面向5G演进的统一云化开放数据层——CUDR

近几年来，移动核心网发生了巨大的变化，越来越多的电信运营商开始部署云化核心网。利用IT行业的最佳实践，构建开放、灵活、高效和低成本的云网络，已成为电信运营商的基本诉求。新网络架构的一个关键环节，是将业务逻辑处理和数据存储相互独立。业务处理模块能够实施快速无损和不受限制的弹性；独立的数据存储，以分布式架构为基础，采用统一的电信级可靠性机制、统一的运维模式及标准的协议接口，对外提供服务。

中兴通讯CUDR（Cloud Unified Data Repository）统一云化数据层解决方案，支持2G/3G/4G/5G/IMS平滑演进，依据不同数据种类特征，开发多样化的数据引擎，管理网络中的签约数据、策略数据、会话数据、状态数据等各种数据。

统一数据层的需求和挑战

核心网各功能实体拥有的数据主要包括：用户签约数据、用户网络数据、网络管理数据和网络功能实体自有数据。3GPP UDC（用户数据融合）思想认为，可以将用户签约数据、定制化的用户数据以及部分用户行为数据（如位置和注册状态）等存放到UDC（用户数据仓库）中，采用FE（前端应用）-BE（后端数据服务）通用型架构，通过多网元（HLR/HSS/AAA等）融合部署，简化整体网络结构，避免数据冗余。UDC思想主要针对结构化数据进行管理，各网元中的本地资源数据或非共享数据，还是在各网元内部管理。

5G系统则更进一步，提出了计算与存储分离的思想，将各VNF（虚拟化网络功能）的所有数据（用户签约数据、会话数据、计费数据等）独立出来，使VNF达到无状态的业务处理。无状态的VNF可以被迅速地创建和更新，支持自动化秒级大规模弹缩，结合电信级可靠性机制，使网络更加易于管理、更加健壮。

5G系统中的数据库管理实体UDR和UDSF（Unstructured Data Storage network Function）可作为独立的VNF提供服务，并遵循服务化架构，在数据管理方面进一步标准化。作为云化可编程网络的一部分，数据服务VNF也需要支持虚拟化编排和部署、弹性、自愈、迁移等特性。

实际的数据基础设施部署，需要考虑现有系统的演进，如LTE/IMS与5G的融合演进、支持现有LDAP/SOAP接口以及5G新接口。此外，还需提供数据分析引擎以便对信息进行抽取，提供订阅/发布机制等，以及具有支持第三方数据存储能力。

随着云化网络的到来以及5G的发展，网络功能实体需要以一种更加敏捷、灵活的机制来应对多样化的行业需求，从而对数据的使用提出更高的要求：

－无状态的网络功能对数据独立性提出更广泛的要求；CU分离以及MEC使跨DC分布式部署成为组网基本要求；

－支持超大容量的部署以及不受限制的弹性，满足无限增长的物联网需求；

－支持结构化和非结构化数据的差异化管理，满足多样性的网络功能需求；

－支持2G/3G/4G/5G以及IMS统一接入，数据融合部署，支持多接入需求；

－集成数据分析引擎，满足为网络开放和网络智能化调优服务需求。

中兴通讯统一云化数据层CUDR解决方案

中兴通讯统一云化数据层CUDR解决方案，为云化核心网提供统一的存储和数据管理机制、分布式地理容灾、在线复制/恢复等高可靠性服务，通过多租户、加密、ACL授权机制确保系统和数据的安全性，此外，还具有完善的虚拟化特性。

CUDR借鉴了业界领先的中兴通讯USPP（通用用户数据平台）架构以及为全球近200家运营商的服务经验，构建新一代的面向5G网络云化数据层解决方案。

中兴通讯CUDR总体架构如图1所示。

中兴通讯CUDR采用服务化架构，针对不同VNF的数据管理需要，提供结构化和非结构化的数据服务；各服务间解耦，每种服务可以独立升级维护，将影响仅限制在变更的部分；独立的数据维护服务，提供导出导入、数据分析、数据转换等数据增值功能；实时的数据状态监控和报告，以及数据检验及自纠正功能。

CUDR支持可编程的数据VNF，不同服务可以编排成不同特性的数据VNF，运行多个数据VNF实例，各实例具有统一的生命周期管理和统一的运维管理机制。

中兴通讯CUDR支持超大规模的弹性，满足不可预测的数据增长，支持10亿级用户数据存储或100亿级记录存储，具备形成信息基础设施的多项核心能力：

－基于分布式计算和存储架构，具有海量存储、高并发、极致低时延的处理性能；

－地理分布式多维度容灾，保证6个9的电信级可靠性；

－数据安全和隐私保护构建CUDR安全生态系统；

－基于微服务思想的软件架构，自治自组织，提高系统敏捷性；

－多VNF的不同组合和灵活部署满足各种应用场景；

－数据开放及增值服务支持数据货币化，为运营商带来更多收益。

中兴通讯CUDR解决方案统一了核心网设备中不同数据的存储和管理，有助于实现计算和存储分离，简化网络架构，提升网络敏捷度，有利于数据共享和数据增值；其灵活的部署模式和开放的数据接口，加速了新业务创新。

中兴通讯CUDR的思想基于低成本硬件和高效自动化创建，面向下一代电信云提供一个敏捷的信息基础设施。它采用微服务设计思想，基于3GPP对数据服务的要求，构建一个面向5G演进的统一云化开放数据层。