5G网络商用已进入成熟期,围绕eMBB(增强移动宽带)、URLLC(低时延高可靠)以及mMTC(海量连接)应用场景的丰富业务,极大提升了用户体验,推动ICT产业步入增长新轨道。而5G与互联网技术的结合,使5G核心网获得革命性的成功。
云原生架构是现代软件架构设计模式的演进趋势,CNCF(Cloud Native Computing Foundation,云原生计算基金会)定义其5个关键属性:容器、微服务、服务网格、不可变基础设施以及声明式设计。可见,云原生架构的首要特质在于容器化(container as a service,CaaS)。容器化匹配云原生理念,成为支撑IT云原生应用的基础。而5G快速发展,推动核心网容器化部署,提升其灵活性及资源利用率,为全面走向数智时代提供支撑。
5G核心网部署形态主要三种模式:虚机(virtual machine)、虚机容器(VM CaaS)、裸机容器(bare metal CaaS)。当前运营商网络的裸机容器化部署已逐步进入快速发展期。VDF、Orange、德电、Telenor、MTN、AMX、Telefonica等电信运营商普遍开展了裸机容器方面的研究。裸机容器资源消耗少、敏捷性高,是当前5GC网元部署的首选方式。
中兴通讯裸机容器方案,助力5G核心网九大能力提升
中兴通讯核心网Common Core(见图1),基于云原生2G/3G/4G/5G全融合架构,灵活支持虚机和裸机容器平台,从设计开发、虚拟化特性、安全增强、开放性、演进等多维度助力5G核心网九大能力提升,支持5G核心网逐步完成裸机容器替代。
- 服务化架构设计契合云原生特性:遵从SBA服务化接口,将网络功能细分为原子化的无状态微服务组件;支持云原生的技术微服务、DevOps,提供开发运维一体化模型,满足业务持续快速交付。
- 全融合网络满足多样化部署和接入:支持2G/3G/4G/5G,网络平滑演进,可部署基于5G SA的数据/语音业务,组件实现2G/3G/4G/5G人网融合、ToB与ToC融合、人网物网融合。
- 灵活虚拟化特性提升网络适用性:可对容器CNF中的POD进行横向伸缩(scale in/out)或者纵向伸缩(scale up/down)。触发伸缩的门限值灵活可配置,降低业务闲时的设备功耗,实现绿色节能;提供灰度升级能力,保证升级时不中断业务。
- 敏捷开发模式利于业务快速推广:充分吸取裸机容器的轻量级虚拟化优势,提供简化应用的打包和标准镜像,优化DevOps流程,加速RCS富消息、高精度定位、5G新通话等各种应用部署,助力工业互联应用蓬勃发展,提升资源使用率,实现快速服务交付和敏捷应用维护,推动5G业务发展走向创新。
- 多重增强方案弥补安全特性不足:针对裸机容器共享内核,在安全隔离、故障隔离、性能隔离方面较弱的情况,进行了额外的安全特性增强。通过一系列增强手段的实施,实行统一的账户管理、认证管理、网络接入管理等多重举措,ZTE Common Core裸机容器方案完全满足电信运营的安全加固要求。
- 容器平台解耦,提供强大的开放能力:方案业界率先完成Red Hat的CNF认证。ZTE Common Core采用公有云版本发布方式打通到运营商云环境的DevOps流水线,实现了业务持续发布和集成(见图2)。
- 专用U面方案简化,一体化交付:专用U面方案基于裸机容器部署,是一种提供专有硬件和软件、端到端集成交付、部署运维等同传统设备的GWU/UPF。方案基于通用硬件、分布式模块化架构,融合支持2G/3G/4G/5G网络,支持先进的软件加速和基于DPU智能网卡的硬件加速技术,满足差异化性能要求,实现计算、存储和网络资源一体化交付,机房适应性强、部署速度快、可维护性好。
- 检测修复一体,强化网络健壮性:支持容器状态异常检测以及Pod(注:容器最小部署单元)自愈,云平台上Pod的状态和本地Pod状态一致;持续监控云存储,自动在其他节点重建Pod,修复因IP断链导致的云存储故障。
- 强大的编排引擎及时响应突发业务:提供应用部署、维护自动化工具,不仅使生命周期管理(LCM)变得更加简单、高效,还使自动化编排占有更少的资源,显著提升服务水平,改善网络性能,提升用户体验,增强对突发性业务的响应能力,并实现高度自动化,包括蓝图设计、资源调度和编排、生命周期管理、状态监控和策略控制更新。
中兴通讯裸机容器核心网部署实践
中兴通讯为非洲某跨国运营商的8个国家建设全网虚拟化项目,已在刚果(布)成功商用,并将在贝宁、喀麦隆、卢旺达等国家交付,有力推动了非洲运营商的网络数字化转型进程。
美洲某跨国运营商在墨西哥主持了基于Red Hat的容器平台测试,在测试中,中兴通讯容器5GC网元部署仅需10分钟,领先其他厂商完成SMF和UPF的CNF on-boarding部署,相对虚机部署时间减少了50%,充分体现出中兴通讯容器化网元产品部署效率优势和平台解耦能力。
在欧洲某跨国运营商的马来西亚分支的5G网络部署中,ZTE Common Core在Red Hat OpenShift容器平台上构建的裸容器方案成功商用,构建了使能全场景服务的融合创新平台。该项目的成功,极大增强了该运营商集团的信心,因中兴通讯方案技术先进、安全可靠、成熟度高等多方面的优势,该运营商再次选择ZTE Common Core方案在孟加拉分支构筑新一代容器化通信网络,为全网8000万用户提供成熟可靠的服务。
此外,中兴通讯还发布了基于i5GC(industrial 5G Core,工业5G核心网)解决方案,用于矿山、化工、港口、制造等各类大型工业园区,把轻量化的工业5GC下沉部署到ToB工业园区,以独立专网方式部署,保证5GC专网专用、物理隔离,全面满足行业客户业务体验。中兴通讯联合中国电信在公有云EKS裸机容器平台上,进行i5GC的部署和测试,所有测试条目100%通过,是业界首个基于公有云容器化平台部署轻量化专用5G核心网的实践,示范效应显著。
截至目前,中兴通讯核心网产品发货量全球排名第二,5G核心网发货量全球排名第一。在知名市场调研机构Global Data、Omdia发布的电信厂家排名中,中兴通讯Common Core均位列领导者第一梯队。作为“数字经济筑路者”,中兴通讯着眼客户、领先时代,以创新、匠心和耐心夯实产业升级之路,打造造福世界通信网络的“发展带”和惠及各国人民福祉的“幸福路”,为全球众多运营商提供高效、可靠、灵活的5G网络转型路径,推动构建通、感、算、数、智、绿、安多要素融合的使能平台,融合智算能力,不断促进行业向人工智能领域的的深度发展。