全面云化，5G核心网需要“守护者”
7月1日，业界巨头AT&T宣布将在未来三年内将其5G网络运营转移到微软Azure云，掀起了电信业的滔滔巨浪。反观当下的5G时代，海量设备连接，基站层林密布。我们在追求5G应用创新的同时，背后基础设施的保障往往会获得较少的关注度，这次的新闻也让笔者对5G核心网（5GC）产生了兴趣，究竟5G核心网的该由谁来“守护”？正值云杉网络发布其面向5G核心网的网络功能服务监控方案，笔者有幸采访了云杉网络COO来源先生，进一步探寻5G核心网的“守护”历程。
云杉网络COO来源
演进的云化，5G核心网更加复杂
5G基础设施的超前规划，对网络架构提出了更多的诉求。未来业务要求网络必须具备敏捷、弹性和健壮等特征，因此云原生软件架构成为5G核心网的架构基础。通过云的加持，5G核心网也具备了服务化架构（SBA）、控制与承载分离（CUPS）、切片（Slicing）、固定移动融合（FMC）的特质。
在5G网络发展初期，不可避免会出现2/3/4G核心网与5G核心网并存，用户在进行4G与5G网络互操作时，会在两个核心网之间发生切换，很难保持业务连续性。这也造成了分区域云化演进的进程，逐步引入云原生、C/U分离、MEC、FMC架构。多种软件架构的大行其道，造成了更大的复杂度。
5G核心网架构图
同时5G在网络架构、实现方式、运维方式均发生了变化。在网络架构方面， 5G射频与天线紧耦合，核心网下沉至更靠近用户侧；在实现方式方面，5G核心网已实现IT化，基站IT化探索也如火如荼；在运维方面，智能运维代替人工也在逐渐成为主流。5G将带来更广泛的CT与IT的结合，同时也给驾驭基础设施带来更大的挑战。
“之前看到一个比喻很贴切，现在的5G核心网演进就像新能源汽车。有些谨慎的传统车厂是油改电思路，使用原有的油车设计框架，里面进行电气化改造，对汽车稳定性和后期维保带来很高的风险和成本。”来源解释道。
推进云化部署，孰轻孰重？
在5G核心网的全面云化进程中，运营商们也有各自个考量，积极寻找加快云化的方式。
去年西班牙电信德国公司宣布，他们正在和爱立信、AWS合作，准备在公有云上部署爱立信提供的5G核心网，成为了去年电信业的大新闻。越来越多的运营商也在或多或少地尝试着将其核心网运营从自己的内部系统转移到公有云当中。7月来自顶尖运营商AT&T的这则公告，似乎成为了未来的行业风向标。更有人评论称AT&T的合作标志着全球5G行业的开创性转变。
那么通过公有云部署“借力”云计算是否将成为运营商的普遍选择，我们可以站在运营商的角度分析一番。众所周知，5G核心网云化涉及多设备、多厂家、多接口等，集成难度大，多供应商管理复杂，实施部署挑战很大。
运营商5G核心网云化部署可以有几个选择：一是自己造轮子，直接购买芯片、存储和网络组件，采用开源软件来“组装”，这种方式要求运营商研发实力够强大，最利于储备核心技术；二是找靠谱的供应商，选择一个通用的云化平台，不但可以通过批量采购来降低成本，还能缩短上市时间，减少后期维护成本；三是直接迁移至现成的、成熟的公有云上。
网络自动化，5G核心网的“核心”价值
从云化可以很自然的想到向公有云“借力”，但电信的体量规模、业务复杂度、服务保障要求等特征又与公有云差别巨大。如何有效、高效的利用已有经验，似乎成为了更为重要的选择。
对于5G核心网云化部署的多个选择，似乎更加需要看到更为核心的价值选项。从表层逻辑看来，白盒、虚拟化技术在5G领域大量使用，能够节省硬件成本、增加收入。但这个价值源自供给侧优化，能带来短期的成本收益，对于运营商的角色属性仍然缺乏杀手锏。
“运营效率的提升是运营商体现价值的杀手锏，而其背后的核心思想正是网络自动化。”来源讲道。
“网络自动化包含配置管理自动化、业务编排自动化、运维诊断自动化，运维诊断自动化成为了网络自动化的最基础能力。”来源补充道。
5G多快好，却 “省心”不易
5G带来了高速率、低时延、大连接的“多、快、好”的优势，背后基础设施的各个环节也随之经历了革新。然而5G的演进式云化，运维却不“省心”。一是因为运营商维护人员本身技能和意识都还在转型中，没有从传统网络维护完全转向云原生应用维护。二是因为厂商提供的核心网本身开放性就很差，未能和云原生领域成熟的全套DevOps工具链相结合，其配套的网管还是按传统思路在做。
相较于传统核心网的专用设备，5G则以云原生、微服务的设计思想构建了核心网，纯虚拟化的网络功能给管理带来了全新的难度，各种功能、服务间的依赖关系、访问调用、性能追踪都将面临全新的挑战。
“虚拟化、云原生技术的融入，在5G核心网方案中，不再大量使用专有硬件设备，取而代之的是通用服务器承载的虚拟网元，虚拟机、容器POD数量飞速增长，每个工作负载同时提供多个IPv4、IPv6功能做平面。相较于4G，5G核心网SBA架构中虚拟化后的NFS实例数量增加了几个数量级，庞大的数量给运维带来挑战。”来源描述了庞大网元数量给5G运维带来的挑战。
“5G核心网全面云化，带来了更多服务自动化管理流程，避免了大量的手动配置工作，在提升管理效率的同时也增加了核心网动态性强、难以跟踪的挑战。并且虚拟化让网元间通信监控更加复杂。”来源补充道。
“借力”云计算，“守护”5GC
“云计算的很多虚拟化技术在5G核心网有大量应用，我们在公有云、私有云又有很多自动化的实践经验，这些积累让我们面对5G场景时有更好的下沉能力。”来源讲道。
“现在的云有万级规模的云原生容器集群规模，里面跑着大量分布式的业务应用，同样需要横向可扩展的面向云的监控保障方案。这里的网络不再是简单通过IP端口进行描述，这里的每条流量的描述都是微服务化，服务与服务之间、容器与容器之间，需要有频繁的IP重新分配。”来源描绘了一个错综复杂的微服务互联管理场景。
DeepFlow混合云网络监控诊断方案
“IP是动态的、流量也是动态的，在面对这些庞大的信息量，需要有一个平台进行关联。当我看到一条流，我能快速的告诉我们的使用者：这属于那台主机？这是那个服务？这是哪个Namespace？是哪个Service？我们要做的就是快速、多维度地将用户关心的内容解析出来。”来源补充道。
作为多家主流云服务商的最佳实践合作伙伴，云杉网络DeepFlow帮助用户从全新的资源池、虚拟化、容器、网络、应用等维度构建基于流量的全景网络知识图谱，为客户多云、混合云中的业务提供覆盖全栈的流量监控诊断方案，解决上云业务的故障定位、性能分析、资源优化和云原生可观测性问题。在云领域服务顶级客户积累的丰富经验也成为云杉网络赋能5G核心网智能化监控的信心源泉。
云杉的DeepFlow方案也延伸了5GC版本，DeepFlow 5GC方案针对5G核心网服务NFS间的通信访问流量进行获取并分析，构建可扩展的网络功能服务NFS监控平台，实现服务间关联依赖监控和各类资源间网络性能分析，保障核心网稳定运行。
云杉网络5G核心网监控方案
“DeepFlow 5GC方案是一款面向5G核心网，基于对服务NFS间的通信访问流量进行获取分析，以保障核心网稳定运行的软件产品。在整体方案中，可按处理逻辑分为流量获取、数据分发传输、诊断分析三大部分，通过流量采集预处理抽象层，提供流量采集及预处理的北向管理接口，使整个监控平台具备可扩展的基础数据获取能力。”来源解释道。
“DeepFlow可以绘制一张多维度的知识图谱通过关键实例快速查询关联信息。对于多地资源池，以5G核心网网元功能为视角，快速展现功能、服务间访问调用的依赖关系及各类性能指标，从全局掌握网络运行状态。同时对于5G核心网中存在大量的、复杂的NFS间服务调用，涉及宿主机、虚拟机、容器的网络虚拟化实现，DeepFlow以全栈分段来梳理访问调用，可实现分钟级异常定位。”来源补充道。
在云网融合的趋势下，运营商通过5G核心网云化来拥抱通信的未来，如何更好的“守护”5GC成为运营商的选择题。我们看到云杉网络作为国内SDN初创公司的先锋在云监控领域的深厚积累，对“守护”5GC表达着自己的理解，我们也期待见证这位“守护者”未来的更多守护经历。