采用网络云的移动核心网虚拟化应用(全文)

1、采纳XX络云的移动核心XX虚拟化应用ThepplictionofVirtuliztiononTheMobileCoreNetworkBsedonCouldMngementLIFeng-Feng（HebeiCommunictionDesign&ConsulttionCo.，LTD，ThesecondIntegrtedCommunictionDesignInstitute，Shijizhung，050021，Chin）bstrct：Bsedonthecurrentproblemsofmobilecorenetwork，thispperdiscussesthreekindsofkeytechnolo

2、gy：thesoftwredefinednetwork（SDN），networkfunctionvirtuliztion（NFV）ndcouldmngementrchitecture.Wepplythethreetechniquestothemobilecorenetwork；proposefuturerchitectureofthemobilecorenetwork；providereferencetosolvetheproblemonlrgemountofdtndflow.Keyword：virtuliztion；networkfunctionvirtuliztion；softwre-de

3、finednetworks；couldmngement一、移动核心XX的进展现状移动核心XX主要负责系统内部信息的交换、安全治理以及与其它通信系统进行信息交流，从而完成整个通信系统的传递工作。对于整个XX络的顺畅运行具有重要作用。随着通信技术变革，移动核心XX也在不断演进：最初的以TDM交换为主进行基本的语音通信；到分组域的引入来满足数据业务的需求；再到软交换技术的实现，将操纵和承载完全分离，通过服务器上的软件实现呼叫操纵功能，系统不需要单独铺设XX络，采纳XX络共享实现统一治理与维护，极大的降低成本；最后到现在的IMSXX络，支持多元化的接入、支持无缝移动性 TOC o 1-5 h z 和业

4、务连续性，以及近期已逐步建设完成并商用的EPC架构XX络，实现全IP承载，简化XX络协议，提供高效的信号指令操纵与实现流程，降低业务连接时延。总体来说，移动核心XX是向多元化进展，利用宽带及互联XX技术，不断加速通信事业进展和融合，从而为用户提供更多简单、便捷、多样化业务。二、移动核心XX目前面临的问题随着智能终端普及和移动互联XX业务的井喷式进展，XX络中的流量和信令处于爆炸性增长，这对XX络容量和性能本身提出了更高的要求。然而，运营商的收入和利润却并不随XX络流量大幅增长。其主要原因是运营业务已从语音短信向高速数据迁移，从而给XX络造成了巨大负荷压力。为了应对日益增长的数据流量，运营商不得

5、不加大投资力度，缩短投资建设周期，对移动XX络进行新建、升级或改造，造成巨额资本支出（CPEX）和运营成本（OPEX）。另外，不同的无线技术造成多种制式XX络并存，各制式XX络纵向分布、相互封闭。同一用户可能同时是其他XX络用户，但申请业务、感知度无法统一。而在现有XX络架构下，很难统筹部署XX络感知能力，无法感知XX络情况、用户分布情况，也无法提升XX络智能进行自适应调整和策略部署。总之，移动互联XX时代，运营商迫切需要降低CPEX和OPEX,提升XX络开放性和业务效率；迫切需要提升XX络智能化、加强XX络操纵能力；迫切需要提升负载分担、容量统筹调度及XX络的可扩展性。而有效解决这些问题，实

6、现XX络治理灵活性，设备高利用率，降低运维成本，是各大运营商必须真正思考的问题。目前，传统以硬件为主导的设备产品XX络架构已难以适应未来高速数据业务进展需求。因此需要颠覆传统电信设备认识理念，利用新技术来支撑新业务模式，对XX络资源有定制化的诉求，包括设备形态、配置治理、扩容升级等方面。在移动互联XX领域，SDN技术中引入XX络功能虚拟化（NFV），并基于NFV实现核心XX云治理成为解决设备通用化、业务快速上线和资源灵活治理与共享，XX络建设和维护成本可控，实现利润可持续增长的新契机。三、热点技术分析SDN架构介绍图1SDN架构图SDN的概念为XX络创新带来了新的机会，最初起源于斯坦福大学提出

7、的OpenFlow协议，应用于校园XX络，解决XX络创新和封闭设备体系之间的矛盾。后来逐步推广，至今已成为XX络领域研究的热点。它是一种新型的XX络构架，精髓理念有两点：一是将XX络的操纵平面及数据转发平面进行分离；二是XX络集中操纵，并具备可编程能力。SDN构架如图1：在SDN构架中，XX络被划分为3个层面，分别是应用层、操纵层和基础设施层。其中应用层包括各种业务和应用；操纵层主要负责处理数据平面资源的编排，维护XX络拓扑、状态信息等；基础设施层负责基于流的数据处理、转发和状态收集。基础设施层为转发层，是一个无智能的快速转发设备；XX络所有智能设备集中在XX络操纵层，由操纵器对转发面进行转发

8、策略的调度和治理，支持运行在XX络操纵器之上的不同业务。SDN带来了IP领域一轮新的变革，为核心XX虚拟化提供动态灵活的传输构架，以满足其分布式的对虚拟机、工作负载等高度协调和操纵的要求。它能对电信XX络的所有领域添加操纵，并将云操纵和XX络操纵连接起来，且集成了XX络操纵和系统构架、云治理等服务。XX络虚拟化及XX络功能虚拟化XX络虚拟化（NV）通常认为是对物理XX络及其组件（如交换机、端口及路由器）进行抽象，并从中分离XX络业务流量的一种方式。采纳XX络虚拟化可以将多个物理XX络抽象为一个虚拟XX络，或者将一个物理XX络分割为多个逻辑XX络。它打破了XX络物理设备层和逻辑业务层之间的绑定关

9、系，每个物理设备被虚拟化的XX元所取代，治理员能够对虚拟XX元进行配置以满足其独特的需求。XX络功能虚拟化（NFV）最早是由欧洲电信标准组织（ETSI）从XX络运营商的角度出发提出的一种软件和硬件分离的架构，主要是希望通过标准化的IT虚拟化技术，采纳业界标准的大容量服务器、存储和交换机承载各种各样的XX络软件功能，实现软件的灵活加载，从而可以在数据中心、XX络节点和用户端等不同位置灵活部署。随着软件虚拟化、软件定义XX络（SDN）等技术的进展，利用分布式软件技术实现XX络功能集合理抽象、分割以及灵活调度，已经逐步成为XX络功能虚拟化的主流实现模式。核心XX云治理核心XX虚拟化后，将打破现有以X

10、X元为中心的软硬件紧耦合的治理模式，转向以资源为中心软硬件松耦合的治理模式，从而实现跨域、跨地区、跨平台集中治理，实现资源智能调度，这就是基于NFV的核心XX云治理。与传统电信核心XX治理相比，核心XX云治理增加了对硬件资源、虚拟资源层、虚拟化XX元以及完整XX络功能治理和调度。实现核心XX云治理的XX元功能包括虚拟设施治理，虚拟XX元治理和虚拟业务编排。核心XX云系统架构如图2所示：1）虚拟设施治理主要负责采集硬件资源和虚拟资源的状态信息并上报给虚拟XX元治理，实现资源监测、故障监测和上报；接收来自上层的应用请求并进行认证，通过操纵虚拟机治理器来执行上层应用请求，实现资源的迁移和弹性伸缩。2

11、)虚拟XX元治理负责虚拟XX络功能的生命周期治理及资源使用情况的监控，包括VNF的添加、删除、更改、查询和容量伸缩等。3)业务编排负责基础设施和VNF的治理和编排，进而实现完整的XX络服务。以LTE为例，业务编排可以通过对MME、HSS、S/P-GW的功能进行虚拟XX络功能的编排，进而提供一个完整的LTEXX络服务。它可以通过标准接口提供跨数据中心和跨厂家的协同治理。四、采纳XX络云治理的基于SDN的NFV移动核心XX架构当前通信运营商需要面对互联XX和应用服务商的激烈竞争，不断提供各种增值服务、差异化服务来满足用户需求。而传统XX络资源配置复杂，效率低，投资成本及设备能耗高，因此采纳新的技术

12、架构是运营商急需考虑的问题。因此，将云的治理方式、软件定义和XX络功能虚拟化的技术进行融合，构建移动核心XX架构，可以实现业务灵活扩展、灵活配置，有助于运营商提升配置和维护效率，缩短新业务部署时间，降低开展新业务风险，快速提供各种差异化服务。而且通过XX络功能虚拟化运营商可以很容易在XX络设备基础上构建多种虚拟XX络环境，为不同用户提供服务，最大程度的提高XX络资源利用率。从而对XX络设备实现通用化和统一化，减少XX络设备的投资维护成本和设备能耗。基于SDN的虚拟化移动核心XX架构如图3所示：架构分为4层，分别为接入层、转发层、操纵层和业务层。接入层为目前的2GXX、3GXX、Wi-FiXX、

13、LTEXX等其他无线接入XX。在接入层和转发层之间部署虚拟化的接入适配XX元。接入适配XX元北向与转发层接口，采纳标准接口；南向与无线接入XX络接口，适配各接入制式。由于现XX移动软交换和LTEXX络已经实现了操纵面与媒体转发面的分离，因此转发层在操纵层的调度下只负责转发流量包。实现XX络中MGW/GGSN/PDSN/SGW/PGW的媒体转发功能。媒体转发功能由SDN的XX络转发设备来承担，由SDN操纵器实现对转发面设备的治理和策略的下发，转发面设备可以基于通用硬件平台来实现，提高转发能力。操纵层包括操纵XX元及数据库XX元。操纵XX元实现移动XX络所有的操纵功能，如呼叫操纵、路由选择、XX络

14、感知、策略部署等功能，将涵盖MSCServer/SGSN/PDSN/SGW/PGW/MME等XX元的操纵功能，数据库XX元实现业务数据存储、用户数据存储、用户的认证、鉴权等功能。例如HSS/HLR/等功能。操纵XX元和数据库XX元运营商可以采纳云的治理模式利用软件方式对各个虚拟XX元进行治理，对支撑系统进行业务编排，从而在全XX范围调度资源，提升操纵层XX元可扩展性，实现资源统筹调度。业务层通过与操纵层协同实现业务逻辑，通过操纵层定义的开发PI调用XX络业务。采纳云治理的移动核心XXSDN的NFV构架可以满足大数据处理的需求，很好的实现全XX资源的虚拟化，达到调度全XX资源，解决流量高峰冲击的

15、问题；还能幸免重复建设，幸免多制式的无线XX建多个核心XX，有利的降低了运营商的CPEX及OPEX;通过采纳SDN架构将增加XX络感知能力及策略操纵能力，提升XX络智能，增强XX络操纵、业务快速部署的能力。五、结束语本文从移动核心的进展趋势入手，深入分析了移动宽带、互联XX对传统电信业的冲击，使得电信运营商必须采取措施应对马上到来的问题。运用软件定义XX络并实现XX元的虚拟化、采纳云技术对XX络进行治理，这些技术已经逐步进入运营商的视野，由于这些技术的特点和所具体的优势，将正在成为电信业未来的进展趋势，但相关的技术实现还需要进一步研究。参考文献NetworkFunctionVirtuliztionR.IntroductoryWhitePper.SDNndOpenFlowWorldcongress.October22-24，20XX.罗萱，黄保青，