電子發(fā)燒友App
近日，西班牙電信德國公司（Telefonica Germany）宣布，他們正在和愛立信、AWS合作，準備在公有云上部署愛立信提供的5G核心網(wǎng)（以下稱“5GC”），預計將在2021年商用。
消息一出，業(yè)界震動。
雖然電信業(yè)一直在講NFV、核心網(wǎng)云化，但此前相關實踐都集中在新興運營商和專網(wǎng)應用上，供應商主要是IT側廠商，底層硬件基本是私有云。
這是第一次有國際主流運營商把傳統(tǒng)設備商的核心網(wǎng)部署在公有云上，創(chuàng)造了通信網(wǎng)絡云化的三個“第一”：
第一個部署云原生5GC的主流運營商，第一家提供5GC公有云部署支持的傳統(tǒng)設備商，第一家承載規(guī)模商用5GC的公有云廠商。
本文將就這一事件，進行深度分析和研判。
理想中的5GC
3GPP規(guī)范中的5GC，設計之初的目標，就是希望成為云原生應用。
從架構上來說，轉發(fā)和控制分離的5GC，就是一個有著云原生控制器的SDN網(wǎng)絡。
5GC的系統(tǒng)架構
控制面的SBA架構，就是IT領域常講的微服務架構。5GC新引入的NRF，就是微服務架構中的注冊中心。
5GC各服務之間的信令，采用的是IT領域通用的http2協(xié)議，而非此前核心網(wǎng)常用的diameter等專用協(xié)議。
5GC的各個服務，在設計上就是無狀態(tài)的，因此可以隨時在服務器之間無縫遷移。
控制面采用云原生部署，而轉發(fā)面UPF，因為功能非常單一，采用白盒轉發(fā)設備也完全可行。
這樣的架構設計，使5GC實現(xiàn)了充分解耦，支持分布式部署，從而幫助5G網(wǎng)絡支持兩大殺手級特性——邊緣計算和網(wǎng)絡切片。
現(xiàn)實中的5G核心網(wǎng)
理想很美好，但現(xiàn)實往往很骨感。
目前，國內已經(jīng)有不少省份部署了5GC，并且承載了業(yè)務。從現(xiàn)場反饋來看，主要存在以下幾個問題：
一、通用硬件適配性不足。
某運營商在某省部署A廠的5GC，硬件方面采用A廠的服務器（包括虛擬化層和操作系統(tǒng)），B廠的交換機以及C廠的磁盤陣列。
雖然這已經(jīng)是一個縮水版的硬件解耦（因為最關鍵的服務器和中間件都是A廠自己的，連兩層解耦都算不上），但部署過程中還是出了一大堆問題。
其中大部分問題，都是硬件驅動的問題。雖然驅動問題是小問題，但小問題多了，就是大問題。
而之所以會有這么多小問題，歸根結底還是當前通信產(chǎn)業(yè)鏈的開放程度不足。
反觀IT領域，一個典型IDC中涉及的廠商更多，所需要的驅動也更多，但異廠商不兼容的問題卻少得多。
二、未能融入云原生的生態(tài)。
從高度集成的單體架構轉向云原生，隨著解耦的充分，必然帶來復雜度的提升。例如Netflix的整體IT架構，就是由數(shù)千個互相依賴的微服務組成。
這種新增的復雜性，需要有效的管理。
目前5GC開局和運維的復雜程度被廣為詬病，一是因為運營商維護人員本身技能和意識都還在轉型中，沒有從傳統(tǒng)網(wǎng)絡維護完全轉向云原生應用維護。二是因為廠商提供的核心網(wǎng)本身開放性就很差，未能和云原生領域成熟的全套DevOps工具鏈相結合，其配套的網(wǎng)管還是按傳統(tǒng)思路在做。
這就好比馬達換成了特斯拉的馬達，但整套控制系統(tǒng)還是傳統(tǒng)燃油車的，自然給運營造成了較大困難。
三、轉發(fā)控制分離不徹底。
在5GC中，UPF和控制面之間的N4接口是由3GPP定義的。但因為各種原因，N4接口的解耦并不充分。
目前，第一批商用的5GC控制面和UPF均是同廠商，UPF仍然是專用設備。
考慮到未來UPF會下沉到大量邊緣節(jié)點，UPF白盒化和異廠商兼容，對運營商來說是一個剛需。
因此，我們可以看到三大運營商均在大力推動N4接口解耦，并且已經(jīng)取得了一定成果。
西班牙電信的方案
目前來看，西班牙電信和愛立信的官方消息更多是商業(yè)性質的宣傳，對于具體的技術方案，并沒有進行披露。
但是，AWS今年發(fā)布的白皮書《AWS使能5G演進：構建可擴展、安全、可靠、高效的云原生核心與邊緣網(wǎng)絡》中，卻對相關部署方案有較為詳細的闡述。初步預計，西班牙電信的整體技術方案會以此為藍本。
從總體架構來說，5GC的控制面功能會承載于AWS區(qū)域的中心機房（AWS Region），而UPF以及5G NR的CU部分控制面，可以通過部署在邊緣節(jié)點的AWS Outpost承載。
AWS Outpost，是AWS推出的可以部署在客戶側機房的一體化機柜。
這個機柜內部根據(jù)客戶訂單預集成了服務器和交換機，運送到客戶機房后，連通電源和網(wǎng)絡即可使用。
盡管Outpost部署于客戶機房，但其本身是AWS公有云服務的一部分?？蛻魧υO備本身不享有產(chǎn)權，也不負責設備的維護。
Outpost通過專線或者public 與AWS Region連接，在邏輯上作為AWS Region的延展。
對于控制面，AWS推薦的是EKS（亞馬遜的托管版K8S）承載。其在白皮書中，詳細描述了如何通過水平擴展來應對5GC的高性能需求。
而對于轉發(fā)面，AWS推薦的是虛擬機承載（轉發(fā)能力達100Gbps，支持SR-IOV、DPDK等的網(wǎng)絡優(yōu)化實例）。
鑒于AWS目前采用的Nitro虛擬化技術，通過講虛擬化的相關負荷卸載到專用硬件板卡上，基本實現(xiàn)了虛擬機性能等價于物理機。
因此，從性能上講，也可以看作是物理機在直接承載。
考慮到西班牙電信的業(yè)務需求，不排除用白盒交換機作為UPF，實現(xiàn)Tbps級別轉發(fā)（例如Facebook自研的白盒交換機，由4塊至強CPU加上高性能轉發(fā)ASIC組成，基本上等同于高性能服務器插上了Tbps級別的轉發(fā)ASIC，完全可以滿足UPF需求）。
值得注意的是，AWS并未針對5GC的部署推出任何定制化產(chǎn)品，整個方案用到的組件全部是AWS的成熟產(chǎn)品。
這也就意味著，AWS現(xiàn)有運維和DevOps工具鏈可以完美適用于AWS承載的5GC。運維這樣的5GC，將和運維任何一個AWS上的IT應用一樣簡單。
在白皮書中，AWS還專門討論了如何將其總結的云上運維最佳實踐框架應用于5GC運維。從相關內容看，在AWS眼中，5GC作為一個云原生應用和其它云原生應用的共性遠遠大于特性。
目前，AWS和運營商合作的MEC產(chǎn)品Wavelength，已經(jīng)在多地試商用，為MEC應用的開發(fā)者提供和在AWS Region上進行應用開發(fā)相一致的體驗和工具鏈。
如果西班牙電信此次真的能把5GC放在AWS上，它的5G行業(yè)解決方案將取得巨大的規(guī)模優(yōu)勢。
步履蹣跚的網(wǎng)絡云化
網(wǎng)絡云化已經(jīng)提出很多年了。
通信行業(yè)一直在說NFV和SDN，5G在相關技術架構上也基本體現(xiàn)了云原生的設計理念。但即使是各大廠商交付的最新5GC設備，對云原生的支持和其本身的開放程度仍然不足。
在筆者看來，這無外乎三個原因：
一、即得利益者對改革的抵觸非常大。
進一步說，就是以四大設備商為首的力量，非常抗拒網(wǎng)絡云化導致的生態(tài)開放趨勢。畢竟要論利潤率，肯定還是封閉最好。
當然，面對潮流，大家也不能全然無動于衷。
目前的形勢，是在傳統(tǒng)領域實力越弱的企業(yè)，改革的步伐越大。
例如諾基亞，目前應該是四巨頭里面唯一一個把基站前傳的eCPRI接口都開放給運營商的設備商，好像也是最早在5G基站芯片中推廣FPGA的設備商。
可惜，早走一步是先驅，早走兩步就成了烈士。因為FPGA的性能和成本問題，諾基亞產(chǎn)品性價比落后，最終導致股價大跌。
愛立信相對在技術路線上比較穩(wěn)健，但最近也在加快向云原生演進。
這次愛立信愿意配合把產(chǎn)品部署在公有云上，也說明了他的態(tài)度。
至于無線領域當之無愧的大哥，一直以性能和成本為由批判云原生理念，繼續(xù)推銷自己不解耦或者假解耦的方案，以此來全方位服（suo）務（ding）客戶。
二、整個行業(yè)對網(wǎng)絡云化認識仍然不到位。
很多人說運營商的員工技能不行，無法勝任云原生網(wǎng)絡的運維。
但其實更重要的是態(tài)度問題。
IT的技能并不比傳統(tǒng)通信更復雜，只要愿意學，轉型不是問題。問題在于很多人壓根就不認為云原生代表未來，認為還是高度耦合的一體化方案性能好，其他都是吹牛。
歐美運營商解決這個問題的方案比較粗暴。比如AT&T，就是全員學習，然后年紀大不學習的員工裁掉。我國運營商相對來說比較溫和，主要還是以鼓勵內部學習和人員自然迭代為主。
三、泛政治化帶來的陰影。
目前，除了思科還在無線市場占有一定份額之外，美國已經(jīng)沒有無線設備商了。
為了實現(xiàn)MAGA（Make America Great Again）的愿景和打壓華為，美國政府出面鼓吹open-RAN的同時，又把全球無線設備最大的生產(chǎn)國和消費國——中國排斥在外。
這樣既人為割裂了技術社區(qū)，也給技術選型強加了政治因素。從長遠上看，對網(wǎng)絡云化的發(fā)展負面影響是相當大的。
結語
沉舟側畔千帆過，病樹前頭萬木春。
核心網(wǎng)的云化是大勢所趨，整個通信網(wǎng)絡都在朝這個方向發(fā)展。
幾日前，阿里巴巴XG實驗室和浙江聯(lián)通合作的5G輕量級核心網(wǎng)，在浙江舟山港落地。這也是一個強烈的信號，不僅國外的競爭對手會行動，國內的廠商也不會錯過網(wǎng)絡云化的機會。
相信隨著5G建設的不斷深入，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)會誕生更多的網(wǎng)絡云化需求。核心網(wǎng)的市場格局，將發(fā)生翻天覆地的變化！
責編AJX
工商網(wǎng)監(jiān)
評論