面向云網融合業務的網絡編排系統實現與研究

王建宏 郭建波 王 燕 張 臻

中國移動通信集團江蘇有限公司

0 引言

隨著移動通信快速發展，用戶對于網絡服務的靈活性和開放性要求越來越高。網絡功能虛擬化（NFV）、軟件定義網絡（SDN）等技術的出現，加快了網絡技術架構的革新，推動了網絡向虛擬化、軟件化發展，加速了網絡對自動化管理和集中化調度的要求。

運營商傳統網絡能力的開通依賴于多個割裂的系統，手工分段開通省內傳輸段、云專網段和云內網絡，開通周期較長，客戶體驗差，運維周期較長，難以支撐市場對于網絡的高質量要求。為更好地服務客戶和業務，面向云網融合業務的網絡編排系統，為其提供自助、自動的業務開通能力以及運行時的自動控制能力，網絡編排系統充分利用NFV、SDN技術，實現網絡的自動化部署和自動化調整以及業務的自動開通和自動保障。

云計算產業的不斷發展催生了企業上云的需求，云網融合已經成為各大運營商的核心發展戰略。針對云網融合業務，網絡編排器的引入可面向多專業提供網絡就緒、業務配置自動化能力。

1 云網融合業務整體架構

云網融合是云計算和網絡的深度融合，為更好地滿足客戶上云需求，推動整個社會的數字化轉型，云計算和網絡互為支撐，相互借鑒。一方面網絡資源的優化需要借鑒云計算的理念，另一方面云計算業務的大力開展需要網絡為其提供強大的支撐能力。

云網融合業務通常包含云側業務和網絡側業務。為實現云網融合業務的一體化開通，云網業務編排模塊的引入實現了云側業務和網絡側業務的集中調度，并支撐實現業務開通流程的全程貫通。值得注意的是，網絡側業務的快速開通是云網融合業務開通過程中極為關鍵的一環，網絡編排系統的引入可以實現IP SC、傳輸網、無線網和核心網的能力標準化，實現跨專業網絡端到端的編排。另外，網絡編排系統可將這些能力進行統一封裝，然后供上層云網業務編排模塊調用，為上層提供網絡服務能力，支撐網絡側業務的快速開通，實現業務自動化配置。

2 網絡編排系統功能架構

面向云網融合業務，網絡編排器承接云網業務編排下發的需求，通過建立不同的資源模板和流程模板，支撐各類云網融合業務網絡側的編排和自動化開通。

網絡編排系統包含云網網絡編排器和切片網絡編排器兩部分。云網網絡編排器負責云專網以及各類云專線省內延伸段的編排。切片網絡編排器負責5G切片的設計和全生命周期管理，為5G方式上云提供支撐。網絡編排系統可實現的功能如下：

（1）能力開放：通過北向接口向上層提供網絡服務接口，承接云網業務編排模塊下發的網絡拉通需求。

（2）設計管理：設計人員利用模型設計工具，將下層各域控制器提供的原子能力組裝成各類網絡業務通用模板。

（3）編排管理：對云專線、云互聯和網絡切片業務統一編排下發，自動化、一站式網絡拉通。

（4）適配管理：對接各域SC和NSSMF，向IP-SC、NSSMF下發配置需求，實現端到端網絡業務拉通。

（5）第三方系統對接：與資源管理系統對接實現專線省內段開通，與集團配置系統對接實現配置審核。

3 云網網絡編排器

云網網絡編排器聚焦于云專網段的自動拉通，以及實現各種入云專線省內延伸段的開通。

“端到端網絡編排”利用中國移動的各種基礎設施，構建面向客戶（外部或內部）的具備一定隔離性、SLA保障的虛擬專用網，負責拉通網絡的各專業，為客戶提供盡可能自助的、自動的虛擬專用網開通服務，以及網絡運行過程中端到端網絡的實時、自動控制。

“虛擬專用網”負責把客戶部署在云中的應用通過各種方式從接入點點對點拉通，形成一張專用網絡。

客戶的接入點1：通過無線網接入專用網，可以是客戶的站點，也可以是使用客戶業務的普通手機用戶；可以通過5G切片方式，也可以是APN方式，5G切片方式可以提供端到端的、更好的SLA（Service-level Agreement）保障。

客戶的接入點2：通過各種IP接入專用網，可以是互聯網專線接入，也可以是通過PTN/OTN傳輸接入，或者PON、WiFi接入，與企業的云端應用形成一張專網。

客戶的接入點3：通過傳輸接入專用網，通過傳輸專線建立本接入站點與該客戶的其它接入站點之間的專網。

客戶的應用系統：部署在云中，與各接入站點之間形成一張虛擬網絡，通過DCI建立專網。

3.1 云專線開通

云專線開通涉及網絡側的業務主要包含云專網段的開通和省內延伸段的開通。云網網絡編排器接收到由云網業務編排模塊下發的網絡側業務開通請求，將該請求分解為云專網段開通請求和省內延伸段開通請求。

云網網絡編排器根據云專網段開通請求，匹配網絡模板，調用IP SC進行云專網網絡配置。待云專網段開通成功后，云網網絡編排器將該結果反饋至云網業務編排模塊。

云網網絡編排器對接資源管理系統進行省內段傳輸配置拉通，省內段開通成功后，資源管理系統將省內段開通結果反饋至云網網絡編排器，云網網絡編排器同步開通結果至云網業務編排模塊。

3.2 云互聯開通

云互聯開通網絡側的業務主要包含云專網段的開通。云網網絡編排器接收到由云網業務編排模塊下發的網絡側業務開通請求，并根據云專網段開通請求匹配網絡模板，調用IP SC進行云專網網絡配置。待云專網段開通成功后，云網網絡編排器將該結果反饋至云網業務編排模塊。

4 切片網絡編排器

切片網絡編排器對接無線網、傳輸網和核心網各子域NSSMF（Network Slice Subnet Management Function）實現切片的開通。切片開通主要包含以下幾個關鍵步驟：

云網業務編排模塊向切片網路編排器發送切片勘察請求，切片網絡編排器對請求的合法性進行校驗，解析通用網絡切片模板（GST）轉換成ServiceProfile，并進入規劃設計階段；切片網絡編排器完成核心網、無線網和傳輸網三個子域的規劃設計和勘察。待勘察結束后反饋勘察結果至云網業務編排模塊。

若勘察結果滿足，云網業務開通模塊向切片網絡編排器發送開通請求，切片網絡編排器完成各子域詳設文件、配置腳本上傳，并完成數據審核，然后分域進行子切片實例化，待各子域子切片實例化完成后，切片網絡編排器激活切片實例，切片實例化完成后，切片網絡編排器向云網業務開通模塊反饋切片開通結果。如圖1所示。

圖1 切片業務開通架構圖

4.1 核心網切片開通

核心網NSSMF實例切片的開通可通過核心網專業編排器進行拉通。核心網NSSMF將核心網網絡子切片模板（NSST）的資源需求映射為相應的網絡服務描述（NSD），并開始網絡功能虛擬化（NFV）實例化，同時將NSST的業務需求轉化為業務參數下發給核心網OMC（Operation and Maintenance Center）。核心網OMC將子切片的業務參數轉化為網元的業務配置下發給網元，實現核心網段的開通。如圖2所示。

圖2 核心網切片開通流程圖

4.2 無線網切片開通

無線網NSSMF實例切片的開通可通過無線網專業編排器進行拉通。無線網NSSMF承接上層編排系統下發的無線切片子網模板以及分解到無線的SLA需求，并將其轉換為網元參數，通過無線OMC轉化為網元具體的配置并下發至無線網元，進行無線網元的配置，完成無線網段的開通。如圖3所示。

圖3 無線網切片開通流程圖

4.3 傳輸網切片開通

傳輸網NSSMF實例切片的開通可通過傳輸網專業編排器進行拉通。傳輸網NSSMF承接上層編排系統下發的傳輸切片子網模板以及分解到傳輸的SLA需求，并將其轉換為網元參數，通過傳輸EMS轉化為網元具體的配置并下發至傳輸網元，進行傳輸網元的配置，完成傳輸網段的開通。如圖4所示。

圖4 傳輸網切片開通流程圖

5 云網融合5G云專線試點

5G云專線作為云網融合體系的一部分，充分驗證了5G云專線組網方案技術可行，時延、丟包、抖動、速率及業務質量等指標完全滿足客戶需求。5G云專線試點結果顯示，互聯網類云專線最優，5G加速云專線次之，5G非加速云專線最末，符合預期結果。相比于互聯網類云專線，5G云專線具備靈活組網、隨時隨地接入的優勢，能夠有效解決“最后一公里”問題，滿足客戶側移動性設備自主接入需求。

互聯網類云專線：客戶側利用互聯網專線接入，通過上聯CMNET與移動云建立IPsec隧道，最終實現用戶互聯網專線入云。

5G非加速云專線：客戶側利用5G無線接入，通過5G UPF轉至CMNET網絡，與移動云建立IPsec隧道，最終實現用戶5G專線入云。

5G加速云專線：客戶側利用5G無線接入，通過5G UPF轉至云專網，與移動云建立IPsec隧道，最終實現用戶5G專線加速入云。

6 結束語

網絡編排系統包含云網網絡編排器和切片網絡編排器，為不同垂直行業提供不同的、相互隔離、功能可定制的網絡服務，實現客戶化定制的網絡切片的設計、部署和運維。各域可以在功能場景、設計方案上獨立進行裁剪。云網網絡編排器實現云專網和各類入云專線省內延伸段的拉通，為云網融合業務提供強大地網絡支撐能力，實現網絡側業務的自動化拉通。切片網絡編排器實現5G切片的設計和全生命周期管理，為客戶以5G方式入云提供機遇，更好地豐富云網融合產品。