1、 电电 信信 云云 白白 皮皮 书书 （2019年）年） 云计算开源产业联盟云计算开源产业联盟 OpenSource Cloud Alliance for industry，OSCAR 2019年7月 版权声明版权声明 本白皮书版权属于云计算开源产业联盟，并受法律保护。转载、 摘编或利用其它方式使用本调查报告文字或者观点的，应注明“来 源：云计算开源产业联盟”。违反上述声明者，本联盟将追究其相关 法律责任。 前前 言言 经过多年的发展，云计算已经形成较为完整的生态体系，并逐 渐切入到重点行业领域。在电信行业，传统的运营商网络大多是以 专用形态来呈现的，如软硬一体的通信网元和转发控制一体的通信
2、设备， 这种紧耦合的形式必然导致网络系统的业务竖井和功能绑定， 因此业界需要一种通用的硬件架构，配合灵活的软件方式来解决这 些问题。在此背景下，电信云应运而生。 本白皮书首先梳理了国内外电信云的发展状况，给出了电信云 的概念和特性。然后归纳了电信云的主要应用场景和关键技术，并 结合当前现状总结出电信云的发展趋势。最后介绍了典型的电信云 应用案例及主流厂商的电信云产品体系。 参与编写单位参与编写单位 中国信息通信研究院、 华为技术有限公司、 中国电信股 份有限公司北京研究院、 中国电信股份有限公司云计算分公 司、中国移动苏州研发中心、烽火通信科技股份有限公司、 中兴通讯股份有限公司、上海云轴信息
3、科技有限公司、 中国 通信服务股份有限公司 主要撰稿人主要撰稿人 李哲、马飞、陈凯、苏越、冀煜康、金鹏程、王峰、吕 航、杨洋、王彦丹、王光杰、邹素雯、刘丽萍、李响、孙闯、 黄江、刘佳、郭晓凡、方昭江、张磊、袁刚、周绍梁、何晓 珊、张洪、王燕、周峰、陈春秀、胡志凌、曹伟森、李雨、 许鹏，韩凤伦 目目 录录 1. 概述 . 1 1.1 背景介绍背景介绍 . 1 1.2 电信云概念电信云概念 . 2 1.3 电信云特征电信云特征 . 4 1.4 电信云发展历程电信云发展历程 . 7 1.5 运营商电信云进展运营商电信云进展 . 7 2. 电信云主要应用场景 . 9 2.1 核心网核心网 . 9 2.
4、2 边缘节点边缘节点 . 11 2.3 业务运营支撑系统业务运营支撑系统 . 13 3. 电信云关键技术 . 14 3.1 电信云基础架构电信云基础架构 . 14 3.2 网络功能虚拟化网络功能虚拟化 . 17 3.3 软件定义网络软件定义网络 . 19 3.4 NFV 与与 SDN 的联动的联动 . 21 4. 电信云典型案例 . 25 4.1 中国移动云资源池三层解耦案例中国移动云资源池三层解耦案例 . 25 4.2 中国电信中国电信 PaaS 云平台承载云平台承载 IT 系统案例系统案例 . 27 4.3 华为华为 CloudIMS 在中国某运营商大区集中制部署云化在中国某运营商大区集中
5、制部署云化 VoLTE 大网案例大网案例 . 28 4.4 华为华为 CloudEPC 浙江移动建设高效可靠云化核心网案例浙江移动建设高效可靠云化核心网案例31 4.5 中兴奥地利中兴奥地利 H3A 核心网云化案例核心网云化案例 . 33 4.6 烽火下一代网络智慧工场案例烽火下一代网络智慧工场案例 . 34 4.7 中通服浙江电信网络运营支撑平台云化案例中通服浙江电信网络运营支撑平台云化案例 . 36 5. 电信云发展趋势 . 37 5.1 CT 云与云与 IT 云将融合发展云将融合发展 . 37 5.2 边缘电信云建设成为关键边缘电信云建设成为关键 . 38 5.3 AI 使能电信云实现网
6、络自治使能电信云实现网络自治 . 40 附录：主流厂商电信云解决方案 . 42 1、 华为电信云解决方案华为电信云解决方案 . 42 2、 烽火通信电信云烽火通信电信云解决方案解决方案 . 45 3、 中兴通讯电信云解决方案中兴通讯电信云解决方案 . 47 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 1 1. 概述 1.1 背景介绍背景介绍 当前，不断涌现的新型 IT 技术正逐渐渗入到电信行业。传统的 电信设备都是以专用的硬件形态呈现的，在专有平台架构下，各硬件 设备彼此独立。 云计算、 虚拟化等技术打破了传统电信业的思维方式， 引入了网络功能虚拟化和软件定义网络的思想， 将电信网络和业务
7、部 署在云的架构上， 基于云的弹性服务环境相比传统的专属硬件环境具 有灵活敏捷等优势。同时，伴随着下一代网络时代的到来和边缘业务 的兴起，当前运营商网络难以满足快速发展的网络业务需求，不能很 好地兼容新业务，电信运营商亟需做出转型改变，拥抱新的 IT 技术。 在此背景下， 建设电信云服务环境来重构电信网络以及电信业成为了 运营商战略转型的重要一步。 借助以软件定义和弹性伸缩计算模式等为代表的电信云解决方 案，将对电信领域的网元实现、业务实现、业务运营等各个方面带来 巨大变化，为新的网络架构带来敏捷、灵活的体验。电信云对电信行 业的重构将基于以下四个方面来实现： (1) 架构重构：建立以 DC
8、为中心的云化架构，支持新业务快速上 线与调整； (2) 网络重构：通过 SDN/NFV 实现灵活智能的网络，自动感知业 务需求，包括自动感知 VM 上线，VNF 上线，以及 VNF 业务 变化（如动态增加业务地址、VM 迁移、VM 消除）自动调整 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 2 网络连接，实现网随云动； (3) 业务重构：基于统一的云平台，重构不同的电信业务，实现按 需业务部署与调整，降低新业务上线周期； (4) 运营重构：通过“全在线”、按需自动化、智能化、互联网化的 运营模式，将业务运营模式从管理型转变为服务型，提升业务 体验。 一个敏捷灵活的电信云平台是实现以上四大重
9、构的基础。 统一融 合的电信云平台可以同时承载运营商的 CT 和 IT 业务，满足移动接 入、企业连接、固定接入、承载网、核心网和运营商应用系统等多种 业务场景需求。 1.2 电信云概念电信云概念 电信云基于虚拟化、云计算等技术可以实现电信业务云化，基于 NFV、SDN 关键技术实现网络功能自动配置和灵活调度，基于管理 与编排实现业务、资源和网络的协同管理和调度。电信云是一个总的 概念， 例如， Gartner 认为， 运营商运营的云、 网元的云化和 OSS/BSS 等系统云化都是电信云。 本白皮书认为电信云包括电信网元的云化和 运营商应用系统的云化。 根据服务的对象不同， 将电信云分为面向C
10、T的云和面向IT的云。 CT 云侧重于网络的云化，意在建设云化的新型电信网络服务环境。 IT 云是针对运营商内部的应用系统的云化， 如计费与结算系统、 营业 与账务系统、客户服务系统和决策支持系统等的云化。 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 3 图 1 电信云架构图 CT 云将通信网元建设在云的架构上，由于电信业务的特点，使 得 CT 云在功能和性能方面明显区别于 IT 云。功能上，CT 云除了有 云资源管理，还有虚拟化网元生命周期管理和电信业务编排和管理， 通信行业属性显著。性能上，由于通信网络强转发大路由的特点和 99.999%的高可靠性要求，CT 云须在转发平面、操作系统、
11、虚拟化 层等方面进行电信级技术增强。 随着人工智能、 大数据等技术的发展， 未来电信云中的 IT 云和 CT 云在数据层面进行打通成为趋势，IT 云 针对 CT 云存储的海量数据资源进行分析，得出用户的日常行为习惯 反作用于建设 CT 云。 电信业务中 CT 和 IT 服务有很大的差异， 建设电信云需要同时考 虑两者各自的特点，从目前来看，建设电信云时需要考虑以下几点： IT/CT 业务对资源池的性能、可靠性、安全性的要求不一样。 可采用不同的硬件独立分开建设。CT 业务要求比 IT 要高很多：毫秒 级时延和中断，高吞吐量，物理隔离的安全需求。 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019）
12、4 CT 业务的机房分布相对分散，IT 业务的机房分布相对集中， 并且实际情况 IT/CT 业务多数情况分布在不同的机房。 CT 业务种类、数量变化比较慢，IT 业务种类、数量变化快， 新业务上线多，对资源池的动态变化需求以及升级需求多。 IT/CT 业务往往归属于相应不同的 IT/CT 部门，部门的资源分 开建设和管理。 1.3 电信云特征电信云特征 由于 CT 云和 IT 云承载的业务类型不同，在建立云资源池之前， 需要了解 CT 云和 IT 云的业务特征的差异性，根据业务特征来构建 对应的资源池，使得资源池能够满足业务诉求，避免业务之间相互影 响。下面将对 CT 云和 IT 云的业务特征
13、进行说明，在业务处理、网 络特征、自动化方式、负载分担等方面进行对比，主要差异点如下： （1） IT 云典型特征 在 IT 云的应用环境中，VM 上主要部署 IT 应用系统，这些应用 主要完成业务的处理，并不具备网络处理功能（比如用户地址分配、 流量转发、用户 internet 网关等），其业务特征如下： 1) 承载业务类型：典型 IT 类应用，比如 BSS、OSS、Email 系统、 ERP 等企业信息系统。 2) VM 特征：VM 主要做业务处理，不承担数据转发任务（如， 路由/数据转发等）； 3) VM 负载分担：通过 SLB（服务器负载均衡器）将业务分担到 云计算开源产业联盟 电信云白
14、皮书 （2019） 5 不同 VM，实现某类应用的负载分担及性能提升，应用对网络 透明。 4) 业务发放方式：业务管理员登录云管平台 Portal，根据应用需 求逐步创建 VM、网络及安全需求，业务由管理员逐条串行下 发，业务并发量较小。 5) DCN 路由构成：VM 不与网络侧使能路由协议，VM 对外不发 布路由，DCN 内路由只包含 VM 自身 IP 地址，没有额外路由 （如动态产生用户路由），DCN 内路由量由服务器数量决定。 6) 可靠性： 应用的类型的不同， 对系统的可靠性及 QOS 要求不同， 如，计费系统对可靠性及 QOS 要求高，Email/OA 等仅要求 IP 可达。 （2）
15、 CT 云典型特征 在 CT 云的环境中，VM 部署虚拟化的电信网元，比如 vEPC、 vIMS、vSBC、PCRF 等，这些网元虽然部署在 VM 上，但在功能上， 其本质和传统 PNF 类似，都是提供电信网元功能，如移动用户的接 入、认证、数据转发等网络功能，和 IT 类应用特征有本质区别，其 业务特征如下： 1) 承载业务类型： 虚拟化后的电信网元 （VNF） ， 比如 vEPC、 vIMS、 vMSE 等。 2) VM 特征：VM 除了做业务处理，也要承担流量转发任务，比 如 vEPC 网元，作为移动用户的 internet 网关，转发类网元对服 务器及网络设备性能要求更高。 云计算开源
16、产业联盟 电信云白皮书 （2019） 6 3) VM 负载分担： VNF 虚拟组件分布在若干 VM， 通过 DCN 网关 设备感知 VM 分布，采用路由算法方式将流量平均分配到所有 VM。 4) 业务发放方式： 业务管理员登录 MANO 平台， 一次性导入脚本 文件，可同时批量创建多个 VNF 及对应网络连接，并发量大。 5) DCN 路由构成：VM 需和 DC 网关使能动态路由，并将 VNF 用户路由发布给 DC 网关，DCN 内路由由用户路由+VM 路由 构成，路由数由终端用户数+VM 数量决定，路由量大，对网络 设备的路由能力要求更高。 6) 可靠性：电信云部署核心网网元，是运营商核心业
17、务系统，可 靠性必须达到电信级。 7) 异构硬件：CloudOS 和 VNF 支持异构 CPU 和硬件的多种服务 器形态，根据业务形态提供最优性能。 综上所述， CT 云和 IT 云在应用特征、 业务创建模式、 流量模型、 业务负载分担方式、网络路由能力、系统可靠性及 QoS 等方面都存 在较大差异。所以，为了屏蔽 CT 和 IT 业务差异性带来的相互影响 （比如，由电信云产生的大流量、大路由对关键 IT 应用产生影响）， 在不能同时满足 CT 和 IT 对建网要求的阶段，建议 CT 和 IT 云分开 建设，通过独立的网络 Fabric 对 CT 和 IT 应用进行流量、故障域、 安全域、管理
18、域的隔离，保证 CT 和 IT 应用的稳定运行。本白皮书 围绕面向 CT 的电信云进行重点阐述。 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 7 1.4 电信云发展历程电信云发展历程 电信云的发展可以概括为三个阶段，分别是业务虚拟化阶段、独 立电信云阶段和分布式统一电信云阶段。 业务虚拟化阶段，这一阶段主要是部分电信业务比如 IMS 的虚 拟化阶段，将业务功能部署在 Openstack 虚拟机上，由于规模很小， 业务驱动，因此对网络的自动化没有要求，这个部署往往是一个机 架， 简单两台交换机用 VLAN 来实现业务隔离。 独立电信云阶段 ，这一阶段主要部署 vIMS、vEPC、vBRAS、
19、 vCPE 等网元。DCN 网络规模较大，引入 SDN 和 VxLAN 来实现大 规模网络的自动化。同时，引入 MANO 来实现自动化的网元和业务 部署。在这种方式下虽然也会部署几个数据中心，但是各个数据中心 的电信云是互相独立的，之间没有 DCI 或者业务互相迁移的需求。 分布式电信云阶段。一般电信运营商中心 DC 是几个，而区域 DC 一般几十个，而边缘 DC 有几千到上万了，已有的多个 DC 分别 管理的解决方案在这种情况下就没法管理了， 因此在这个阶段运营商 希望中心 DC,区域 DC 和边缘 DC，能够统一管理，对业务和管理呈 现为一朵云，真正形成分布式统一电信云，这就要求把整个广域
20、网纳 入电信云管理平台实现 DCI，对系统的整合能力提出了更好的要求。 1.5 运营商电信云进展运营商电信云进展 在国外，从 AT&T 发布的 Domain 2.0 计划开始，DT、Oriange、 Telefonica 等大量的电信运营商迈向云化演进的道路。在国内，中国 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 8 移动的 NovoNet 2020、中国联通 CUBE-Net 2.0、中国电信的 CTNet 2025 等一系列规划和愿景，本质上都是传统电信网络的云化转型， 旨在构建电信云服务环境来承载电信级业务。 中国电信在 2016 年发布 CTNet 2025 网络重构战略， 在该
21、战略的 指导下，选取部分代表性网元作为切入点，基于统一云资源池和云管 平台集约承载 IT 云、CT 云等多业务场景，开展了多方面的工作，主 要包括：深度研究 NFV 关键技术，制定 IDC 布局及 DC 化改造规划 指引和白皮书，制定基于分层解耦架构、可落地可实施的 NFVI 及 MANO 系列企业规范， 开展分层解耦的 vIMS 实验室测试验证和外场 试点并打通 first call、完成 vBRAS 分层解耦测试及现网试点并完成 城域网规划、完成 vEPC CU 分离测试和功能解耦测试等，研究制定 NFVI 集成交付方案，探索 NFVO、VIM 的自主研发，实现了中国电 信云管平台的 VI
22、M 能力迭代提升，推动云、IT、业务平台、CT 云的 跨专业集约承载。同时，中国电信积极开展企业 IT 系统的云化工作， 正在基于自主研发的分布式技术实现具有高并发、高性能等特点的 BSS 核心系统的云化承载。 中国移动于 2014 年启动电信云建设，划分现网试点和技术试验 双线条同步开展。现网试点：联合业界 14 家主流 CT 和 IT 公司，从 IMS 网元虚拟化切入，并行推进技术研究、实验室测试和 6 省外场试 点三项工作。技术试验：面向未来网络搭建试验网平台，研究多业务 场景标准三层解耦技术要求， 培养自主集成和自主研发能力。 到 2018 年底，已完成电信云初期商用条件的研究与验证，
23、于 2019 年在全国 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 9 8 大区域中心启动 NFV 电信云商用系统建设。 中国联通于2015年9月发布CUBE-Net架构， 早期合作参与ETSI VoLTE PoC， 近两年重点推进网元虚拟化的应用落地， 聚焦企业客户， 构建基于 NFV/SDN 的产业互联网基础设施，发布面向企业的随选网 络产品；成立中国 CORD 产业联盟促进运营商网络机房的数据中心 化重构， 推进电信云基础设施和边缘云建设； 以 vBRAS、 vCPE、 vIMS 为切入点，开展网络云化的试点和试商用工作。 2. 电信云主要应用场景 2.1 核心网核心网 当前电信云主
24、要应用于核心网业务， 下一代网络业务在数量和灵 活性上要求都远远高于当前网络，所以，电信云的建设无论是承载当 前网络还是下一代网络业务， 都建议按照下一代网络核心网业务的要 求建设，以满足未来核心网业务的平滑迁移，避免二次建设，浪费投 资成本。 下一代核心网系统架构采用原生云化的设计思路， 服务化的架构 将网元功能拆分为细粒度的网络服务， “无缝”对接电信云平台轻量 级部署单元，为差异化的业务场景提供敏捷的系统架构支持。电信云 DC 将最终承载运营商下一代核心网的业务/支撑/网络系统，成为运 营商 ICT 基础设施的新核心。 电信云将核心网网元功能如超大规模路由转发、移动性管理、会 话管理等从
25、硬件设备中解耦出来， 由安装在标准化的虚拟机上的软件 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 10 实现。云操作系统（Cloud OS）作为 NFVI 层的操作系统，协调应 用和底层硬件，支持基于 MANO 的全自动部署，支持自动化弹性伸 缩。 图 2 电信云部署在核心网 同时，电信云通过网络产品架构重构，支持转发设备程序与数据 分离、将业务数据状态存储在分布式数据库中，业务处理无状态化等 最大化发挥核心网的价值，降低设备购买和维护成本，同时也可以提 升业务部署和业务创新速度。 下一代核心网对电信云的关键需求包括： 开放：云平台需要实现解耦部署和全网资源共享，探索标准化 和开源相结合的
26、新型开放模式，消减网络和平台服务单厂家锁定风 险。 可靠：核心网对电信云在可靠性方面提出了更高要求，电 信云由服务器、存储、网络、SDN 控制器、云操作系统和业务编排 器等多部件构成，涉障节点多，潜在故障率更高，电信级“5 个 9” 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 11 的可靠性需要针对性的优化方案。 高效：在核心网建设中，电信云的效能需求包括业务性能 和运维弹性两个方面。 业务性能体现在云平台需要满足核心网服务化 接口信令处理、边缘并发计算和大流量转发的要求；运维弹性主要包 括云平台业务快速编排，灵活跨 DC 组网和资源动态扩缩容的能力。 2.2 边缘节点边缘节点 移动业务发
27、展到下一代网络， 业务模式新的发展趋势为： 低时延、 高带宽和本地化，由于电信各种业务的特点和覆盖范围不一，统一的 数据中心无法满足需求，因此需要将大量的业务部署在边缘电信云 中。边缘数据中心主要面向本地业务的接入及本地化数据处理等，由 于贴近用户，一般部署对时延要求极高的业务和边缘计算类业务，用 于提供高质量的网络，提升用户体验。 图 3 电信云部署在边缘 DC 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 12 边缘电信云将计算能力下沉到移动边缘节点，网络业务、服务及 应用可以更快地分发和下载，从而有效缓解移动核心网的压力，改善 电信服务环境，让用户享有更高质量网络体验。边缘电信云场景大
28、致 可包括以下几个方面的业务： 移动语音业务 媒体面网关（MGW）作为语音交换的承载网元，主要功能是用 于完成媒体资源处理、媒体转换、承载控制功能，以支持各种不同呼 叫相关业务的网络实体。语音业务有较高的时延要求，因此将 MGW 就近部署成为必然选择。在虚拟化环境中，可以将 vMGW 部署在边 缘数据中心，用于扩容或者替换现有的物理 MGW，在提升用户体验 的同时也完成了 MGW 的虚拟化。 移动数据业务 数据业务一般都是在核心网侧（区域数据中心）处理，同时接入 Internet。针对热点地区或者非中心区域（例如县级市），由于流量的 增大和距离的拉远，移动数据业务的延时和响应会受到较大影响，不
29、 利于用户体验。此时将媒体面处理网元（GW-U）下移到边缘数据中 心，可以提高移动数据业务的响应速度，提升客户的用户体验。 固定网络业务 BRAS 设备作为用户固网互联网业务的入口，其重要性不言而 喻。在 SDN/NFV 网络中，通过 SDN&NFV 技术可以实现 vBRAS 设 备控制转发分离、软硬件解耦视频相关业务，在 vBRAS 架构中 vBRAS-C 控制面负责用户的管理和控制，控制覆盖面较大，一般部 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 13 署于区域数据中心或者中心数据中心，而 vBRAS-U 转发面负责用户 数据报文的转发，可以下沉到边缘数据中心，用于提升宽带用户的体
30、验，提升上网以及视频响应速度。 CDN 业务 随着移动视频业务以及 4K 视频等大带宽业务的推广，对于视频 内容服务的要求越来越高， 对 CDN 的转发能力以及网络带宽的要求 与日俱增，将 CDN 下沉部署于边缘数据中心，使得用户的大部分视 频要求通过本地 CDN 即可满足，极大提升用户的体验，减轻了网络 负荷。 2.3 业务运营支撑系统业务运营支撑系统 目前我国电信运营商的业务运营支撑系统已形成以省为中心集 中部署的形态，包括网管支撑系统、业务支撑系统、业务运营系统以 及管理支撑系统。系统服务器多采用小型机和 PC 服务器，存储设备 采用大量 SAN 存储设备，系统运行数据库包括 Oracl
31、e、DB2、SQL Server 等数据库平台。在大部分省级电信运营商中，IT 基础资源在各 系统内独立部署，独占资源，并没有实现企业内 IT 基础资源的有效 共享。 随着云计算相关技术的积累和发展， 国内外各电信运营商都意识 到 IT 基础资源整合的必要性，开始着手利用云计算技术实现内部的 应用系统的整合改造，积极推进电信云建设。面向新网络新业务，建 设一套云化网络运营支撑系统，以系统集中化、网络管理自动化为原 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 14 则，以面向新网络运维分析入手，建立面向 IT 的电信云服务于电信 业务运营支撑系统。电信云可构建统一的 IT 基础设施，实现 I
32、T 基础 资源的统一运营、管理，快速适应不同应用和网络切片的需求，实现 “弹性”资源分配能力。 在实现云化改造后， 电信运营商的应用系统的架构及部署模式将 发生本质变化， BSS/OSS 业务应用需求以虚拟化方式部署在通用化云 平台上共享 IT 资源，包括门户展示、资源管理、告警管理、性能管 理、面向切片的端到端管理和运维管理等都将基于电信云提供服务。 同时，系统通过采集各设备厂家的 NFVO+VNF 网元的资源和性能数 据，分析关联关系，对接各厂家操作维护中心提供数据订阅服务。 3. 电信云关键技术 3.1 电信云基础架构电信云基础架构 3.1.1 面向面向 CTCT 的电信云的电信云 面向
33、 CT 的电信云承载运营商面向外部客户服务的电信网络的 云。在 ETSI-NFV 标准架构中，面向 CT 的电信云架构如下图所示， 由 NFVI、VNFM、NFVO 以及 VIM 等组成，其中 VNFM、NFVO 和 VIM 构成 MANO，实现 NFV 架构的统一管理和编排。NFVI 包括硬 件设施及其虚拟化，VNFM 使用软件实现虚拟化网络业务功能管理。 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 15 图 4 电信云 NFV 基础架构 对于运营商而言，建设电信云可以分为三步：打造云基础设 施、网络功能 NFV 化和云化组网。基础设施包括虚拟的计算、存 储和网络资源，也包含一些物理硬件
34、，如专用的硬件加速设备 NP 和 FPGA 等。基础设施层管理系统，负责对物理硬件、虚拟化资 源进行统一的管理、监控、优化。基于 NFV 技术的网络功能虚拟 化，将网络功能拆分为虚拟化的网络服务部署在云平台上，VNF 和 CloudOS 需要支持异构 CPU 和硬件的多种服务器形态，根据 业务形态提供最优性能。与此同时，为全面获得云架构技术所带 来的业务敏捷性优势，电信云中网络需要具备灵活性和移动性。 通过 SDN 云化组网，可以按需、快速地提供安全、隔离的虚拟网 络服务，从而能很好地满足云架构对网络的开始开通和灵活调整 的需求。在电信云中引入 SDN 并使其与 NFV 协同和融合成为电 信运
35、营商的重要共识。 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 16 3.1.2 面向面向 ITIT 的电信云的电信云 面向 IT 的电信云是针对运营商内部的应用系统的云化。面向新 网络、 新业务， 需要建设一套云化网络运营支撑系统， 以系统集中化、 网络管理自动化为原则，满足云化架构网络的管理要求，支撑业务快 速发展。 面向 IT 的电信云基础架构可以分为云运营应用层、云资源管理 层和基础设施层。应用层可以包括 BSS 域的营业、计费、客服、渠 道、经营分析等应用，OSS 域的监控、告警、性能、资源、操作维护 等应用，MSS 域的 OA 门户、邮箱、公文、公务、ERP 等应用，三 域可以集
36、中部署，也可以根据应用情况选择不同的云平台部署。云资 源管理层包括云操作系统和云化能力接口，为上层应用提供能力接 口、备份软件接口、集中故障系统接口、监控接口等信息。基础设施 层包括虚拟的计算、存储和网络资源，为电信应用和业务提供实际的 计算、存储、网络能力。 图 5 面向 IT 的电信云基础架构 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 17 3.2 网络功能虚拟化网络功能虚拟化 为解决电信网络硬件繁多、 部署运维复杂、 业务创新困难等问题， 业界提出 NFV 诉求，并在 ETSI 联合成立 NFV-ISG 组织，致力于推 动 “网络功能虚拟化” 。 NFV 网络功能虚拟化， 全称 N
37、etwork Function Virtualization，是通过使用基于行业标准的服务器、存储和交换设备， 利用软件和自动化技术替代专用网元设备去定义、 创建和管理电信网 络及业务的新方式。目前，NFV 已经成为运营商建设电信云的关键 技术， 在全球已有超过 400 项 NFV 部署计划和 100 多个 NFV 商用局 点，覆盖 EPC、IMS、物联网等多种网络场景。 电信云中引入 NFV 关键技术，旨在： (1) 将传统电信设备的软件与硬件解耦、使得电信网络功能可以 基于通用计算、存储、网络设备而实现，降低设备购买成本和维护成 本。 (2) 由于计算存储资源的通用化，管理和维护效率具备提
38、升的基 础。 (3) 软件化后，业务的部署速度和部署灵活性将可提高。 (4) 在虚拟化技术的支撑下，网络资源的智能调度得以更加容易 实现，利用弹性伸缩能力实现自动扩缩容和节能减排。 (5) 解耦分层后，软硬件各层均有不同领域的专业厂商和或开源 组织参与，逐步构建开放生态，为业务创新提升、新业务加快上市提 供基础。 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 18 图 6 NFV 逻辑模型图 上图是电信云中网路功能虚拟化的逻辑模型示意，VNF 是一个 运行核心网特定业务的虚拟化网元， 如会话边界控制网元 SBC。 接口 处理单元 IPU、业务处理单元 OMU、会话数据单元 SPU、操作维护
39、单元 SDU 等是 VNF 网元中完成具体业务功能的单元： 操作维护单元 OMU：是 VNF 的操作维护中心，它承担了传 统核心网设备中的主控板的角色， 提供南向接口、 配置、 告警、 话统、 日志、接入认证等基础功能。 接口处理单元 IPU：承担了传统核心网设备中的接口板的角 色，提供外部 IP 网络连接能力、虚拟网络交换能力以及业务处理单 元的虚机负载均衡能力。 业务处理单元 SPU：承担了传统核心网设备中的业务板的 角色，提供 3GPP 和非 3GPP 协议定义的业务功能。 会话数据单元 SDU：承担了传统核心网设备中的数据库角 色，提供分布式上下文数据存取功能；SPU 负责计算处理，S
40、DU 负 责完成所有状态数据的存储， 为云化场景下实现高可靠性提供了基础 保障。 云计算开源产业联盟 电信云白皮书 （2019） 19 经过近年 NFV 的概念验证、试验网、现网试点以及试商用等一 系列准备工作，NFV 技术已日趋成熟，进入快速发展期，标准组织、 开源组织、运营商、设备商等倾力合作，正推动 NFV 产业链向前大 力发展。 但目前大多数部署方案采用的是基于同厂家垂直建设再整合 的模式，与 NFV 云化阶段所要求的统一云平台解耦部署、全网资源 共享、敏捷的业务编排等能力要求仍存在差距。 3.3 软件定义网络软件定义网络 2006 年，SDN 诞生于美国 GENI 项目资助的斯坦福大学 Clean Slate 课题。斯坦福大学 Nick McKeown 教授为首的研究团队提出了 Openflow 的概念，并基于 Openflow 技术实现网络的可编程能力， 使得网络变得像软件一样可以灵活编程和修改，SDN 概念应运而生。 SDN，Software Defined Network，即软件定义网络，它是对传统网络 架构的一次重构， 从原来的分布式控制的网络架构重构为集中式控制 的网络架构。 引入 SDN 关键技术可以助力
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