统一的云平台实现IT大集中和核心网云化

建设统一的云平台以实现业务支
撑系统大集中和和核心网云化
中国电信架构转型蓝图设计
刘琨
2015年1月21日

通信运营商的IMS在商业上已经完全落后
传统电信范围的通信技术事实上正在被信息化技术和模式超越和取代！
Oracle Confidential – Internal/Restricted/Highly Restricted 2
0
200
400
600
800
1,000
1,200
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Accounts/Subscribers(millions)
2006年，IMS告诉世人电信运营商可以在智能手机(当时是Symbian S60和Windows Mobile)
上提供今天微信和Whatsapp提供的一切，但是时至今日，RCS仍然只是演示！
IT和开源作为工具正在推动和支撑这快速发展的一切！

为什么互联网公司能成为商业和IT技术明星？
互联网公司
↑先干
↑更快
↑分享(开源)
对新需求、新技术和市场变化敏感并快速反应，自身技术和业务能力不断提升
不断推动基础网络演进…
电信运营商
↓先制定标准
↓关注成熟度
↓封闭的团体
互联网公司基本上是工程师文化，重视产品经理，所以互联网公司投资人、IT和开源
技术，从而不仅仅领导变革潮流，也引导技术趋势；

为什么信息技术对运营商越来越重要？
云大数据
收入
用户渗透率
语音消息
数据数字化生活服务
运营商的IT部门需要抓住云
和大数据的机会，实现IT从
支撑到业务的转型！

“Burning the bridges behind
us in everything that is not
on this modern architecture.”
 Only one architecture is of relevance
and everything transitions to this:
MBB + Cloud.
 运营商以后只有一个架构，所有的
转型都会向其靠近：移动宽带+云
 New cloud architecture to provide
cost, time & flexibility improvements.
 新的云架构提供成本、交付时间和
灵活性的改善
 Will develop new standards and work
with vendors to build it.
 制定标准，并且和厂家一起去实现
运营商全面转向云: AT&T Domain 2.0

通信行业云化的主要驱动力-没有特殊
云技术
改变设计和部署产品
及方案的模式
云生态
驱动更多联合合作伙伴的
方案，部署更多开源和集
成多厂家方案
云业务模式
变革产品、方案和服
务的定价和销售模式

网络能力云化是运营商实现差异化云战略和快速降低核
心网投资的关键
Enhanced Cloud Infrastructure
Applications, Enablers & Services
API Platform
Operator Services Wholesale ServicesDeveloper Platform
Network API Asset Management, Control, Security
NaaP API Aggregation & Exposure
Messaging
Purchase
Settlement
Multimedia
Comms
Throughput
QoS/Priority
CDN
Throttling
DeviceMgmt
Location
VoiceCalls
Identity
Security
Zero-rating
Connectivity
Transcoding
Voice,messaging&
data运营商云能力与提供

通信行业关键的技术演进领域-核心网云化是趋势
信令
智能网络连接
软件定义网络网络虚拟化和云
下一代无线技术5G小区无线和无线局域网
基于LTE的VOIP
核心网相关

正在驱动核心网云化的技术
SDN
控制器
软件定义网络云计算网络功能虚拟化
资源管理
分离和虚拟化控制层面
- 可以在虚拟环境中运行
- 提供虚拟网络 (VPN)
- 使网络具备可编程能力
物理交换设备
运行在虚拟环境中的电
信网络软件
(CSCF, PCRF)
虚拟化和云化应用软件
(i.e. Web server…)
网络连接

SDN实现控制与交换的解耦
软件定义网络: 将网络的控制层面从交换层面分离，使得控制层面可以
控制多个交换层面的设备。
软件定义网络是新兴的网络架构，提供对网络交换设备动
态的、低成本的、高效的和灵活的管理和控制；这种架构
使得网络成为可编程的基础设施，为应用和网络服务提供
抽象层；基于OpenFlow的协议是搭建软件定义网络方案的
基础元素；

SDN的价值主张
• 更好: 提供基于网络能力开放的新服务
• 更快: 快速交付，动态部署服务
• 更便宜: 提升运营效率和生产能力
通过可编程接口开放网络能力分离控制和数据传输网络功能的虚拟化

NFV实现电信软件与专有硬件设备的解耦
Processor
Processor
Processor
Processor
电信软件
节点集群
App
App
App
App
VM
VM
VM
VM
电信软件
节点集群
App
App
App
App
传统的本地部署模式
IMS和MSS可以脱离对专有硬件的依赖，从而运行在虚拟化环境中，在不牺牲电信服务质量的前提
下为云化部署做好准备

NFV也在推动电信软件的架构重构-分层、解耦
虚拟机
虚拟化资源管理监控系统
硬件
资
源
管
理
系
统
客户操作系统
中间件
CSCF、MSS、SCP、MME…
管
理
接
口
软件兼容性
 基础设施架构：功能、接口
 软件系统架构：网络功能分类和映射
 管理和配置：云管理和网管
 性能：性能影响及性能提升
 可靠性：可靠性机制即故障检测处理
 安全：全面的安全考虑
网络功能虚拟化实在虚拟化技术的推动下简化电信网络软件的设计、解耦和重构，其结果是电信软
件与其他软件的差异化逐渐消失，对通用硬件平台和软件平台的适应性加强，从而可以进行快速的
部署、扩展和升级。

虚拟化及管理技术的选择-与IT私有云没有不同
 ICT行业中，VMware占据主要份额，其次为XEN和KVM
 VMWare为私有软件，且价格较高，电信厂家多选择开源软件，以免功能开发受制于第三方
 XEN起步早，市场份额较大。KVM能与Linux内核完美结合，受到Linux社区的推崇，电信厂家
的核心网虚拟化产品多选用开源的KVM，可以根据核心网需要进行优化和增强，并有成本优势
 OpenStack是主流的开源虚拟化基础设施管理技术
 功能相当：openstack和vCenter都可以实现虚拟机的各项管理和监控功能
 成熟度不同：亚马逊AWS和vCenter的商用广泛，成熟度较高
 通用性不同：OpenStack对KVM,XEN,VMWARE和Hyper-V等主流虚拟机技术都能支持AWS和
VMware vCenter Sever则对本厂家虚拟技术支持较好
 厂家支持度不同：核心网厂家除中兴使用私有方案外都明确采用OpenStack，主要的IT厂
家都支持OpenStack
虚拟技术的选择-开源
虚拟化管理技术的选择-开源

在游览器上实现语音和视频的开源技术-WebRTC
WebRTC的发展演示了先做成业界事实上的标准，然后在标准化的行为模式！

开源IMS实现-Mobicents
提供P/S/I-CSCF，SBC，Media Gateway，基本实现IMS架构中的网元！

设备制造商对核心网云化的观点和价值主张
云执行环境
虚拟化的电信应用软件
e g vEPC, vIMS
运营支撑系统
认证的第三方应用软件
统一云管理
通用虚拟化设备
Network
Data Center
专有硬件或认证的第三方硬件
软件定义网络
实时的电信云:
›电信级
›实时优化
›分布式
›云管理集成
›基于软件定义网络提供网络服务
›基于OpenStack提供开放的平台和环境
›基于专有设备和认证的第三方硬件
最大化自身产品和模式的商业价值，延续业务模式！

运营商需要实现和部署三朵云吗？
Unified Cloud
Management
Network
External
cloud services
公有云IT支撑系统云核心网云

核心网电信云与IT私有云的比较
核心网云私有云公有云
可靠性 5个9；由厂商保证 3-4个9 3个9
硬件平台高可靠性服务器，抗震、防尘能
力强，适应温度范围宽
COTS服务器 COTS服务器/定制硬件，强调廉价
故障容灾故障恢复时间短，要求高故障恢复要求中故障恢复要求低
网络管理具备从接入到核心网的全面网络
管理、监控系统，可及时排障
有比较完善的网管系统，与核
心网云相似
只能对服务侧设备进行管理
IP组网及
其安全性
私网地址，多个隔离的流量平面，
IP QoS要求高，转发能力高，应
尽量避免来自Internet的路由干
扰和流量冲击
公网地址，流量平面较多，直
接面对来自Internet的路由干扰
和流量冲击。
公网地址，流量平面较少，直接面对
来自Internet的路由干扰和流量冲击。
在IT私有云上同样在关键数据存储和交易型事务处
理方面需要5个9的可靠性，在采用高可靠性的硬件
平台的方案之外，需要通过软件架构的设计来保障
整个系统的高可靠性；从这点来说，核心网云与IT
私有云的基础设施和资源池的配置以及混搭的思路
上并没有差别；
只有设备制造商支持！

在IT开放平台上实现核心网云化的可行性分析
核心网电信设备基本上可以实现x86化
 核心网设备大部分是CPCI平台，例如IMS/软交换网元基本上是
基于x86的CPCI平台
 核心网信令层面面网元新引入设备基本实现x86化，采用ATCA平
台或者电信级刀片服务器代替原有的CPCI平台或者小型机。
核心网新引入硬件平台基本实现x86化
 硬件平台基于x86服务器，可安装通用的操作系统
 操作系统采用linux发行版(各厂家会根据需要做裁剪)
 中间件系统服务可屏蔽不同操作系统差异性，呈现统一接口
 中间件系统管理获取硬件的状态信息以触发倒换等操作
 核心网软件的开发仅与中间件相关，与硬件及操作系统无关
核心网软件在单厂家内部已经实现软硬件解耦
核心网设备已实现IP化

核心网云化后的运营模式与IT私有云运营模式没有不同
 缩短网络建设、扩容时间
 网元功能与硬件解耦，可统一建设资源池，根据需要分配资源，快速加载
业务软件
 采用通用硬件，降低建设成本
 以高系统可靠性降低硬件可靠性要求，可与IT业共享硬件设备（高端设备）
 多种业务共享相同的硬件设备，可扩大集中购规模
网络
建设
信息化
建设
 新业务、新服务能快速加载
 网元功能演变为软件实体，新业务加载、版本更新可自动完成
 提供虚拟网络租赁等新业务
 可将网元功能提供给第三方，并可根据用户需要，动态调整容量大小
业务
发展
业务
发展
 促进集中化
 多种业务共享虚拟资源，便于集中部署；同时，集中化能够进一步发挥虚
拟化的资源共享、快速部署、动态调度优势
 可专业化运维
 资源池可采用IDC管理模式，大幅提升管理效率
 虚拟网元管理人员更专注于业务管理，实现专业化管理
网络
维护
信息化
维护

在统一的云平台上实现核心网云化和业务/运营支撑的云化
核心网云化业务与运营支撑
系统云化
统一的开放平台
核心网云化业务与运营支撑云化
• 提高效率和灵活性
• 减少固定资产投资和运营成本
• 简化网络和运营

VoLTE和策略控制的发展为核心网云化提供契机
Cloud SDN
NFV
x86架构混合型路由器架构
switch
router
（NAT）
GGSN
SGSN
PGW
BRAS
CSCF
MSS
MME
HLR/HSS
MGW
SBC
（Firewall）
PCRF
CS域
IMS域
PS域(E
控制面
小：架构成熟稳定，
逐渐消亡，业务迁
移到IMS
低：对计算，网
络和存储资源无
特殊要求
高：对时延要求高，
使用专用硬件提高处
理和转发效率
用户数据面媒体转发面
CSCF/
BGCF
TAS
MGCF
IMS-HSS
SBC
MRF
IM-
MGW
GGSN
MME
PCRF
EPS-HSS
SGSN
SAE-
GW
MSC Server 现网HLR (G)MSC MGW
SCP IP
中：对存储可靠性
要求高，现用专用
存储和软件
大：架构稳定，随
着VOLTE会进一步
发展
中：架构尚在演进，
产业未成熟
驱动力
难度

通信行业云的核心价值
应用和网络功能
结合
网络能力云平台
开放敏感

运营商目标网络架构-云成为连接一切的核心网
连接一切移动宽带接入
云核

把中国电信开放平台打造成云核
统
一
开
放
平
台
终端、信息和通信基础设施
智能终端、物联网终端、IT基础设施(存储、计算和网络资源池)、网络基础设施(移动网络、宽带网络、传输网和骨干网)
应用
业务支撑域/数据域/运营支撑域/核心网
资源和数据管理
存储资源(HDFS, DFS, DBaaS/SQL, NoSQL) 计算资源(cgroups/docker/OpenStack/YARN)、连接资源(会话和连接管理)
资源集成和汇聚
协议处理，数据集成
资源调度
分布式事务管理、分布式并行计算调度算法(基于YARN)
核心功能
客户管理、订单管理、营销管理、销售自动化、批价、计费、帐务、策略控制、分析和发现
平台能力和管理
开发接口和工具、配置、部署、管理、自助服务门户
通用服务
身份管理、内容管理、业务流程管理、消息中间件、服务总线、大数据框架
运营商基础设施
统
一
开
放
平
台
云应用
接口
数据
通用服务
核心功能
集成

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