毋庸置疑，云計算是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次大的信息技術(shù)浪潮。云計算正在或已經(jīng)成為信息產(chǎn)業(yè)的主旋律。進入2014年，似乎云計算已經(jīng)不再像前幾年那樣火熱，產(chǎn)業(yè)界對云計算的關(guān)注度已經(jīng)被大數(shù)據(jù)、可穿戴等新的名詞所超越，但這并不意味著云計算本身影響力的削弱，而是因為“云”已經(jīng)成為ICT技術(shù)和服務(wù)領(lǐng)域的“常態(tài)”。產(chǎn)業(yè)界對待云計算不再是抱著疑慮和試探的態(tài)度，而是越來越務(wù)實地接納它、擁抱它，不斷去挖掘云計算中蘊藏的巨大價值。

　　2014年另外一個熱的發(fā)燙的概念是：“軟件定義一切”。軟件可以定義世界(SDW)，軟件似乎正在成為世界的核心和靈魂，成為信息消費的重要引擎和重要內(nèi)容。對ICT領(lǐng)域而言，軟件定義一切涵蓋ICT基礎(chǔ)設(shè)施所有領(lǐng)域，包括軟件定義網(wǎng)絡(luò)、軟件定義數(shù)據(jù)中心、軟件定義存儲、軟件定義服務(wù)器等。

　　對電信行業(yè)自身來說，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更新、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)種類不斷豐富、智能終端迅速普及的推動下，網(wǎng)絡(luò)流量長期呈現(xiàn)高速增長的態(tài)勢，為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，運營商不斷的擴容網(wǎng)絡(luò)，但由于數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)的經(jīng)營者大多數(shù)情況下不是運營商而是內(nèi)容提供商，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)投資增長與營收增長形成越來越大的剪刀差。未來流量仍將維持高速增長已成為業(yè)界共識，要避免剪刀差日益擴大，須考慮如何降低網(wǎng)絡(luò)投資的增速，在這樣的背景下，電信業(yè)務(wù)平臺乃至電信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)都在發(fā)生著深刻的變化。這其中，以IT資源的集中化、池化和彈性部署為主要特征的“云化”成為電信網(wǎng)絡(luò)的顯著發(fā)展演進趨勢。特別是電信核心網(wǎng)的云化演進將引起電信技術(shù)體制的巨變。

　　1.電信網(wǎng)的構(gòu)成的變化

　　傳統(tǒng)意義上的電信網(wǎng)(telecommunication network)的定義為：構(gòu)成多個用戶相互通信的多個電信系統(tǒng)互連的通信體系，是人類實現(xiàn)遠距離通信的重要基礎(chǔ)設(shè)施，利用電纜、無線、光纖或者其它電磁系統(tǒng)，傳送、發(fā)射和接收標識、文字、圖像、聲音或其它信號。隨著電信業(yè)務(wù)的不斷豐富和技術(shù)的不斷演進，電信網(wǎng)的內(nèi)涵和外延都在發(fā)生著巨大的變化�，F(xiàn)行的電信網(wǎng)絡(luò)按照傳統(tǒng)的概念定義大概具備如下的層級結(jié)構(gòu)和要素構(gòu)成。

圖1 電信網(wǎng)絡(luò)層級結(jié)構(gòu)

　　以移動運營商網(wǎng)絡(luò)為例，電信網(wǎng)絡(luò)具備“1+4”的體系構(gòu)成，即業(yè)務(wù)網(wǎng)（智能網(wǎng)、短信彩信網(wǎng)關(guān)、WAP）、核心網(wǎng)、承載網(wǎng)和傳送網(wǎng)以及服務(wù)于四大網(wǎng)絡(luò)的IT支撐系統(tǒng)。而隨著電信網(wǎng)絡(luò)“云化”的推進，電信網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)“管道化”、“平臺化”和“開放化”，電信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進一步扁平和“瘦身”，云時代的電信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可進行如下方式表達：

圖2 云時代的電信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)  

　　網(wǎng)絡(luò)控制與功能分離后的電信網(wǎng)絡(luò)，依托統(tǒng)一的虛擬化IT資源，大致可以定義為新的“4+1”架構(gòu)：基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)部分、智能管道部分、能力開放部分、支撐與安全部分以及云計算資源（含數(shù)據(jù)中心）�？梢哉f云計算已經(jīng)成為當(dāng)下電信網(wǎng)絡(luò)資源的基礎(chǔ)。

　　2.電信網(wǎng)的演進

　　傳統(tǒng)電信網(wǎng)由終端設(shè)備、傳輸鏈路和交換設(shè)備三要素構(gòu)成，運行時還應(yīng)輔之以信令系統(tǒng)、通信協(xié)議以及相應(yīng)的運行支撐系統(tǒng)。傳統(tǒng)電信網(wǎng)的特點是：按業(yè)務(wù)建網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)種類繁多，基礎(chǔ)網(wǎng)有基于TDM技術(shù)的電話網(wǎng)，基于分組交換技術(shù)的X.25網(wǎng)、F.R網(wǎng)與ATM網(wǎng)，業(yè)務(wù)網(wǎng)有E-mail網(wǎng)、EDI網(wǎng)、傳真存儲轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)、可視圖文業(yè)務(wù)網(wǎng)、電報網(wǎng)、用戶電報網(wǎng)等近10個覆蓋全國的業(yè)務(wù)網(wǎng)。這些網(wǎng)中，除電話網(wǎng)是基于TDM技術(shù)外，其余全部是基于分組交換技術(shù)。這一階段的技術(shù)特點是，兩大技術(shù)（TDM與分組交換）并存，各自獨立發(fā)展。不論是電路交換或分組交換，全部采用面向連接的工作方式。

　　隨著因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展，用戶對新業(yè)務(wù)的需求不斷增加，軟交換網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運而生。軟交換網(wǎng)絡(luò)采用業(yè)務(wù)與控制分離、承載與接入分離的思想，把傳統(tǒng)交換機功能實體離散分布在網(wǎng)絡(luò)之中。軟交換網(wǎng)絡(luò)是基于分組交換的網(wǎng)絡(luò)，在原有電路交換機的基礎(chǔ)上，將業(yè)務(wù)功能（業(yè)務(wù)提供）、控制功能（呼叫和信令控制）和接入功能（中繼和用戶接入）相分離，形成軟交換網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用服務(wù)器、控制設(shè)備、信令網(wǎng)關(guān)和各種接入媒體網(wǎng)關(guān)。

　　IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）是軟交換網(wǎng)絡(luò)的進一步研究和深化。IMS是一種全新的多媒體業(yè)務(wù)形式，它能夠滿足現(xiàn)在的終端客戶更新穎、更多樣化多媒體業(yè)務(wù)的需求。IMS可以看作是一種新的軟交換技術(shù)。IMS是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，也是解決移動與固網(wǎng)融合，引入語音、數(shù)據(jù)、視頻三重融合等差異化業(yè)務(wù)的重要方式。IMS不僅可以實現(xiàn)最初的VoIP業(yè)務(wù)，更重要的是IMS將更有效地對網(wǎng)絡(luò)資源、用戶資源及應(yīng)用資源進行管理，提高網(wǎng)絡(luò)的智能，使用戶可以跨越各種網(wǎng)絡(luò)并使用多種終端，感受融合的通信體驗。IMS作為一個通信架構(gòu)，開創(chuàng)了全新的電信商業(yè)模式，拓展了整個信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間。

　　下一代網(wǎng)絡(luò)NGN（Next Generation Network），主要思想是在一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺上以統(tǒng)一管理的方式提供多媒體業(yè)務(wù)，整合現(xiàn)有的市內(nèi)固定電話、移動電話的基礎(chǔ)上（統(tǒng)稱FMC），增加多媒體數(shù)據(jù)服務(wù)及其他增值型服務(wù)。其中話音的交換將采用軟交換技術(shù)，而平臺的主要實現(xiàn)方式為IP技術(shù)，逐步實現(xiàn)統(tǒng)一通信。其中voip將是下一代網(wǎng)絡(luò)中的一個重點。NGN是傳統(tǒng)電信技術(shù)發(fā)展和演進的一個重要里程碑。從網(wǎng)絡(luò)特征和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展上看，它源于傳統(tǒng)智能網(wǎng)的業(yè)務(wù)和呼叫控制相分離的基本理念，并將承載網(wǎng)絡(luò)分組化、用戶接入多樣化等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)思路在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)下實現(xiàn)。因此，準確地說NGN并不是一場技術(shù)革命，而是一種網(wǎng)絡(luò)體系的革命。它繼承了現(xiàn)有電信技術(shù)的優(yōu)勢，以軟交換為控制核心、以分組交換網(wǎng)絡(luò)為傳輸平臺、結(jié)合多種接入方式（包括固定網(wǎng)、移動網(wǎng)等）的網(wǎng)絡(luò)體系。NGN與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)勢。

　　隨著軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network，SDN）的概念提出并被業(yè)界廣為接受，傳統(tǒng)的封閉性電信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)開始走向開放。SDN實際上并不是電信網(wǎng)自身演進路線的一個節(jié)點，也算不上一種新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它的出現(xiàn)有其歷史的必然性。

　　3.電信網(wǎng)的“軟件定義”與“云化”

　　現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中，對流量的控制和轉(zhuǎn)發(fā)都依賴于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)，且設(shè)備中集成了與業(yè)務(wù)特性緊耦合的操作系統(tǒng)和專用硬件，這些操作系統(tǒng)和專用硬件都是各個廠家自己開發(fā)和設(shè)計的。SDN是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它的設(shè)計理念是將網(wǎng)絡(luò)的控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面進行分離，從而通過集中的控制器中的軟件平臺去實現(xiàn)可編程化控制底層硬件，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源靈活的按需調(diào)配。在SDN網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只負責(zé)單純的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可以采用通用的硬件。而原來負責(zé)控制的操作系統(tǒng)將提煉為獨立的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，負責(zé)對不同業(yè)務(wù)特性進行適配，而且網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和業(yè)務(wù)特性以及硬件設(shè)備之間的通信都可以通過編程實現(xiàn)。

　　SDN是電信網(wǎng)絡(luò)從封閉到開放的重要起點，更將電信網(wǎng)絡(luò)資源、計算資源的自動化部署能力進行了革命性的提升。SDN技術(shù)理念與云計算的理念非常類似，這也使得電信網(wǎng)絡(luò)開始進入“云計算化”時代。SDN同時是一個非常寬泛的概念，數(shù)據(jù)中心可以SDN，承載網(wǎng)絡(luò)可以SDN，甚至光傳輸網(wǎng)絡(luò)也可以SDN。

　　電信網(wǎng)絡(luò)的“軟件定義”與“云化”主要體現(xiàn)在：

　　一、基礎(chǔ)硬件平臺的主要變化是引入可編程特性，無論是轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，還是計算及存儲平臺，新的硬件在保證性能的前提下，提供可編程的邏輯內(nèi)核和易于調(diào)用的應(yīng)用接口，以實現(xiàn)與業(yè)務(wù)無關(guān)的資源池化能力。

　　二、在基礎(chǔ)硬件之上加載虛擬化和云計算平臺軟件，它如同運行在電信網(wǎng)絡(luò)之上的操作系統(tǒng)，對計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)資源進行管理和調(diào)度，并為上層業(yè)務(wù)功能提供開放的運行環(huán)境。云平臺軟件必須具備高度的開放性，向下支持多種硬件共存的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，向上提供健康的生態(tài)系統(tǒng)。

　　三、NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，并不是必須）架構(gòu)將硬件、中間件與軟件實現(xiàn)解耦，因此各類上層業(yè)務(wù)和功能作為軟件模塊能夠進行靈活的集成與部署。這一目標架構(gòu)對現(xiàn)網(wǎng)傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)、未來的ICT業(yè)務(wù)均能夠?qū)崿F(xiàn)更高效的支撐，開放平臺的引入則對網(wǎng)絡(luò)OAM帶來了一場新的革命。

　　4.電信核心網(wǎng)的虛擬化（NFV）

　　NFV，即網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，Network Function Virtualization。通過使用x86等通用性硬件以及虛擬化技術(shù)，來承載很多功能的軟件處理。從而降低網(wǎng)絡(luò)昂貴的設(shè)備成本�？梢酝ㄟ^軟硬件解耦及功能抽象，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能不再依賴于專用硬件，資源可以充分靈活共享，實現(xiàn)新業(yè)務(wù)的快速開發(fā)和部署，并基于實際業(yè)務(wù)需求進行自動部署、彈性伸縮、故障隔離和自愈等。NFV的最終目標是，通過基于行業(yè)標準的x86服務(wù)器、存儲和交換設(shè)備，來取代通信網(wǎng)的那些私有專用的網(wǎng)元設(shè)備。

　　NFV條件是：服務(wù)器的虛擬機（VM）能力足夠強，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的全部功能或部分功能； IT資源和CT資源的編排和調(diào)度、服務(wù)鏈的編排和調(diào)度等。 NFV技術(shù)的出現(xiàn)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備服務(wù)提供商轉(zhuǎn)型，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商從向網(wǎng)絡(luò)運行商提供實體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，轉(zhuǎn)型成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商向網(wǎng)絡(luò)運營商提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備服務(wù)能力，這些服務(wù)能力將包含：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的升級，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備軟件的升級，軟件的運行和維護，服務(wù)鏈的設(shè)計，提供，網(wǎng)絡(luò)中IT資源的規(guī)劃等。

　　當(dāng)前，服務(wù)器能力快速增長，進一步規(guī)范化，虛擬機技術(shù)已經(jīng)成熟。VMware公司的虛擬機管理程序（hypervisor）開創(chuàng)了在一臺物理機上構(gòu)建多個虛擬機的先河，Linux的虛擬容器（Virtual Container）也具備相同的能力。虛擬機技術(shù)成熟并可用是NFV的IT資源基礎(chǔ)。

　　網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，分離“網(wǎng)絡(luò)功能單元”，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)功能單元之間的關(guān)系、運作特性、約束和通信等問題是目前的難點。在ETSI中，以實例的形態(tài)列舉了若干網(wǎng)絡(luò)功能單元。如：控制信號處理功能組涉及認證/授權(quán)、策略、狀態(tài)管理、移動性、移動性相關(guān)的支持功能；用戶數(shù)據(jù)處理功能組涉及包轉(zhuǎn)發(fā)、復(fù)制、計數(shù)、處理、負載均衡和應(yīng)用層轉(zhuǎn)向控制；數(shù)據(jù)與存儲功能組涉及數(shù)據(jù)存儲與管理等網(wǎng)絡(luò)功能單元；網(wǎng)絡(luò)實體整體的作為一個虛擬的網(wǎng)絡(luò)功能也是可以的，但效率低下可重構(gòu)件層級過高。

　　NFV可以采用SDN進行實現(xiàn)（如采用控制轉(zhuǎn)發(fā)分離的方法來搭建服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)），但是NFV也可以采用普通數(shù)據(jù)中心技術(shù)來實現(xiàn)。

　　5.SDN/NFV商業(yè)化進程已經(jīng)開始

　　在全球范圍運營商已開始在網(wǎng)絡(luò)的各個層面引入新技術(shù)以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的升級。包括在RAN部分實施云化提升網(wǎng)絡(luò)利用率，在分組核心和IMS引入NFV，降低對私有硬件的依賴并減少投資，在DC和承載網(wǎng)引入SDN，提升網(wǎng)絡(luò)利用率和靈活性等。

　　在2014年MWC期間，中國移動聯(lián)手阿爾卡特朗訊展示了NFV領(lǐng)域的研發(fā)進展。在多廠商環(huán)境下，采用阿爾卡特朗訊基于概念驗證的LTE RAN虛擬化BBU和虛擬分組核心演進vEPC解決方案，兩家公司成功展示了開放性移動云網(wǎng)絡(luò)在增強網(wǎng)絡(luò)敏捷性、效率性和規(guī)模方面的效用。除了在移動分組核心網(wǎng)推進虛擬化，阿朗還在IMS中積極引入NFV ，阿朗已經(jīng)實現(xiàn)將PCRF、HSS等功能遷移至Cloudband平臺，通過采用全新的開放性云技術(shù)，可以使其在100%負荷的最大規(guī)模通信網(wǎng)絡(luò)中規(guī)模運行時仍保持高性能狀態(tài)。在承載網(wǎng)方面，阿朗已成功實現(xiàn)RR（Route Reflector）的虛擬化。通過將RR部署至云平臺，可充分利用其計算優(yōu)勢，并可隨需伸縮。

　　華為公司推出的CloudEPC，將網(wǎng)絡(luò)劃分為設(shè)備層、虛擬層和應(yīng)用層，以提供具備簡化的架構(gòu)、快速創(chuàng)新并按需而變的網(wǎng)絡(luò)，并通過network Enabler實現(xiàn)便利和高效的網(wǎng)絡(luò)能力開放，這和NFV網(wǎng)絡(luò)虛擬化的訴求不謀而合。華為CloudEPC不但可以為運營商提供彈性、智能、可擴展和自動化的分組核心網(wǎng)，而且兼容現(xiàn)網(wǎng)SingleEPC設(shè)備，可實現(xiàn)從SingleEPC向CloudEPC平滑演進。

　　應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)演進的需求，愛立信則推出了愛立信云系統(tǒng)。這個革新性的云解決方案將為運營商和業(yè)務(wù)提供商提供在網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)使用上的高彈性，快速應(yīng)變抓住市場機會。分布式的云能力如計算存儲能力和網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合將帶來用戶云業(yè)務(wù)的良好的使用體驗以及網(wǎng)絡(luò)資源的更高效利用。愛立信云系統(tǒng)包含云管理系統(tǒng)和基于openstack和KVM虛擬層的愛立信云執(zhí)行環(huán)境，硬件設(shè)施構(gòu)建于愛立信現(xiàn)有的硬件平臺EBS和SSR，該解決方案提供現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)的平滑遷移，允許虛擬化和非虛擬化的應(yīng)用并存運行并保持電信級的性能。無論上層應(yīng)用來自愛立信，運營商還是第三方開發(fā)商,都可以部署在愛立信云系統(tǒng)提供的運行環(huán)境之上。運營商可以方便的引入新的業(yè)務(wù)，整合現(xiàn)有的業(yè)務(wù)到這個虛擬平臺中。

　　從亞太地區(qū)看，多個領(lǐng)先的運營商都計劃在2015年下半年開始NFV的試商用。中國領(lǐng)先運營商2014年已經(jīng)邀請全球主要設(shè)備商進入實驗室進行NFV的主要功能及性能測試。歐洲及北美主流運營商在NFV的技術(shù)驗證方面也非常積極。北美領(lǐng)導(dǎo)運營商已經(jīng)開始NFV設(shè)備供應(yīng)商的評估選擇行動。NFV理念從2012年誕生至今，主流運營商及設(shè)備商對此都很積極，其發(fā)展速度之快超乎意料。預(yù)計NFV的大規(guī)模部署會從2016年～2017年前后開始�，F(xiàn)階段SDN技術(shù)仍在不斷地演進，運營商對于SDN的目標網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)還沒有達成共識。SDN的大規(guī)模部署估計將在2018年左右開始。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標題：“軟件定義”背景下電信核心網(wǎng)的“云化”演進

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