SDN/NFV 词汇库

5G AR/VR、物联网、工业自动化、无人驾驶等新业务对网络带宽、时延、安全性等方面的需求越来越苛刻，传统云计算的集中部署方式已经无法满足业务需求。将云计算的能力拓展至距离用户终端最近的网络边缘，实现云计算服务的下沉，从而产生边缘云的概念。利用边缘云提供的计算、存储、网络、加速等资源，可以有效减少网络传输带宽占用，降低网络转发时延，提高网络使用效率，催生新的商业模式。运营商可将边缘云基础设施开放给第三方应用，重构电信云价值。

CUPS（Control and User Plane Separation），即控制与用户面分离。目的是让网络用户面功能摆脱“中心化”的囚禁，使其既可灵活部署于核心网（中心DC），也可部署于接入网（边缘DC），最终实现分布式部署。
光纤传播速度为200km/ms，数据要在相距几百公里以上的终端和核心网之间来回传送，显然是无法满足5G网络毫秒级时延的需求。基于5G核心网C/U分离架构，控制面功能如SMF则在中心DC集中部署，便于统一控制部署在边缘侧或区域侧的UPF，统一配置和下发分流策略。用户面功能UPF/GW_U（User Plane Function）和内容下沉到网络边缘部署，大大减少传输时延，通过UPF的分流策略，实现本地流量在本地卸载，非本地流量则通过本地UPF发送到中心UPF处理，从而避免所有流量都迂回到中心网络，减轻骨干网传输压力和建网成本，提升网内分组数据的承载效率与用户业务体验。

传统的通信网主要面向人与人之间的通信需求而建设，随着万物互联垂直行业的海量需求，传统网络软硬件绑定，网络实体间固化的流程架构已无法满足要求。为应对这些新的业务需求，5G核心网依托于CloudNative核心思想，通过基于服务的网络架构，网络资源可切片，控制面/用户面分离，结合云化技术，实现了网络的定制化，开放性以及服务化。 
5G核心网进行了重构，以网络功能（Network Function,NF）的方式重新定义了网络实体，各NF对外按独立的功能（服务）提供功能实现并可互相调用，从而实现了从传统的刚性网络（网元固定功能、网元间固定连接、固化信令交互等），向基于服务的柔性网络的转变。

图一 3GPP服务化架构

NFV（Network Function Virtualization网络功能虚拟化）
NFV通过使用x86等通用性硬件以及虚拟化技术，实现软硬件解耦，网络功能以软件形式运行在行业标准的服务器硬件上，从而降络昂贵的专有设备的成本。此外，采用NFV技术使资源可以充分灵活共享，并基于实际业务需求进行自动部署、弹性伸缩、故障隔离和自愈，提升了整网的资源使用效率，从而降低运营商的建网成本。NFV技术减少部署新业务的时间，有利于抓住新的市场机会，提高投资回报。NFV和SDN（Software Defined Network）技术相结合实现了云网融合，合帮助运营商提高网络资源利用率，降低网络运维成本，提高运营效率，推动业务创新，成为运营商实现数字化转型的核心技术。
ETSI（European Telecommunications Standards Institute）定义了NFV的基本架构，包括NFV infrastructure(NFVI)，VNF（virtualized network function），VNFM（VNF Manager）VIM（Virtualised infrastructure manager）和MANO(Management and Orchestration)。

边缘计算的内涵很宽泛，各产业有不同的视角。ISO/IEC JTC1/SC38 对边缘计算给出了最权威，也是最宽泛的定义：边缘计算是一种将主要处理和数据存储放在网络边缘节点的分布式计算形式。相对而言，工业行业关注现场边缘计算，运营商关注多接入边缘计算MEC (Multi-access Edge Computing)，互联网厂商关注边缘网关和云服务。
 

用户数据管理是电信网络中最关键的功能之一。它采用分层架构的逻辑表示，将用户数据与应用逻辑分离，从而将用户数据存储在逻辑上唯一的存储库BE中，允许处理应用逻辑的实体FE进行访问。在5G时代，为了满足基于3GPP服务架构要求，服务功能或数据库功能将演变成多个独立的服务。

 中兴通讯Cloud Native SDM解决方案，基于3GPP 5G核心网的Cloud Native架构，并遵从UDC思想，采用微服务的设计理念，借鉴20多年的服务于全球运营商经验，构建面向5G、云化的高可靠强安全的全融合用户数据平台，其拥有业界最高的FE和BE融合度，支持2/3/4/5G/IMS等多网络的统一接入：

•     FE基于业界领先的USPP（通用用户数据平台），继承了传统的2/3/4G/IMS业务功能，并新增支持5GC的服务功能，实现多应用融合。

•     BE基于业界领先的CUDR平台，构建云化统一数据层，是通信网络中的公共数据层，为通信网络中的各种NF（Network Function）和应用提供通用的数据存储服务，实现了2/3/4/5G/IMS网络和第三方应用的用户数据融合和统一存储，可以灵活满足运营商不同部署需求。

SDN（Software Defined Network）即软件定义网络，其核心技术OpenFlow通过将网络设备的控制面与数据面分离开来，将网络控制与物理网络拓扑分离，从而摆脱硬件对网络架构的限制。SDN控制器进行统一的管理，实现了集中控制，降低网络维护难度，同时缩短网络部署周期，这样也降低了运营成本。

SDN改变传统网络下应用与网络紧耦合的烟囱式架构，提升网络资源池化的水平。通过软件代替手工编排，实现网络服务自动化。此外，SDN提供了开放可编程接口，方便第三方应用快速的实现新的网络功能，加速业务创新。

EPC (Evolved Packet Core)网络是4G移动通信网络的核心网，具备用户签约数据存储，移动性管理和数据交换等移动网络的传统能力，并能够给用户提供超高速的上网体验。EPC的特点为仅有分组域而无电路域、基于全IP结构、控制与承载分离且网络结构扁平化，主要包含三个网元，分别是：

MME（Mobility Management Entity)：移动管理实体，是一个用于信令控制的网元，主要用作移动性的管理。此外还需要做会话相关的控制处理。

SGW (Serving Gateway)：核心网的服务网关，负责本地网络用户的数据处理和转发。

PGW (PDN Gateway)： 充当连接PDN（Public Data Network）公共数据网的边界，负责用户数据处理和转发以及用户控制策略的执行。

EPC网络可以支持3GPP和非3GPP（如Wi-Fi等）多种接入方式，是支持异构网络的融合架构。在此架构下，短信、语音等传统的电路域业务将借助VoLTE进行承载，也可以采用CSFB（Circuit Switched Fallback，电路域回落）的方案使用原有的电路域完成语音业务。

IMS (IP Multimedia Subsystem) 是IP多媒体系统,是一种全新的多媒体业务形式，它能够满足的终端用户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。IMS被认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动网络与固网融合，引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式。
中兴通讯多网络融合IMS解决方案涵盖3GPP、TISPAN和3GPP2定义的所有网元，并提供从接入层、承载层、业务层和用户数据层的全系列设备，包括IMS核心控制设备、用户数据管理、应用服务器、互联互通设备、媒体资源服务器、策略服务器和运维支撑系统等。通过一张IMS网络，可以为2G、3G、4G、5G和固网用户提供统一的接入控制，以及提供丰富的语音、视频和消息类业务，支持从传统网络向虚拟化网络和云原生网络平滑演进。