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专题
2015/10/14 17:47

Cloud UniCore,虚拟化核心网创新技术

C114中国通信网  潘振春(中兴通讯)

引入虚拟化所带来的问题

移动互联时代,运营商面临来自互联网公司的严峻挑战,中兴通讯提出M-ICT战略:以人(Man)为本,关注用户价值;面向未来,实现IT、CT和Internet的深度融合,帮助运营商实现业务转型网络虚拟化(NFV+SDN)作为M-ICT战略的重要一环,已成为业界关注焦点。在引入网络虚拟化时,运营商最为关注的问题包括:

  • 性价比——怎样降低网络建设与运维成本,提高资源利用率,同时优化网络性能?
  • 电信级——虚拟化网络大量采用IT技术,能否满足电信级可靠性要求?
  • 运维——虚拟化网络层级增多,且往往由多厂家提供,网元部署、故障定位和日常运维能否做到方便、快捷,节省OPEX?

为此,中兴通讯核心网提出了具有高性价比、电信级保障、简单易管的Cloud UniCore虚拟化核心网解决方案,涵盖2G/3G核心网及EPC、IMS、UDC中所有网元。

高性价比方案

  • iSDN网关,打造高效用户面通道

纯粹的NFV网关,由于采用基于x86技术的服务器,计算能力很强,在控制面处理方面游刃有余,但在媒体面的数据转发上,相对于专门的数据转发设备却性能较弱。网关设备是4G核心网的关键网元(SGW、PGW),数据转发性能至关重要,为此,中兴通讯提出了iSDN架构(见图1),实现网关SDN化,将媒体面复杂处理与基本处理分离,80%的用户流量通过高速交换机线速转发,剩余需复杂处理的流量,通过动态Service Chain技术按需调度处理资源,既大幅提升了媒体面性能又节省设备开销。另外,iSDN网关将转发节点分布式部署,网关控制面可根据用户位置、业务流特性、用户属性等,为用户流量选择最优的转发节点和转发路径。

  • 一体化vCN,高集成、精简网络

目前业界常见的虚拟化核心网方案仍然处于网元虚拟化(Network Element Virtualization)阶段,而中兴通讯提出的的一体化vCN方案则实现了核心网多种网元各功能组件的自由组合,可以满足不同业务场景和网络演进的需要,通过组件间内部交换及公共模块合并,降低虚机资源消耗、处理时延和网元间互通难度。另外,一体化vCN的高集成度也使得小型化网络部署更快捷、更方便。

电信级可靠性方案

多层次可靠性保障,实现秒级故障恢复

虚拟化网络增加了Hypervisor层,单个VM可靠性低于传统电信设备,简单虚拟化方案达不到电信级可靠性。为此,中兴通过以下措施,使虚拟化网络可靠性达到99.9999%。

  • 多层次分散和冗余:POOL地理冗余,软硬组件1+1、N+K备份;
  • 多层次监控与故障自愈:软硬件、VM等带内/带外监控,隔离、重生故障资源,使系统快速恢复,保证服务能力;
  • 业务持续性保障:通过热补丁/ISSU、VM热迁移、同步等多种手段,保证业务在故障/运维/伸缩过程中不中断。

智能过载控制,抵御数十倍网络风暴冲击

相比传统网络,虚拟化网络可以将过负荷控制与弹性伸缩联动,通过快速增加资源,接纳新增话务,使网络抗负荷冲击能力大大增强。

  • 系统负荷闭环监控:实时监控CPU负荷、带宽占用、会话数等指标,自适应实施负荷控制。
  • 负荷控制与弹性伸缩联动:系统负荷未超过license限制时,快速增加处理资源,吸收新增话务;另外,控制面与媒体面可独立伸缩,适应不同过负荷场景。
  • 负荷压制: 负荷达到License限制,依然收到过负荷事件时,启动过负荷控制,抑制新事务比例,并向周边网元发送过负荷信息,保证过载后业务仍能得到有效处理。

易运维方案

大数据故障解决,高效、精准故障定位

虚拟化网络新增NFVO、VNFM、VIM、虚拟化层等,结构复杂,故障定位困难,中兴通讯基于大数据的闭环故障解决方案,可实现精确、快速的故障定位,故障定位周期从4h缩短至15min。

  • 准确:硬件、虚拟化、应用软件等全方位多层次监控,全系统故障点和故障过程采集,数据更全面,分析定位告警更精确;
  • 智能:根据系统告警并对接中兴VMAX网络信息与用户行为大数据分析系统,进行告警自动关联和根告警追溯,同时匹配解决策略,触发相关操作,减少人工干预,使告警快速解决;
  • 闭环:系统资源监控、分析、策略控制、再监控,形成闭环控制,使整个网络稳定健康。

一体化集中运维,助力运营商快速适应虚拟化运维

引入虚拟化之后,软、硬件往往分层归属不同厂商,运维复杂度增加。为此,中兴通讯推出了一体化集中运维工具,简化虚拟网络运维,实现从部署到优化的一体化快捷运维。

  • 集中监控、分层管理:系统资源集中监控,Orchestrator提供全局资源管理视图,监控物理和虚拟资源的配置、告警和性能等。在OSS/BSS/EMS层面提供网元业务层面的资源监控。各层分别提供独立的维护界面,独立运维、分层管理,满足运营商分层维护的方式。
  • 提供集中维护工具,网络服务一键管理:只要通过界面,即可一键完成虚拟化网络的部署、扩容和业务编排等,简化核心网虚拟化系统的运维过程,减少系统的开通和扩容周期。

最新进展

2014年10月,中兴通讯独家中标中国移动RCS融合通信项目,它是中国移动史上规模最大的平台和应用项目,用户规模达1亿,活跃用户1600万,肩负着中国移动下一代融合通信战略转型的重任。该项目首次商用部署虚拟化的IMS设备和RCS业务平台,建成后将成为全球最大NFV商用局,也是全球最大的基于IMS的RCS商用网络。

近期,中国联通联合中兴通讯,共同开展“VoLTE Service based on vEPC and vIMS Architecture”网络功能虚拟化(NFV)概念验证(PoC)项目。该项目由中兴通讯提供虚拟化分组核心网(vEPC)和虚拟化IP多媒体子系统(vIMS),根据ETSI NFV行业规范组的PoC项目框架开发,全面评估虚拟化网络环境下VoLTE业务质量和用户体验效果。目前,中兴通讯正与全球众多顶级运营商合作,联合开展针对NFV的PoC测试,并获得了许多成果和积极反馈,充分显示了中兴通讯虚拟化方案的优越性能。

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