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【摘要】本文先對移動核心網(wǎng)聯(lián)動機(jī)制構(gòu)建的必要性進(jìn)行簡析，然后在SDN-NFV基礎(chǔ)上，從設(shè)計(jì)目標(biāo)、數(shù)據(jù)平面結(jié)構(gòu)以及原型系統(tǒng)等方面入手，對移動核心網(wǎng)聯(lián)動機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】SDN-NFV;移動;核心網(wǎng)聯(lián)動;機(jī)制構(gòu)建

在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展之下，網(wǎng)絡(luò)成為了人們生活、工作和學(xué)習(xí)中不可缺少的部分。在國民經(jīng)濟(jì)不斷上漲之下，移動互聯(lián)網(wǎng)的用戶量也在不斷的增多。用戶的增多對移動流量的需求量也在不斷提高，這讓移動核心網(wǎng)所面臨的業(yè)務(wù)壓力也不斷變大。在這種情況下就可以引進(jìn)SDN-NFV，在SDN-NFV基礎(chǔ)上建設(shè)移動核心網(wǎng)聯(lián)動機(jī)制，滿足更多用戶對流量的需求，在此基礎(chǔ)上促使行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

一、基于SDN-NFV移動核心網(wǎng)聯(lián)動機(jī)制的意義

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們對網(wǎng)絡(luò)的依賴性更強(qiáng)。在移動互聯(lián)網(wǎng)用戶量逐漸增多的情況下，網(wǎng)絡(luò)就存在了擁堵的現(xiàn)象，同時(shí)也讓運(yùn)營商面臨了很大的壓力，移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量也在用戶數(shù)量增多之下有了一定程度的降低，很多用戶都對移動網(wǎng)絡(luò)速度有意見。就當(dāng)前形勢來看，移動核心網(wǎng)中業(yè)務(wù)數(shù)量比較龐大，并且模式也十分復(fù)雜，加之固化的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，這些方面對移動網(wǎng)絡(luò)的性能形成了很大的影響。但是經(jīng)過對SDN與NFV技術(shù)的運(yùn)用，雖然可以在很大程度上確保移動網(wǎng)絡(luò)靈活性，但是也會存在困難。在這其中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、資源整合以及復(fù)雜性業(yè)務(wù)都是需要關(guān)注和考慮的重點(diǎn)。除此之外，當(dāng)前的移動網(wǎng)絡(luò)所實(shí)施的模式有兩種，具體是用戶驅(qū)動以及業(yè)務(wù)驅(qū)動兩種。這兩種模式都有一定的實(shí)施方式，需要根據(jù)實(shí)際情況來制定不同模式。在SDN-NFV基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)和構(gòu)建移動核心網(wǎng)聯(lián)動機(jī)制，這樣能夠提高網(wǎng)絡(luò)靈活性與可延伸性。但是新的架構(gòu)也產(chǎn)生了新的挑戰(zhàn)，怎樣設(shè)計(jì)和構(gòu)建出科學(xué)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將各種資源進(jìn)行整合的聯(lián)動機(jī)制，這是當(dāng)前運(yùn)營商急需解決的問題。怎樣制定聯(lián)動機(jī)制，把分類測量和業(yè)務(wù)鏈綜合在一起，以此實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)部署與調(diào)整也是目前所面臨的挑戰(zhàn)。

二、SDN-NFV基礎(chǔ)上的移動核心網(wǎng)聯(lián)動機(jī)制分析

1、設(shè)計(jì)目標(biāo)。平臺設(shè)計(jì)的目標(biāo)在于經(jīng)過SDN和NFV技術(shù)的引進(jìn)，以此實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動機(jī)制，對移動核心網(wǎng)的復(fù)雜業(yè)務(wù)鏈進(jìn)行支持，實(shí)現(xiàn)動態(tài)性與可延伸性。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，其需要達(dá)到的目標(biāo)有以下幾種：其一是對控制面資源進(jìn)行整合，構(gòu)建聯(lián)動機(jī)制。將SDN和NFV引入其中，可以為控制面的決策提供更多參考信息。比如NF數(shù)控分離可以讓NF控制器獲得對應(yīng)數(shù)據(jù)面信息，SDN控制器得到的網(wǎng)絡(luò)資源信息，計(jì)算資源管理器獲得計(jì)算資源信息。要想對這些資源進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)控制面模塊的有效聯(lián)動，在此基礎(chǔ)上對計(jì)算資源與傳輸資源進(jìn)行控制。其二是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)鏈基礎(chǔ)上的通信模式。移動核心網(wǎng)中，基于業(yè)務(wù)鏈通信模式是一種重要的功能。經(jīng)過聯(lián)動機(jī)制能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯業(yè)務(wù)鏈和匹配測策略到物理轉(zhuǎn)發(fā)路徑映射，讓特定數(shù)據(jù)流通過網(wǎng)絡(luò)功能組建，在此基礎(chǔ)上提升服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)基本業(yè)務(wù)鏈通信。2、數(shù)據(jù)平面結(jié)構(gòu)。和控制平面結(jié)構(gòu)相比，數(shù)據(jù)平面結(jié)構(gòu)相對簡單，主要功能有以下幾種：其一是網(wǎng)絡(luò)資源，網(wǎng)絡(luò)資源中具備了網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備能夠轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并且精準(zhǔn)反映出網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；其二是NF數(shù)據(jù)面實(shí)體，其是網(wǎng)絡(luò)功能中間件，有利于NF功能的充分發(fā)揮；其三是計(jì)算資源，這種功能屬于底層設(shè)備承載容器，可以為CPU提供計(jì)算資源。數(shù)據(jù)平面中網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備與NF數(shù)據(jù)面實(shí)體一般有兩種實(shí)現(xiàn)方式，其一是使用虛擬化技術(shù)，其二是依靠物理硬件。還有一種是策略生成器，策略生成器是控制平面結(jié)構(gòu)中的一個(gè)關(guān)鍵模塊，主要是復(fù)雜業(yè)務(wù)鏈的產(chǎn)生與匹配策略制定。策略生成器自身有靜態(tài)支配業(yè)務(wù)鏈和匹配策略功能，能夠進(jìn)行思想設(shè)置。更加關(guān)鍵的是，經(jīng)過整合控制平臺其他模塊信息，能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動機(jī)制，可以即時(shí)生成業(yè)務(wù)鏈和策略動態(tài)匹配。3、原型系統(tǒng)。依據(jù)上面所介紹的控制平面結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)平面結(jié)構(gòu)，對當(dāng)前的原型系統(tǒng)進(jìn)行簡單的介紹。在整個(gè)系統(tǒng)中，SDN控制器將開源項(xiàng)目OpenDaylight作為主體，計(jì)算資源管理器則是由開源平臺OpenStack中管理節(jié)點(diǎn)來管理，策略生產(chǎn)器依靠OpenDaylight來開發(fā)，各個(gè)NF控制器依據(jù)功能要求來單獨(dú)開發(fā)。在系統(tǒng)中有一個(gè)服務(wù)器作為OpenDaylight控制器和策略生成器，各個(gè)NF控制器也可以和OpenDaylight控制器處于一臺服務(wù)器中，也能夠在其他服務(wù)器中進(jìn)行獨(dú)自啟動。數(shù)據(jù)平面整體依靠OpenDaylight來構(gòu)建底層網(wǎng)絡(luò)。OpenStack計(jì)算節(jié)點(diǎn)復(fù)雜計(jì)算機(jī)資源承載與規(guī)劃，各個(gè)NF數(shù)據(jù)實(shí)例用虛擬機(jī)模式在OpenStack中運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備也能夠在OpenStack中當(dāng)做OpenvSwitch虛擬化實(shí)現(xiàn)。在這其中每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)都可以運(yùn)行在一臺服務(wù)器之中。在計(jì)算機(jī)資源平臺中，將開源OpenStack系統(tǒng)中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)當(dāng)做主體，計(jì)算節(jié)點(diǎn)復(fù)雜部署虛擬機(jī)運(yùn)行組件，這里包含了虛擬轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備OpenvSwitch。計(jì)算節(jié)點(diǎn)經(jīng)過物理交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，全部計(jì)算節(jié)點(diǎn)都接受計(jì)算資源管理器，也就是管理節(jié)點(diǎn)控制管理。

隨著網(wǎng)絡(luò)用戶的增多，引用SDN-NFV來構(gòu)建移動核心網(wǎng)聯(lián)動機(jī)制，在設(shè)計(jì)目標(biāo)、數(shù)據(jù)平面結(jié)構(gòu)以及原型系統(tǒng)等相關(guān)基礎(chǔ)上，以此構(gòu)建靈活性和延伸性的核心網(wǎng)聯(lián)動機(jī)制，滿足更多網(wǎng)絡(luò)用戶需求。

參考文獻(xiàn)

[1]謝凡,李勇,柳嘉強(qiáng),等.基于SDN-NFV的移動核心網(wǎng)聯(lián)動機(jī)制研究[J].計(jì)算機(jī)工程,2017,43(2):144-149.

[2]安琪,劉艷萍,孫茜,等.基于SDN與NFV的網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)[J].電信科學(xué),2016,32(11):119-126.

作者:路遙 許碧洲 孫道禹 單位:吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司