ip切片授权入口-为什么5G需要网络切片？ 5G网络切片如何实现？

5G和网络切片

当5G被广泛提及时，网络切片是讨论最多的技术之一。 KT、SK Telecom、中国移动、DT、KDDI、NTT等网络运营商以及爱立信、诺基亚、华为等设备商都认为网络切片是5G时代理想的网络架构。

这项新技术允许运营商在一个硬件基础设施中分割多个虚拟端到端网络。 每个网络切片从设备到接入网到传输网再到核心网都逻辑隔离，适应各种类型业务的不同特性需求。

对于每个网络切片，虚拟服务器、网络带宽、服务质量等专用资源都得到充分保障。 由于切片之间是相互隔离的，一个切片中的错误或故障不会影响其他切片的通信。

为什么5G需要网络切片

从过去到现在的4G网络，移动网络主要服务于手机，一般只针对手机做一些优化。 然而，5G时代，移动网络需要服务各种类型和需求的设备。 大家提到的比较多的应用场景包括移动宽带、大规模物联网、关键任务物联网等。 它们都需要不同类型的网络，并且在移动性、计费、安全性、策略控制、延迟和可靠性方面有不同的要求。

例如卡通人物，大规模物联网服务连接固定传感器来测量温度、湿度、降雨量等。不需要移动网络中主服务手机的切换和位置更新等功能。 此外，自动驾驶、远程控制机器人等关键任务物联网服务需要几毫秒的端到端延迟，这与移动宽带服务有很大不同。

5G主要应用场景

这是否意味着我们需要为每个服务建立一个专用网络？ 例如，一款用于5G手机，一款用于5G大规模物联网，一款用于5G关键任务物联网。 其实没有必要，因为我们可以通过网络切片技术，在一个独立的物理网络上分割出多个逻辑网络，这是一种非常划算的做法！

网络切片的应用需求

NGMN发布的5G白皮书中描述的5G网络切片如下图所示：

NGMN 5G网络切片示意图

如何实现端到端的网络切片？

(1)5G无线接入网和核心网：NFV

在当今的移动网络中，主要设备是移动电话。 RAN（DU和RU）及核心功能由RAN厂商提供的专用网络设备构建。 要实现网络切片，网络功能虚拟化（NFV）是先决条件。 基本上，NFV的主要思想是将网络功能软件（即分组核心中的MME、RAN中的S/P-GW和PCRF和DU）全部部署在商用服务器上的虚拟机上，而不是将它们单独部署在其专用互联网中设备。 这样，RAN充当边缘云卡通形象，而核心功能充当核心云。 位于边缘云和核心云中的虚拟机之间的连接是使用 SDN 进行配置的。 然后，为每个服务创建切片（即电话切片、大规模物联网切片、关键任务物联网切片等）。

如何实现网络切片之一

下图显示了如何虚拟化专用于每个服务的应用程序并将其安装在每个切片中。 例如，切片可以配置如下：

（1）超高清切片：在边缘云虚拟化DU、5G核心（UP）和缓存服务器，在核心云虚拟化5G核心（CP）和MVO服务器

(2) 电话切片：在核心云中虚拟化具有完整移动功能的5G核心（UP和CP）和IMS服务器

（3）大规模物联网切片（如传感器网络）：在核心云中虚拟化一个简单轻量的5G核心ip切片授权入口，无需移动管理功能

（4）关键任务物联网切片：5G核心（UP）和相关服务器（例如V2X服务器）在边缘云中虚拟化，以最大限度地减少传输延迟

目前，我们需要为不同需求的服务创建专用的切片。 并且根据不同的业务特点，虚拟网络功能被放置在每个切片中的不同位置（即边缘云或核心云）。 另外，一些网络功能，例如计费、策略控制等，可能在某些切片中是必需的，但在其他网络切片中则不需要。 运营商可以按照自己想要的方式定制网络切片，并且可能以最具成本效益的方式定制。

如何实现网络切片二

(2)边缘云和核心云之间的网络切片：IP/MPLS-SDN

软件定义网络虽然在最初引入时是一个简单的概念，但现在已经变得越来越复杂。 以Overlay形式为例，SDN技术可以在现有网络基础设施上提供虚拟机之间的网络连接。

端到端网络切片

首先我们看一下如何保证边缘云和核心云的虚拟机之间的网络连接安全。 虚拟机之间的网络需要基于IP/MPLS-SDN和Transport SDN来实现。 在本文中，我们主要讨论路由器制造商提供的IP/MPLS-SDN。 爱立信和Juniper都提供IP/MPLS SDN网络架构产品。 操作略有不同，但基于SDN的虚拟机之间的连接非常相似。

核心云中是虚拟化服务器。 在服务器的虚拟机管理程序中，运行内置的vRouter/vSwitch。 SDN控制器提供虚拟化服务器和DC G/W路由器（云数据中心中创建MPLS L3 VPN的PE路由器）之间的隧道配置，以及核心云中的每个虚拟机（例如5G IoT核心）和DC G/W创建W路由器之间的SDN隧道（即MPLS GRE或VXLAN）。

然后，这些隧道和 MPLS L3 VPN（例如 IoT VPN）之间的映射由 SDN 控制器管理。 边缘云中的过程是相同的，创建一个从边缘云连接到 IP/MPLS 主干网并一直连接到核心云的 IoT 切片。 这个过程可以基于目前已经成熟可用的技术和标准来实现。

(3)边缘云和核心云之间的网络切片：IP/MPLS-SDN

现在剩下的是移动前传网络。 我们如何在边缘云和 5G RU 之间划分移动前传网络？ 首先，必须先定义5G前传网络。 讨论中有一些选项（例如通过重新定义DU和RU的功能来引入新的基于分组的前传网络），但尚未做出标准定义。 下图是ITU IMT 2020工作组给出的图表，并给出了虚拟化前传网络的示例。

ITU组织的5G C-RAN网络切片示例

5G时代网络切片技术仍在不断发展ip切片授权入口，一些疑虑和问题尚未解决，大家敬请期待