在我剛開始了解5G核心網架構的時候，我注意到軟件定義網絡（SDN）和網絡功能虛擬化（NFV）作為兩種新興技術被多次提及。然而，對于SDN和NFV技術在5G中扮演著的重要角色，很多文獻在這方面僅僅一筆帶過，很多技術博客也是從專業的運營商角度來強調SDN和NFV的引入為運營商帶來的時間和成本上的節省，這其實讓我很困惑，因為我依舊不明白為什么SDN和NFV技術可以具有這么大的潛力，無法從根本上來理解這兩種技術對于5G至關重要的意義。作為初級入門者，如果不能從本質上理解這一點的話，我認為對于整個5G核心網技術系統的完整性認識是不會有幫助的。因此在這里把我的一點理解歸納整理，希望對初學者有所幫助，如果有理解不到位的地方，歡迎各位批評指正。
接下來我將從我理解的角度來討論為什么要為5G引進SND技術和NFV技術。
這首先要從當前的核心網EPC的一大缺陷講起，這個缺陷就是耦合！EPC在構建之初并沒有從服務和基礎架構的出發點去考慮問題，而是針對單一服務（使用場景）設計的集中式架構，這就導致EPC架構下物理組件之間的功能劃分非常耦合，功能的耦合也帶來部署的難度，同時功能的實現嚴重依賴于物理硬件，很多功能的實現必須建立在昂貴的專有設備基礎之上。
總結來講，傳統EPC網絡的耦合主要體現在兩個方面：
控制平面和用戶平面的耦合；硬件和軟件的耦合。這兩方面的耦合帶來三個方面的限制：
這樣的傳統架構為運營商部署網絡帶來成本和時間上的挑戰；隨著終端類型和數量以及服務類型越來越多，很難為這個“龐然大物”拓展新的功能和服務，并且無法高效地分配資源；降低用戶服務質量體驗（QoS）。我們以接下來的EPC網絡架構圖來進一步說明上面提到的“耦合”問題。如
圖1，EPC中有四大組件：
從圖1中的虛線和實線標記可以看出，MME僅承擔控制面功能，但是SGW和PGW既承擔大部分用戶平面功能，又承擔一部分控制平面功能，這就使得用戶平面和控制平面嚴重耦合，從而限制了EPC的開放性和靈活性。另一方面，在這種架構下，很多網絡元素必須運行于配備專用硬件的多個刀片式服務器上，這對于運營商來說是極大的開銷。
詳細介紹完EPC的耦合缺陷之后，我們來簡要介紹一下SDN技術和NFV的基本概念。
SDN技術是一種將網絡設備的控制平面與轉發平面分離，并將控制平面集中實現的軟件可編程的新型網絡體系架構。我們知道，在傳統網絡中，控制平面功能是分布式的運行在各個網絡節點（如集線器、交換機、路由器等）中的，因此如果要部署一個新的網絡功能，就必須將所有網絡設備進行升級，這極大地限制了網絡創新！從這個角度來看，SDN便是應運而生的“救星”！SDN采取了集中式的控制平面和分布式的轉發平面，兩個平面相互分離，控制平面利用控制-轉發通信接口對轉發平面上的網絡設備進行集中控制，并向上提供靈活的可編程能力。由于具備這種“天賦”，于是SDN自然而然成為EPC控制面和用戶面耦合問題的“克星”。
NFV技術是一種將網絡功能整合到行業標準的服務器、交換機和存儲硬件上，并且提供優化的虛擬化數據平面，可通過服務器上運行的軟件讓管理員取代傳統物理網絡設備的技術。從古至今都有這么一個道理：對于外界物理實體的依賴性越強，越不利于自身的發展。獨立性在我看來是一個意義重大的優秀品質，這同樣體現在網絡技術上。對專用網絡設備的依賴，將會導致我們在面對網絡創新時的無能為力，這一點在現階段的EPC中已經得到了印證，因此我們必須謀求新的技術來擺脫對專用硬件的依賴！通過使用NFV可以減少甚至移除現有網絡中部署的中間件，它能夠讓單一的物理平臺運行于不同的應用程序，用戶和租戶可以通過多版本和多租戶使用網絡功能，從而促進軟件網絡環境中的新網絡功能和服務的創新，NFV適用于任何數據平面和控制平面功能、固定或移動網絡，也適合需要實現可伸縮性的自動化管理和配置。
通過以上對SDN和NFV的簡單介紹，可以大致概括：SDN技術是針對EPC控制平面與用戶平面耦合問題提出的解決方案，將用戶平面和控制平面解耦可以使得部署用戶平面功能變得更靈活，可以將用戶平面功能部署在離用戶無線接入網更近的地方，從而提高用戶服務質量體驗，比如降低時延。NFV技術是針對EPC軟件與硬件嚴重耦合問題提出的解決方案，這使得運營商可以在那些通用的的服務器、交換機和存儲設備上部署網絡功能，極大地降低時間和成本。
SDN和NFV技術催生了5G核心網架構，如圖2所示：
在此基礎上，有的文獻提出5G架構應該盡可能減少網絡實體，并取消服務網關和PDN網關的概念，而將其抽象成為控制平面網關和用戶平面網關,并且提議控制平面網關和用戶平面網關以軟件的形式運行于運營商的云系統中，而非使用專用的硬件設備。這一提議的架構如圖3所示：
總之，不論未來5G核心網采用何種架構，SDN技術和NFV技術的結合使用，都會使得5G核心網在高效性、可編程性和靈活性上發生質的飛躍！對于運營商部署網絡和用戶享受更優質服務來說都是巨大的福音！
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