1、2运营与应用DOI:10.3969/j.issn.1006-6403.2023.02.001面向 5G 网络的云网一体化关键问题研究付艳卢绍朋5G 技术的发展使新技术、新业态、新场景和新模式不断涌现，各行各业对网络和算力提出了更为迫切的需求。云网的一体化建设已成为 5G 时代网络建设必不可少的关键环节。因此以业务需求为引领，形成集中+边缘、一跳入云的网络架构，提供云网端一站式云服务。统筹建设融合云底座，能快速迭代、安全管控，形成泛在算力网络，增强 5G 多业务承载能力和服务拓展延伸。打造云网融合、网随云动的灵活管控的核心网络。付艳硕士研究生，任职于中国移动通信集团设计院有限公司河南分公司，高级
2、工程师、咨询设计师；主要研究方向为移动通信核心网。卢绍朋本科，任职于中国移动通信集团设计院有限公司河南分公司，工程师、咨询设计师；主要研究方向为移动通信核心网。关键词：5G 云网融合 云底座 边缘云摘要1 研究背景与必要性1.1 研究背景5G技术的发展催生了万物互联的智能时代，新技术、新业态、新场景和新模式不断涌现，新兴技术、应用和场景带来数据量的持续增长。各行各业对网络和算力提出了更为迫切的需求。当前，网络已成为连接用户、数据、算力的主动脉，业务的不断升级对网络提出了更高速率、更低时延、更高可靠的需求，以无人驾驶为例，L4 和 L5 级别的驾驶能力对网络带宽的需求将大于 100 Mbit/s
3、，时延要求达到 510 ms，未来 VR 游戏对网络的时延要求也将小于 20 ms。而算力则成为全社会数字化转型的基石，根据浪潮人工智能研究院测算，2025年全球算力规模将达6.8Z FLOPS，比 2020 年提升了 30 倍1。疫情期间，云网成为黑天鹅事件的关键保障基石。无接触服务成为疫情期间增长最快的业务，并将成为常态。云成为业务提供的关键，网络为云业务提供关键运力。云的弹性扩缩，网的敏捷调度成为疫情期间生产、生活的关键保障，云网为生命护航。网络的发展让算力更容易拓展，数据流动更加快捷。算力的极致发挥则需要网络技术的变革创新。在以上趋势下，网络和算力的融合共生不断深化，云网的一体化建设已
4、经成为 5G 时代网络建设必不可少的关键环节。同时，3运营与应用面向 5G 网络的云网一体化关键问题研究2023.02 广东通信技术6G 技术作为下一代更新进的信息技术，其目标将跨越人联和物联，迈向万物智联，6G 核心愿景的实现要求网络和计算相互感知、高度协同，实现泛在计算互联，因此，云网的融合发展也将是向 6G 迭代演进中不可或缺的一环。1.2 研究必要性目前，各大运营商随着技术的发展趋势和业务的实际需要，均提出云网融合的关键举措。中国移动发布算力网络白皮书，明确了泛在协同、融合统一、一体内生 3个发展阶段，算力网络本质上是云网融合的进一步深化。中国电信发布了云网融合 2030 技术白皮书，
5、明确围绕云网的基础资源层，从云内、云间和入云到多云协同和云网边端协同，在不断推进和深化2。云网融合发展已成为运营商的共识，但运营商在推进云网融合的过程中仍面临以下问题。运营商根据业务需求规划建设不同类型、不同功能的云，涵盖公有云、私有云、边缘云、行业云、网络云等，整体缺乏统筹且发展不均衡，云间难以共享共用，资源效率难以提升。5G 网络下的云网一体产品有待完善，云网未实现端到端自动化；资源可视、业务可视、服务可视能力未成体系；多样化接入手段仍需完善，多云汇聚连接能力有待加强。非承建区网络覆盖和演进存在不足。但随着技术和网络演进，不断出现跨专业联动性业务应用系统，此类业务部署界面不清晰。云间缺少统
6、一的技术架构，研发成果、运维经验缺少共享平台，共性能力难以复用。面向以上问题，通过云网融合，使 5G 产品灵活组合，做好“网调云、云调网、云调云”，全力打造入云体验一体化产品体系。2 5G 网络云网一体研究思路结合云网现状，聚焦泛在 5G 网络下连接、云构生态、5G 网络新型基础设施关键在于融，涉及 3 个基础设施的融合：通信基础设施，包括 5G、物联网、工业互联网、卫星互联网；新技术基础设施，包括云计算、人工智能、区块链等；算力基础设施，包括数据中心、智能计算中心3。统筹考虑 5G 网络云能力建设，推动云计算能力向云原生目标演进，打造一站式的内部云服务能力，重点实现基础资源拉通，网络 DCI
7、 互联互通优化、一站式云原生技术栈、统一云管平台。3 5G 网络云网一体关键举措3.1 云网融合演进步骤5G 网络云网一体化需要以业务需求为引领，提供云网端一站式云服务。打造云网融合、网随云动的灵活管控的 5G 核心网络。通过统一规划、资源整合、云网融合等方式，统筹建设融合云底座，能快速迭代、安全管控，形图 1 云网融合总体架构云网协同，做深 5G 网络长板，做深 5G 生态融合，做强5G 云网服务，加快推进 5G 网络的云网一体。云网一体是 5G 网络通信基础设施、新技术基础设施和算力基础设施之间的粘合剂，是新基建中新型信息基础设施的底座。如图 1 所示：面向云和网的 5G 网络基础资源层，
8、通过实施虚拟化、云化和服务化，形成 5G 网络一体化的融合技术架构，最终实现新型信息基础设施资源的一体化供给。融合基础设施，使能传统基础设施和千行百业数字化转型、智能化升级。4运营与应用运 营 与 应 用打造面向多租户的云边缘服务和面向单一用户的边缘专属云服务，统一管理面、全网集中管理，提供 IaaS/PaaS/SaaS 全栈+云边协同能力。初期保障多个边缘云共硬件，根据各自需求逐步向云原生、全栈云平台演进，最终实现技术架构归一，统一部署运营，打造高性能、异构的服务能力。因此需要分为 3个步骤完成融合，如图 3 所示。第一阶段多路径演进：现网进行多路径探索，对不同方案和平台广泛验证，快速切入边
9、缘计算市场。统建ECM，收敛运营管理能力，实现异构数据打通。第二阶段技术栈逐渐收敛：逐步探索管理运营融合与成泛在算力网络，增强多业务承载能力和服务拓展延伸。面向客户差异化的需求，不同的云通过协同编排系统提供 5G 切片开通、业务控制和业务监控能力，构建 5G 特色边缘服务能力。以运营/资源协同、运维统一为原则，通过中心云 SaaS/PaaS 能力向移动边缘云延伸，实现业务价值增值。持续优化 CI 网络和 IT 网络的互通能力，实现管理控制面的全域拉通协同，为“一朵云”目标实现提供网络基础。如图2 所示：基于 CI 云和 IT 云的技术栈能力基础，继续向云原生目标演进，打造自主可控的云服务融合框
10、架4。图 2 云网融合目标架构边缘云基础资源融合。CDN 运营管理功能与移动云云管融合，实现统一管理，通过云管弥补异构系统。边缘基础资源形成统资源池，协同部署，内部隔离网络云与通用资源。第三阶段架构归一：形成统一的技术架构与管理架构。容器混合云底座，云网边协同运维平台，提供统一服务界面。统边缘计算 laaS、PaaS、SaaS 技术栈，打造高性能、异构的融合边缘计算。3.2 构筑云基础设底座构筑在基础设施上的云计算平台，提供通用的云服务环境，形成计算、网络、存储、加速、安全等全面的弹性云服务，为网元、互联网/IT应用等提供部署、调度、运行、稳健的基础环境，可降低响应时延、减轻云端压力、降低带宽
11、成本，满足多样化的业务场景。服务器：硬件服务器应具备统一硬件管理能力，需支持各虚拟层部署能力，需符合 Redfish 接口协议。虚拟机：轻量化 VIM 对虚拟层服务能力满足度，满足计算与存储资源融合部署、边缘云属地资源管理服务能力。容器：CaaS 平台具备业务资源编排管理能力，平台能力满足业务需求，端到端打通容器管理流程。加速：GPU 卡与服务器、虚拟层兼容。具备裸金属和虚拟化场景下 GPU 加速技术能力。云管：边缘多 VIM 进行汇聚，可屏蔽版本差异，满图 3 云网融合演进步骤5运营与应用面向 5G 网络的云网一体化关键问题研究2023.02 广东通信技术足用户跨云资源动态调度，提升边缘云的
12、价值和用户体验。3.3 泛在连接以网带云结合现状实际，聚焦泛在连接、云构生态、云网协同，做深网络长板，做深生态融合，做强云网服务，加快推进云网一体。按照网随云动的演进，实现业务端到端智能开通，打造“智能、简洁、高效、快速”的网络连接，增强网络覆盖。完善多样化接入手段，加强多云汇聚连接能力。全场景覆盖，业务一跳开通，覆盖不同价值客户群。云专网精准下沉，补齐 5G 切片入云手段，丰富云接入网，形成 SPN/PTN/PON/OTN/5G 切片多类型接入。实现一朵云多种连接。依托云专网，拉通云接入与云池，提供高可靠、高安全、高灵活的上云通道，通畅多云泛在连接，实现一种连接多朵云，如图 4 所示。泛在连
13、接主要引入的关键技术如下。超级控制器：引入超级控制器跨域拉通各个产品域控制器，实现SPN+云专网端到端业务切片承载；G-SRv6 演进：全网 SRv6 向 G-SRv6 演进，用户一跳入云，跨域无拼接，简化跨域资源协调，实现业务敏捷开通；iFIT 随流监测：基于 IFIT 随流检测技术实现业务路径和 SLA 可视，提升运维效率；云边协同：云网协同向云网边协同演进，广泛覆盖边缘节点，实现网随云动；并行发展，需尽快考虑融合/协作方案。管理层面考虑到部署网元和部署 APP 在管理要求、可靠性等方面的差异，采用 MEO 与 CMP 分别管理网络域和应用域的方式。MEO 和 CMP 可融合部署并提供统
14、一界面。通过企业级运管平台实现多云统一管理，支持丰富的技术栈，满足异构纳管等需求，如图 5 所示。图 4 泛在接入方式边缘节点层面，统筹考虑基础设施及硬件需求，划分网络域和应用域，分别承载网元和 APP。网络域云平台遵循 NFV 技术要求，应用域云平台面向公有云业务满足灵活的部署和升级要求。3.5 打造内生安全体系安全服务可以通过云网安全大脑，异地容灾、数据私有、分级服务等方式来满足 5G 网络云网融合的内生安全。构建“自适应、自生长、自调整”的高安全、韧性网络，如图 6 所示。突破网络安全能力单点独享，多云安全跨域互联，实现实时同步、异地容灾。守护客户数据私密性，以本地私有云确保客户数据安全
15、可控。面向用户提供安全原子能力，实现安全能力编排和威胁防御联动下发。图 5 统一资源管理平台架构3.4 建立统一资源管理平台运营层面目标应统一入口，目前专网运营平台和 OP6运营与应用运 营 与 应 用4 结束语云网融合能力将成为 5G 时代运营商差异化服务能力的体现。云网融合打造了一种面向企业客户的统一平台和入口，将企业的网络能力和产品技术能力相结合，能够实现云计算基础业务运行的更好支撑，同时提供创造拓展创新业务场景的平台。随着云网产品的成熟以及云化的刚性需求发展，“云市场+网络市场”整合的概念将逐步显形。对于运营商而言，面向 5G 的云网融合需要充分发挥网的优势，并不断丰富云的内容。面向
16、5G 的云网融合对内可以优化网络、降本增效。在中心层面通过集中化建设的网络云、移动云和 IT 云，最大限度发挥云计算规模优势，提升业务效率；在地市及以下层面，积极规划部署边缘云，发挥运营商网络资源优势，构建云+边缘的差异化云网融合体系。通过与云适配的网络调整和维护支撑体系建设，进一步优化业务流量流向，提升业务体验，降低网络成本。使客户随时、随地、随需入云。运营商网络精准适配云诉求，具备弹性、易用等能力。同时网络可视、路径可选可优可调，定制 SLA 服务，分钟级故障定位。最后保障数据防护、网络容灾、信息防护等云网内生安全。参考文献1 云网产业发展白皮书第一部分:云网络 2021 年.云计算开源产业联盟，云网产业推进方阵.2021.2 中国电信云网融合 2030 技术白皮书.中国电信集团公司.2020.3 对云网融合技术创新的相关思考.史凡.电信科学.2020.4 云网融合向算网一体技术演进白皮书.中国联通集团公司.2021.（收稿日期：2023-01-28）图 6 安全架构征 稿 启 事本刊长期面向国内外通信行业管理人员、通信企业管理人员、信息通信网工程技术人员、通信市场营销人员以及其它
