探讨移动核心网虚拟化影响和演进

李 朋



探讨移动核心网虚拟化影响和演进

李 朋

广州杰赛科技股份有限公司，广东 广州 510310

在各大运行商网络进入网络功能虚拟化背景下，移动网络中专有网络设备将逐渐被通用服务器的虚拟网络所取代。在这一背景下，对移动核心网虚拟化所造成的影响和演进进行分析不仅具有现实意义，而且对促进我国移动核心网演进也提供了必要的理论支持。

移动；虚拟化；核心网

随着网络中数据的快速增长，运营商需要不断的增加投资;通过合理的方式缩短建设中期;在修建、改造、升级移动网络过程中大量的运行成本。因此;在发展过程中;如何提通过合理的措施使网络管理的灵活性;提高设备利用率;降低运行成本都是各大运营商必须要面对的一个问题[1]。

1 移动网核心虚拟化需求

数据流量的快速增长，是网元的数量和容量都有所提高。在数据量巨大，大量用户长期在线，移动终端与网络之间频繁活动的情况下，这对移动网络来说，一方面空口资源有可能会受到限制，另一方面用户数据的转发、处理控制面信令对网络的处理能力来说都是一种调整。由此可见，在具体操作过程中，网络必须有足够空间应付发生的情况。现在网络环境的管理和能耗问题都对人们的生活造成了不同程度的影响，因此需要网络在运行过程中依据业务的动态变化，对网络资源的使用进行及时调整，对网络的运行和管理进行优化，从而合理的避免低效运行情况的发生。针对不同区域或者不同时段，对网络资源的占用都是动态的，每时每刻都会发生变化。例如，在办公地点、集会场所会产生周期性变化，或者在夜间、周末等一些周期性的时间段，网络流量都会出现周期性的变化，会周期性的出现谷值和峰值，如果在网络资源配置过程中，始终都依照网络峰值进行，那么在网络处于谷值时，势必会导致大量的资源空闲，造成资源浪费，增加了运行成本。由此可见，从方便网络管理和节省资源角度对问题进行分析，如果在具体操作过程中可以依据网络的具体应用情况对网络资源进行动态调整与控制，针对移动网络的发展来说意义重大[2]。

2 移动核心网虚拟化演进架构

移动核心网逐步向网络功能虚拟化（NFV）方向发展，将会把所有的网元都部署在商用成品（COTS）服务器硬件之上，然后再利用虚拟层进行抽象处理，最终通过将资源提供给上层移动核心网元件，然后由其进行调用[3]。在具体操作过程中，针对用户面设备，高速处理用户数据，为了确保处理速度能够满足系统的运行需求，要增加对硬件进行必要的加速功能。例如，通过Intel的DPDK套装实现对原有硬件资源的直接调用，这样能够使COTS的吞吐量性能得到进一步提升。

此外，在未来一段的发展时间内，考虑到NFV与SDN（软件定义网络）两者的合理结合。移动核心虚拟化的网元部署到统一数据中心，从而实现集中化部署，这一方面可以是网络运维效率得到提升，另一方面也使转发面与控制面两者发生了分离，使整个运行变得更加科学合理[4]。在架构中，控制面网元与虚拟交换机相连接，从而实现对数据用户的合理疏导与转发，这也可以实现对全网的高效、统一管理，并且可以有封闭黑盒逐渐向网络轴向开放可编程移动网络方向发展。

3 引入虚拟网络化技术的策略

在引入虚拟网络化技术过程中，第一，因为EPC核心网络控制面网元的核心是状态机计算和处理信令，因此在具体操作过程中可以通过利用通用服务器和芯片的计算性能完成相应的操作[5]。并且在操作中，对于信令的处理要求不仅可以通过堆叠硬件的方式完成，而且也可以通过编排功能和管理的方式完成相应的调度和自动化部署，从而使网络的自动化程度和弹性都得到进一步提高。第二，因为通用服务器和芯片在用户数据转发上存在一定的短板，所以在具体操作过程中需要度对用户面进行长时间优化，并且需要适当的引入硬件或软件，从而满足用户对高数据的处理需求。由此可见，如果通用硬件平台的硬件堆叠和优化可以满足转发性能，则可以考虑对移动核心网用户面网元实现虚拟化，并且能够很好的有传统网元进行兼容。第三，几何NFV和SDN技术，使硬件和软件解耦功能可以得到发挥，对转发分离进行优化控制，提高EPC的弹性，使网络转发策略得到进一步提升。

EPC核心网络虚拟化在具体实施过程中，可以对通常网络进行合理应用，由简单逐渐向难度较高的组网方向发展，软件应用和虚拟化硬件由单个厂家供应逐渐向多个厂家分层集中，逐渐过大网络虚拟化的部署范围，使其代替传统的具有硬件的核心平台[6]。

4 结束语

随着流量快速增加的互联网时代的到来，各大运营商在具体经营过程中要通过合理的措施降低网络部署成本，并且需要提高网络资源运维的灵活性和可拓展性，为用户提供更好的网络体验。

[1]赵慧玲，解云鹏，史凡.网络虚拟化及网络功能虚拟化技术探讨[J].中兴通讯技术，2014（03）：8-11.

[2]胡晓娟，赵慧玲.基于虚拟化技术的核心网络研究[J].电信科学，2014（08）：42-46.

[3]杨红梅，赵勇.移动网络虚拟化关键技术及相关标准[J].电信网技术，2016（02）：62-67.

[4]苗杰，高功应.移动核心网虚拟化演进趋势探讨[J].邮电设计技术，2014（5）：5-9.

[5]蒋青，张佳星.虚拟化移动核心网任务调度算法研究[J].数字通信，2014，41（3）：1-3.

[6]赵慧玲，解云鹏，史凡.网络虚拟化及网络功能虚拟化技术探讨[J].中兴通讯技术，2014（3）：8-11.

Discussion on the Mobile Core Network Evolution and the Impact of Virtualization

Li Peng

Guangzhou GCI Science & Technology Co., Ltd., Guangzhou 510310

in the operation business network into virtual network function of background and mobile network technical secondary school with network equipment will gradually be replaced by the universal server virtual network. Under this background, the analysis of the virtualization of mobile core network caused by the impact and evolution have not only practical significance and to promote China's mobile core network evolution also provides the necessary theoretical support.

mobile; virtualization; core network

TN929.5

A

1009-6434(2016)07-0176-02