5G核心網切片運維管理關鍵技術研究

張 巍

（中國移動通信集團江蘇有限公司，南京 210000）

0 引言

在移動通信及互聯網技術不斷進步發展之下，漸漸產生了各種差異化穩定業務需求，由此這就促進了5G網絡切片的出現。最近幾年，國內外一直在進行該網絡切片研究，有學者確定了網絡切片的基本概念，即提供特定網絡能力及網絡特性的最紅邏輯網絡。有學者重點對其進行專題研究，重點包含有網絡管理、框架制定，等等。還有一些學者則開發了相關的項目內容，以期在切片配置、管理及編排之下，達到端端切片，同時引入到垂直行業及移動網之中。從運營商的角度分析，它具有極強的優勢，比如能夠有效降低建網的時間、優化了網絡連接，降低了建網成本，保證了服務的敏捷性，等等。以下就將重點對其具體的運維管理功能要求及關鍵性技術進行分析。

1 運維管理功能要求

在3GPP標準之中重點定義了自網切片生命周期管理、運維管理、NSSMF以及NFVO之間的接口關系。依照其標準，其生命周期管理之中必須要包含有切片的設計、配置、激活、調整和終結等內容，而運維管理則主要包含有整個生命周期的所有功能[1]。依照其標準，切片管理功能必須要包含性能、故障等方面的管理，所以運維管理當中就必須要有從VNF采集網元告警、配置等信息的功能。同時還要有從NFVO之中得到切片資源信息的能力，同時滿足跨層資源拓撲關聯；并且還能夠具備靈活性的擴縮容及故障自愈等基本閉環保障功能。

通過3GPP標準分析，5G核心網切片運維管理還必須要滿足這幾項功能：第一，設計，要能夠確保業務可以實現快速創新，不斷更新動態資源庫。第二，部署，依照NFVO達到網絡部署的目的，要能夠實現容器資源及虛擬機的統一化編排，實現按需調度，最終合理分配資源。第三，保障，將策略作為動力，確保可以滿足靈活的彈性及自愈等多項功能，同時可以支持SLA監控，有效處理和修復閉環故障。

2 關鍵技術

2.1 設計

其設計的主要內容包含有構建起服務保障模型、配置模型以及切片模板，然后再測試和發布已經設計好的切片模板。

2.1.1 設計功能

（1）切片設計：切片服務等級協議需求當中主要包含平均速率、在線用戶數、峰值速率、共享需求、業務類型，等等[2]。模板設計當中主要包含切片類型、容量，以及SLA模型及話務模型。切片配置設計中主要包含子切片網絡服務描述以及NVF配置參數的配置模型，等等。切片生命周期設計主要包含有切片變更、流程定義部署、激活流程定義配置以及流程定義終止和彈縮，等等。

（2）資源預留：網絡服務規劃以及NFVI資源規劃。

（3）保障設計：主要包含有告警系統規劃設計、業務KPI模型設計以及監控規劃設計。一般監控指標主要包含有應用層及業務層和資源層三部分。

2.1.2 測試功能

重點進行仿真測試和業務驗證，同時對具體的工作流程進行驗證，等等。測試管理功能一般包含有測試用例、測試工具和測試任務的管理，另外還有測試報告生成等內容[3]。

2.1.3 發布功能

在這之中主要包含流程發布、協議轉換、接口發布以及版本控制等多項內容，另外還需要將通過驗證的版本上傳到版本庫之中，主要包含有版本的注冊以及版本的回退等多項內容。

只有在完成上述三項內容之后才可以進行切片部署。

2.2 部署

進行切片部署的主要目的就是要實現切片的自動化部署，以此生成南北向的激活接口。在其部署自動化當中具體的流程主要是先進行切片配置，然后再創建切片，最后再對其切片服務保障進行激活，在這之中切片配置的主要內容就包含切片業務的配置、用戶簽約配置以及運維保障參數的配置，等等。而切片創建則是把子切片的基本需求直接轉換成為一種服務需求，同時把服務需求分解成為切片網元設計，從而生成NSD以及配置數據并向NFVO和網元下發。切片服務保障激活則主要包含有直接把切片所需要的服務SLA的要求直接轉成服務保障監控任務下發激活。

需要注意的是，切片配置管理的主要功能同時又包含有配置執行、校本管理以及配置稽核。其中腳本管理則主要包含有切片配置、業務配置、維護配置以及用戶配置等多項內容，而配置執行則必須要滿足支持失敗回退保障、支持定時任務執行以及支持失敗回退保障等功能。配置稽核當中主要有定期校驗每一個NFV網元關鍵配置以及能夠實現對NFV網元配置的采集管理。

2.3 保障

進行切片閉環保障最主要的目的就是構建起來面向生命周期的業務服務保障能力。

其生命周期和服務流程設計就是在切片設計過程中產生的，從設計提出了相關的保障需求，重點包含有告警系統的規則設計、業務KPI的模型設計、業務診斷測試定義以及監控規則的設計，等等。

其閉環保障功能主要包含有資源管理、優化管理、策略中心以及綜合保障等多項內容。其中資源管理主要是繪制跨層資源視圖；優化管理則是依照資源管理及綜合保障的基本輸出，依照一些歷史數據對數據進行分析，以此幫助策略中心將切片優化的策略確定出來；綜合保障則主要進行性能指標、日志以及告警等信息的采集；策略中心則是整個環節的控制中心，重點定義優化策略[4]。策略中心給網絡下發要去執行的相關優化策略，其中主要包含有重新部署以及切片擴縮容等內容。與此同時還會下發給綜合保障，以此對更新之后的切片能夠滿足SLA要求進行實時監控，從而進入到下一輪的閉環保障之中。

具體的閉環保障流程主要包含有：先進行觀察，重點針對關鍵性指標、異常事件以及配置信息，等等；然后進行調整，具體需要在多維度的分析之下，形成相關的切片業務指標等內容；接下來再進行決策，具體依照評估結果給出切片優化的建議；最后再去行動，重點對優化結果進行審核，同時進行驗證，之后發布。

3 結束語

總的來說，5G核心網切片運維管理之中的關鍵技術應該要包含有切片設計、切片部署以及切片自動化運維保障三項，它們的存在可以為5G網絡建設提供更好的技術支持，同時給其商用帶來業務保障及運維保障。