5G网络科普篇,网络切片( 二 )


与之不同的是,自来水公司拥有成千上万个智能水表需要上报数据,因此超大容量是至关重要的,至于网速慢一些,误码率高一些问题都不大,甚至连小区切换功能都不需要 。这些不同业务截然不同的特点,让脱胎于3G和4G时代,仅针对智能手机的移动宽带业务的QoS方案使用起来捉襟见肘 。并且,在5G时代“万物互联”的宏大构想内,除了eMBB继承自之前的手机上网业务之外,mMTC和uRLLC都是属于物联网业务 。
运营商要开展物联网业务,必然涉及到和其他物联网服务提供商的合作和定制化,如何为合作伙伴提供一张按需定制,独立运维,稳定高效的网络,也就成了亟需解决的技术需求 。于是,这些聪明的工程师想到了一个点子:何不布上几张独立的子网络来支持5G的几大场景?这些子网络的无线、承载和核心网等资源都完全和其他网络隔离开来,而QoS依旧只局限在某一张子网络的内部进行服务质量管理 。
比如说,我们建上三大类子网络:eMBB,mMTC和uRLLC各一类,这些网络之间是独立不受影响,每张子网络内部的不同业务依旧使用QoS来管理 。并且在同一类子网络之下,还可以再次进行资源的划分,形成更低一层的子网络,比如mMTC子网络还可以按需分为:智能停车子网络,自动抄表子网络,智慧农业子网络等等 。相当于把QoS从二维扩展到了三维,这些相互隔离的子网络就叫做网络切片或者子切片 。
【5G网络科普篇,网络切片】5G网络切片划分示意图既然要切片,首先必须要把各个模块统一起来管理,形成一个有机整体,然后才能有切片的可能 。就像制作切片面包一样,先要把面粉、鸡蛋,奶等各种原料糅合,经由发酵过程,在烤制成一大块的完整面包之后,才能进行切片,不同切片再通过协调工作,才能组成美味的三明治 。那么5G是怎样实现各个模块的统一管理和资源切分呢?这就要引入NFV和SDN技术了 。
NFV的全称是“Network function virtualization”,这就是大名鼎鼎的虚拟化 。随着通用服务器处理能力的大幅增强,便有了余力拿出一部分资源作为虚拟化层,把网络中的计算(类似电脑的CPU,内存)、存储(类似电脑的硬盘),以及网络(类似电脑的网卡)这些资源进行统一管理,按需划分 。
这样一来,一台,甚至多台物理服务器的硬件就形成了资源池,可以按照需要划分成若干逻辑服务器,供各种应用来使用 。虚拟化基本架构SDN的全称是“Software Defined Network”,又叫软件定义网络 。区别于传统网络中的各个路由转发节点各自为政,独立工作的现状,SDN引入了中枢控制节点:控制器,用来统一指挥下层设备的数据往哪里发,下层网络设备只需要照着执行即可 。
这样一来,就像网络有了大脑一样,可以实现控制和转发分离,网络灵活性和可扩展性大为增强 。SDN架构依托如今大行其道的虚拟化和软件定义网络(NFV/SDN技术,我们可以把所有的硬件抽象为计算,存储和网络这三类资源进行统一管理分配,给不同的切片不同大小的资源,且完全隔离互不干扰,实现了逻辑上的高层统一管理和灵活切割 。
因此NFV/SDN成为了网络切片技术的基础 。5G网络切片和寿司像极了!遥想3G和4G时代的QoS管理,虽说无线,承载跟核心网都有参与,但却是在各立山头,分别处理,都只管自己的那一亩三分地,没有任何的全局把控 。跟3G和4G锦上添花的QoS管理功能不同,5G对网络切片进行了全面的设计,可以对各类资源及QoS进行端到端的管理,横贯无线,承载与核心网,并使之成为5G网络的基本特征之一 。
在这样的架构之下,在负责高层网络切片管理功能之下,分为无线,承载,核心网几个子切片,分工合作,完成重任 。这样一来,网络切片就划分为了纵向和横向两个维度 。先在纵向的无线,承载,核心网子切片完成自身的管理功能,再在横向上组成各个功能端到端的网络切片 。所谓横向协同,纵向到底 。5G端到端网络切片及统一管理无线子切片:切片资源划分和隔离,切片感知,切片选择,移动性管理,每个切片的QoS保障 。

推荐阅读