文/Gary Maidment，本文改編自Ling Yim-Kwong博士的白皮書《NFV SDN到5G網絡切片》
網絡現代化是每個運營商必經的歷程。NFV和SDN推動了網絡現代化的發展，軟件化和云化則定義了網絡現代化的路徑，而在網絡現代化歷程的盡頭，優質用戶體驗翹首以待。在轉型過程中，運營商要記住3個關鍵詞：敏捷、高效、速度。但是，要想實現真正的高效，端到端的全網切片必不可少。
快速、高效、敏捷：未來網絡的標志
隨著互聯網的前身——ARPANET于1969年建立，以及1973年全球第一部移動電話誕生，數字時代急速形成。10年之后，摩托羅拉推出了全球第一部商業手機，這比上世紀90年代早期開始流行的互聯網還要早大概10年。直到2007年，蘋果公司推出第一部智能手機iPhone，將網絡和移動技術結合起來，才真正改變了手機市場的游戲規則，催生了當前人人離不開的智能手機和OTT應用的時代。
人們對App和社交網絡的極大需求見證了網絡流量的快速增長，而隨著為消費者和垂直行業而生的新型物聯網服務不斷成熟，未來網絡的流量會更加高漲。據預計，2025年全球聯接總數將會達到1000億，其中約80億聯接將會來自智能手機。
然而，雖然網絡已構成了當今世界的基礎，但網絡的建設者和運營者——電信運營商們卻面臨著“增量不增收”的困境。據Ovum預計，2015～2025年寬帶網絡的流量將增加205%；與之形成鮮明對比的卻是，在此10年間，全球寬帶業務的消費額只能勉強增加51%。
要想保持盈利并滿足不斷增長的流量需求，網絡就必須更加高效，以幫助運營商在降低CAPEX和OPEX的基礎上提供更好的服務體驗；同時，網絡還必須足夠敏捷，這樣運營商才能快速創新并推出新業務，以便在用戶有業務需求的時候即刻滿足。高效、敏捷和速度是運營商網絡成功的標志性因素，也是當前運營商網絡轉型的終極目標，而NFV和SDN就是運營商轉型的有力工具。
為了更好地應用NFV和SDN，必須將5G網絡分割成多個切片。每個切片都是邏輯獨立的，以實現某個特定類型業務的最佳體驗，不同業務和切片網絡之間能夠實現資源共享。
循序漸進：運營商轉型的4個階段
“理想很豐滿，現實卻很骨感。”運營商的轉型也同樣如此——既要考慮到原有網絡的利舊，也要考慮到相關技術和生態鏈的成熟問題；此外，員工要掌握相關的必備技 能、組織要向新的以軟件和客戶為中心的運作模式轉變……這些都需要一個漫長的過程。一般而言，運營商的轉型要經歷4大階段：虛擬化和云化、業務遷移、端到端業務編排（EEO），以及網絡切片。
當然，采取更加激進的建網策略也是可以的，那就是壓縮這些階段，直接鋪設單獨的NFV/SDN網絡，將其疊加在運營商現有的網絡之上，一次性將原有業務遷移到新網絡。這種方法盡管波及面很廣，但詳細了解一下各個轉型階段還是很有必要的。
階段一：虛擬化和云化
虛擬化可以實現網元軟/硬件功能的分離，就像路由器的原理一樣。這反映了軟件定義功能向計算硬件發展的轉變，可實現計算能力與存儲能力的靈活共享，因為軟件應用在商品化硬件（COTS）上和在專門硬件上的運行效率是一樣的。
除了虛擬化，計算和存儲能力也逐漸從PC向集中式的云轉移。云設施能夠實現功能和位置的解耦，帶來的好處包括網絡擴展性、資源共享、網絡彈性、低功耗以及效率的提升。將大量數據集中起來提供給不同用戶，用于不同目的，還可以支持大數據分析以及相應的不計其數的應用。
NFV將虛擬化技術引入到網絡設施中，將軟件功能和專用硬件解耦，支持虛擬網絡功能（VNF）軟件在商用服務器上運行，從而模仿網元功能和性能。當前，能夠實現這一功能的商用產品包括了vIMS和vEPC。
階段二：業務遷移
運營商部署NFV和SDN、將現網遷移到新平臺上可以采取多種策略，每種策略都必須考慮到業務的重要性以及各個業務的獨立性。主要策略包括：
部署新業務：部署支持NFV/SDN功能的新業務，例如包含IMS和BoD（按需分配帶寬）的VoLTE業務。
更換平臺：當原有硬件和軟件系統生命周期結束、需要進行大幅度容量提升時，這是最好的方法。
部署中央SDN和NFV平臺：這種策略這樣能可實現大數據分析，并提供新的集成業務。
業務集中化：可以此策略推動部署新的高效技術。
階段三：端到端業務編排（EEO）
NFV和SDN是相互獨立卻又互補的技術，二者都能實現運營商網絡的軟件化轉型。但是，還需在全網范圍部署支撐端到端業務編排（EEO）的各種應用，這樣才能發揮這兩項技術的最大功效。
業務編排能夠加強運營商的敏捷性，助力運營商更加高效地分配網絡資源并縮短TTM。在諸多致力于實現NFV和SDN網絡EEO的舉措中，由Unix基金會運營管理的Open-O（Open-Orchestrator）項目是一個關鍵里程碑，其于2016年在巴塞羅那全球移動通信展期間首次公布，是多方共同努力的成果，致力于為敏捷SDN和NFV運營打造首個開源軟件框架和編排器。目前，EEO的早期應用已經就位，例如于2016年9月首次發布的中國電信的云VPN計劃。
階段四：網絡切片
傳統的移動通信網絡運行模式都很單一，即一張網運行所有業務，依靠諸如DiffServ等IP協議來確定不同業務的優先級，但這些協議都是零碎的，無法實現端到端的業務編排。
網絡切片已被錄入NGMN的5G愿景中，該技術可優化網絡資源分配，實現最大成本效率，滿足多元5G新業務的需求。NGMN將網絡切片定義為端到端技術，涵蓋了核心網和接入網。
新的5G空口技術就支持網絡切片。在核心網上，網絡切片可以單獨實施或者在新的5G空口部署之前實施。每個網絡切片邏輯上都是一個自給自足的網絡，每項業務都擁有一個獨立的網絡切片。例如，專門的視頻網絡切片、IoT網絡切片，或者關鍵通信網絡切片等等。當然，也可以將多個相似業務放在一個網絡切片上。
每個切片都為專門業務類型而優化，每個都支持端到端，包括RAN和核心網。與LTE不同的是，5G空口支持動態和半動態切片。多個并行的網絡切片可以部署到一個物理設施之上，每個切片都能實現超可靠和超實時的聯接。
各種技術的疊加和聯動
網絡切片基于NFV和SDN技術，這兩種技術都需要和業務編排疊加，而業務編排需要EEO才能實現二者的協調。包括中國移動、德國電信、KDDI、韓國電信、NTT和韓國SK電信在內的領先運營商都在朝著網絡切片技術前進，其中NTT已經開發出一套切片網絡管理系統，這是整個解決方案的關鍵一部分。
華為是業界領先的NFV和SDN技術供應商，并且持續推動著這兩項技術的發展。華為咨詢服務部門提供各類產品、解決方案以及咨詢服務，擅長幫助運營商實施面向未來的轉型——即在5G網絡上實現SDN、NFV和網絡切片，從而實現新業務的高效上市，同時提升運營商的利潤。
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SDN發揮作用
傳統的傳輸網絡中包含專門的路由器和交換機來實現數據轉發和網絡控制。SDN通過一個單獨的基于軟件的SDN控制器來實現網絡控制功能的集中化，而路由器和交換機只負責轉發，這樣就減少了轉發網元的成本。
SDN控制器監控大部分網絡，輕松識別最優報文路由，這在網絡擁堵或者部分癱瘓的情況下尤其有用。SDN控制器的路由決策能力比傳統網絡中的路由器和交換機也高出不少，因為后者的路由決策只是基于很有限的一部分網絡情況。
但2016年1月的Gartner報告顯示，僅有2%的客戶部署了SDN。推遲SDN部署的主要原因就是缺乏標準化設備。對運營來說，大規模的SDN部署尚在襁褓之中。
區域云工廠
國家級的網絡架構一般包括2～3層，即接入層、匯聚層和核心層。云基礎設施也是分層的，一般分為本地級、區域級或者國家級的數據中心。分層能夠提升網絡的性能、彈性、靈活性以及網絡韌性，也方便網絡維護和網絡融合。
例如，每個跨國運營商的子網一般都包括本地的國家網絡和平臺。由于光纖網絡能夠降低傳輸成本，跨國運營商有理由將多國網絡設施融合成一個國際網絡。這種統一融合的平臺被稱為“區域云工廠”。對于跨國運營來說，其好處就是無需為每個國家子網建立平臺，只需在全球運營一個VAS平臺即可。
盡管協同會為泛歐洲和泛非洲云工廠帶來各種巨大的潛在好處，但障礙仍然存在，包括政府管制的制約、數據安全及隱私、內容獲取是由本地還是地區定制，以及是由本地還是地區提供支撐等等。例如，有些業務可以遷移到區域云中心，而有些業務還是本地化比較好。
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