核心網

隨著網絡中數據的快速增長，運營商需要不斷的增加投資;通過合理的方式縮短建設中期;在修建、改造、升級移動網絡過程中大量的運行成本。因此;在發展過程中;如何提通過合理的措施使網絡管理的靈活性;提高設備利用率;降低運行成本都是各大運營商必須要面對的一個問題[1]。

1 移動網核心虛擬化需求

數據流量的快速增長，是網元的數量和容量都有所提高。在數據量巨大，大量用戶長期在線，移動終端與網絡之間頻繁活動的情況下，這對移動網絡來說，一方面空口資源有可能會受到限制，另一方面用戶數據的轉發、處理控制面信令對網絡的處理能力來說都是一種調整。由此可見，在具體操作過程中，網絡必須有足夠空間應付發生的情況。現在網絡環境的管理和能耗問題都對人們的生活造成了不同程度的影響，因此需要網絡在運行過程中依據業務的動態變化，對網絡資源的使用進行及時調整，對網絡的運行和管理進行優化，從而合理的避免低效運行情況的發生。針對不同區域或者不同時段，對網絡資源的占用都是動態的，每時每刻都會發生變化。例如，在辦公地點、集會場所會產生周期性變化，或者在夜間、周末等一些周期性的時間段，網絡流量都會出現周期性的變化，會周期性的出現谷值和峰值，如果在網絡資源配置過程中，始終都依照網絡峰值進行，那么在網絡處于谷值時，勢必會導致大量的資源空閑，造成資源浪費，增加了運行成本。由此可見，從方便網絡管理和節省資源角度對問題進行分析，如果在具體操作過程中可以依據網絡的具體應用情況對網絡資源進行動態調整與控制，針對移動網絡的發展來說意義重大[2]。

2 移動核心網虛擬化演進架構

移動核心網逐步向網絡功能虛擬化（NFV）方向發展，將會把所有的網元都部署在商用成品（COTS）服務器硬件之上，然后再利用虛擬層進行抽象處理，最終通過將資源提供給上層移動核心網元件，然后由其進行調用[3]。在具體操作過程中，針對用戶面設備，高速處理用戶數據，為了確保處理速度能夠滿足系統的運行需求，要增加對硬件進行必要的加速功能。例如，通過Intel的DPDK套裝實現對原有硬件資源的直接調用，這樣能夠使COTS的吞吐量性能得到進一步提升。

此外，在未來一段的發展時間內，考慮到NFV與SDN（軟件定義網絡）兩者的合理結合。移動核心虛擬化的網元部署到統一數據中心，從而實現集中化部署，這一方面可以是網絡運維效率得到提升，另一方面也使轉發面與控制面兩者發生了分離，使整個運行變得更加科學合理[4]。在架構中，控制面網元與虛擬交換機相連接，從而實現對數據用戶的合理疏導與轉發，這也可以實現對全網的高效、統一管理，并且可以有封閉黑盒逐漸向網絡軸向開放可編程移動網絡方向發展。

3 引入虛擬網絡化技術的策略

在引入虛擬網絡化技術過程中，第一，因為EPC核心網絡控制面網元的核心是狀態機計算和處理信令，因此在具體操作過程中可以通過利用通用服務器和芯片的計算性能完成相應的操作[5]。并且在操作中，對于信令的處理要求不僅可以通過堆疊硬件的方式完成，而且也可以通過編排功能和管理的方式完成相應的調度和自動化部署，從而使網絡的自動化程度和彈性都得到進一步提高。第二，因為通用服務器和芯片在用戶數據轉發上存在一定的短板，所以在具體操作過程中需要度對用戶面進行長時間優化，并且需要適當的引入硬件或軟件，從而滿足用戶對高數據的處理需求。由此可見，如果通用硬件平臺的硬件堆疊和優化可以滿足轉發性能，則可以考慮對移動核心網用戶面網元實現虛擬化，并且能夠很好的有傳統網元進行兼容。第三，幾何NFV和SDN技術，使硬件和軟件解耦功能可以得到發揮，對轉發分離進行優化控制，提高EPC的彈性，使網絡轉發策略得到進一步提升。

EPC核心網絡虛擬化在具體實施過程中，可以對通常網絡進行合理應用，由簡單逐漸向難度較高的組網方向發展，軟件應用和虛擬化硬件由單個廠家供應逐漸向多個廠家分層集中，逐漸過大網絡虛擬化的部署范圍，使其代替傳統的具有硬件的核心平臺[6]。

4 結束語

隨著流量快速增加的互聯網時代的到來，各大運營商在具體經營過程中要通過合理的措施降低網絡部署成本，并且需要提高網絡資源運維的靈活性和可拓展性，為用戶提供更好的網絡體驗。

[1]趙慧玲，解云鵬，史凡.網絡虛擬化及網絡功能虛擬化技術探討[J].中興通訊技術，2014（03）：8-11.

[2]胡曉娟，趙慧玲.基于虛擬化技術的核心網絡研究[J].電信科學，2014（08）：42-46.

[3]楊紅梅，趙勇.移動網絡虛擬化關鍵技術及相關標準[J].電信網技術，2016（02）：62-67.

[4]苗杰，高功應.移動核心網虛擬化演進趨勢探討[J].郵電設計技術，2014（5）：5-9.

[5]蔣青，張佳星.虛擬化移動核心網任務調度算法研究[J].數字通信，2014，41（3）：1-3.

[6]趙慧玲，解云鵬，史凡.網絡虛擬化及網絡功能虛擬化技術探討[J].中興通訊技術，2014（3）：8-11.

Discussion on the Mobile Core Network Evolution and the Impact of Virtualization

Li Peng

Guangzhou GCI Science & Technology Co., Ltd., Guangzhou 510310

in the operation business network into virtual network function of background and mobile network technical secondary school with network equipment will gradually be replaced by the universal server virtual network. Under this background, the analysis of the virtualization of mobile core network caused by the impact and evolution have not only practical significance and to promote China's mobile core network evolution also provides the necessary theoretical support.

mobile; virtualization; core network

TN929.5

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1009-6434(2016)07-0176-02