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第78期 2017.06 11
文/邓鳌
Cloud Native使能高效敏捷电信云网络
电信网络云化转型已成全行业共识
随着数字世界与现实世界加速融合,今
天的电信市场正处于产业大变革期。
一方面,人口红利渐逝、传统业务遭
到冲击、流量营收陷入“剪刀差”,这些都已成为
高悬于运营商头顶的“达摩克利斯之剑”。另一方
面,全行业数字化蓬勃兴起、企业应用快速迁移
云化、全联接和 5G 从梦想逐渐走向现实,也孕
育出上万亿规模的新“蓝海”市场。
面对挑战和机遇,传统“竖井式 / 烟囱式”
的网络架构成为运营商发展的桎梏。最大化网络
效率,满足多样化的业务体验需求,快速响应长
尾市场高度差异化的需求,是运营商实现商业成
功的关键。融合 NFV 和 SDN 等新技术,通过电
信网络云化转型,构建资源可全局共享、容量可
弹性扩展、架构可灵活调整、能力可全面开放、
业务可敏捷生成、运维可自动闭环的高效敏捷网
络,成为越来越多基础电信运营商的共同选择。
电信网络云化不仅要延续通信行业的严谨可
靠,更要引入 IT 行业的敏捷和灵活。NFV 技术可
有效实现网络设备硬件的标准化和虚拟化,但在
软件架构、业务开发创新、运营与运维模式上还
是传统盒子的发展方式,效率不高,更谈不上敏
捷。
源于 IT 的 Cloud Native 作为大规模分布式网
络软件设计和实现理念,被引入电信网络云化
过程中,其根本目的在于吸纳 IT 行业的优秀实
践,结合电信业务本身特点,更进一步从 NFV 到
NFC,基于 Cloud Native 理念对虚拟网络功能软
件进行系统优化重构,实现“全分布式、全自动
化”的电信网络功能软件,构建真正高效敏捷的
电信云网络。
以业务和体验为中心
在新的理念下,电信云网络建设思路将从“以
设备为中心”到“以业务和体验为中心”转变,
即在不依赖硬件基础设施的前提下,提升网络资
源效率,打造以弹性、健壮和敏捷为核心特征的
基础电信网络。
弹性:核心是网络级分布式架构,基于无状
态设计、控制面和用户面分离、跨 DC 部署等关
键技术,构建基于业务感知的弹性网络,其中资
源按需提供,业务容量不受单一硬件物理限制,
网络功能可动态快速生成并按需部署,以确保不
同应用对体验的要求。
健壮:核心是冗余和智能运维,基于无状态
设计、N-way 冗余和跨 DC 部署以及基于大数据
的主动故障发现与自动闭环控制等关键技术,构
建去中心化的多点故障容忍系统和故障自愈机
制,以实现不依赖于基础设施的高可靠性。
敏捷:核心是网络切片、服务编排、灰度发布,
基于服务化解构、数据模型驱动、应用编排等关
键技术,使得新网络功能可灵活组装,新网络业
务可随时发布,新的功能特性可以在线定制,以
实现不同行业诉求的快速响应。
基于 Cloud Native 电信云网络,运营商将获得
空前的灵活性、效率、速度和弹性。秒级的网络
扩缩容,分钟级的新业务快速上线,极致业务体
验的保证,成倍的运营效率提升都能够轻松实现。
构建Cloud Native电信云网络
Cloud Native 本身有着丰富的内涵,包含一系
列 IT 关键技术和优秀实践,如微服务、DevOps、
持续交付、敏捷基础设施等。但 Cloud Native 电
电 信 云 网 络 建
设思路将从“以
设备为中心”到
“以业务和体验
为中心”转变,
即 在 不 依 赖 硬
件 基 础 设 施 的
前提下,打造以
弹性、健壮和敏
捷 为 核 心 特 征
的 基 础 电 信 网
络。
Cloud Native:使能高效敏捷电信云网络
2017.06 第78期12
热点聚焦 Focus
解的优势,比如由厂商提供基础平台和
基础微服务单元,由运营商根据业务场
景对微服务单元进行按需编排以及适度
的二次开发,就是一种比较好的方式。
基于大数据的智能运维系统:软硬
件解耦及虚拟化软件服务化解构带来的
不仅是灵活和敏捷,同时也增加了系统
的复杂性,使运维变得更加困难。比如,
分层解耦导致故障定界定位变得复杂,
成百上千个 VM 和服务节点导致故障节
点增多。随着云化网络规模的扩大,如
果按照传统模式,人工运维成本将呈现
几何级增长。因此,引入大数据和人工
智能构建全自动化闭环控制智能运维系
统,由系统自动搜集各种服务实例、硬
件和软件的状态,根据策略进行分析和
判断,给出网络纠错或者改进错误、修
改配置、网络功能自愈的意见和行动措
施,实现整个系统的业务自动编排和自
治运行,提升运维工作的效率,保证
业务 7*24 小时高效稳定运行,是构建
Cloud Native 电信云网络的必要条件。
容器技术的引入:容器作为轻量级
虚拟化技术,在资源效率、性能、部署
和启动速度、可迁移性等方面有着明显
优势,但也存在着安全性问题。VM 作
为重型虚拟化技术,在安全性和资源隔
离方面有明显优势,但在资源效率、性
能等方面则相对偏弱。未来容器和 VM
两种虚拟化技术会并存,可根据应用本
身特点进行选择。
综 上 所 述, 运 营 商 基 于 Cloud
Native 理念,通过服务化解构实现“乐
高”式的业务敏捷组装生成 ;通过
Telco DevOps 平台打通开发和运营,具
备互联网模式的新业务开发速度 ;通过
无状态设计和智能运维构建基于应用的
多点故障容忍和自愈能力,实现基础设
施无关的电信级可靠性,最终构建高效
敏捷的电信云网络,端到端提升效率,
获得商业成功。
信云网络的架构搭建和关键技术的选择
不能完全照搬 IT 实践,在各种技术的
引入和应用时,需回归商业本质考虑电
信业务在应用场景、服务质量要求、开
发及运营模式方面的差异化诉求,围绕
弹性、健壮和敏捷,分层按需、循序渐
进引入 Cloud Native 的关键技术。
虚拟化软件的微服务解构:在进行
微服务级别的解构前应先进行数据面和控
制面的分离,即程序和数据分离,将业务
状态和会话数据从业务处理单元中分离出
来,并存储在独立的分布式数据库中,实
现业务处理单元的无状态设计,使得业务
处理单元可以任意弹性伸缩,任意单个或
多个业务单元故障业务无损,从而大幅提
升虚拟化软件的弹性和健壮性。在此之上,
根据业务的应用场景和网络模型对虚拟化
软件进行微服务解构,解构的粒度并非越
小越好,重点是放在可独立升级、可独立
扩缩、可重用上。对于变化快、定制需求
多的应用如 IoT、企业通信,和功能相对
稳定的应用如 IMS/EPC,拆解后微服务的
大小显然不同。
Telco DevOps 平台的构建:服务化
解构后,服务最小单元能够独立开发、
扩缩、运行、隔离和修复。进一步通过
DevOps 平台和开发运维协同文化的引
入,使能业务从开发到运行全自动化的
持续迭代和上线,实现差异化需求的快
速响应,以及新业务的敏捷开发上线。
但与 IT 独立开发运营方式不同,运营商
更多的是 B2B 交付模式,即厂商开发、
运营商运营模式。在多数运营商并不擅
长软件开发的背景下,需要构建适合运
营商业务特点的 Telco DevOps 平台和流
程。相对而言,Telco DevOps 平台将需要
更加完善的自动化运维、可靠性和安全
能力,以及与现网运维运营系统的快速
集成能力。而在流程方面,运营商不应
以构建 E2E 的 DevOps 团队为目标,而应
考虑如何更好地发挥自身对业务深入理
Cloud Native 电信云网
络的架构搭建和关键技
术的选择,需回归商业
本质考虑电信业务在应
用场景、服务质量要求、
开发及运营模式方面的
差异化诉求。