5G時代運營商自身的核心競爭力到底是什么?通常理解,5G時代白盒交換機、邊緣計算、網絡切片、NFV等技術等大量使用,可以節省硬件成本增加收入。然而,這些白盒化和虛擬化技術所帶來的價值,實際上這是由產業鏈決定的,而非運營商自身的核心競爭力。網絡自動化則不然,日本樂天移動采用高度自動化的管理方式,其網絡團隊只有130人,卻提供覆蓋全日本的移動通信;美國AT&T用了近10年時間提升核心網和接入網的自動化程度,節省運營費用高達50%。由此可見,運營效率的提升才是各個運營商自身的關鍵,而其背后的核心競爭力就是網絡自動化。
如何理解網絡自動化
一個典型的自動化系統如上,控制器輸出控制邏輯,執行器對被控對象進行特定操作,傳感器采集數據進行閉環反饋。如果被控對象是一個特定的網絡,那么其自動控制系統可抽象如下:
具體而言,網絡自動化包含以下幾個層級:
1)配置管理自動化:由執行器通過API或CLI對物理、虛擬網絡設備進行自動化配置。業界大多SDN控制器即實現該級別能力。尤其注意,大多數SDN控制器并非網絡自動化中的控制器,而只是執行器。
2)業務編排自動化:由控制器中的編排單元通過將業務語言轉換為網絡配置,再調用配置管理自動化實現業務的自動變更。
3)運維診斷自動化:由控制器中的診斷單元通過分析傳感器的監控數據,自動定位網絡故障,再調用配置管理自動化實現。
網絡自動化是一整套閉環系統,需要根據不同業務場景來和運維體系來構建,而不僅僅是針對特定設備去實現。如果不能充分理解網絡自動化的系統原理,則無法指導實際工作中的系統實現。
如何實現網絡自動化:無論是運營商樂天、AT&T,或者互聯網公司如谷歌、阿里,其全網自動化系統都是自研,雖耗費數年,但收益巨大,最終構成了自身在行業中的核心競爭力。雖然5G時代會延續10~15年,但由于網絡自動化系統的復雜性,通常要耗費數年來研發、試驗,因此各個運營商需要加快推動自身的網絡自動化實踐。
由于5G中的網絡大量采用了云計算技術,似乎可以借用云平臺軟件來實現5G網絡自動化。其實不然,比如5G中的網絡切片,雖然類似公有云中的VPC(虛擬專用網),但公有云中的VPC目的是隔離租戶,而5G中的切片目標是QoS保障,其控制要求明顯要高的多。不是照搬過來就可以的。受限于本文篇幅,關于5G中網絡自動化系統的具體實現無法詳述,這里提出兩個關鍵的設計原則,以供參考。
原則一:自底向上5G網絡是一個快速演進的復雜系統,因此,常規的自頂向下的設計原則很難有實際的效果,甚至會造成失控。應當首先確保底層自動化的穩定,再構建更高層的自動化。同時,由于底層設備數量眾多,人力成本高昂,實現底層的自動化收益會更大,而頂層自動化更多是智能決策,無論短期還是長期均適合由人完成。
業界最早的大規模網絡自動化系統是Google G-WAN,該系統能夠在Google全球數據中心互聯網絡上為不同業務提供特定的QoS保障。深入研究該系統會發現,其復雜點不在于頂部(全球唯一)的調度系統(TE),而是底層(13個數據中心)的OpenFlow交換機集群。其中的控制器軟件隨大多源自開源平臺,但要做到高可用和容錯非常之難。然而一旦完成底層自動化,那么即使頂層的調度系統失效,整個G-WAN依舊可以平穩運行。因此,自底向上的設計原則,是實現大規模網絡自動化的前提。
原則二:深度開放通常講到的開放網絡,主要是功能和API的標準化。然而,對于5G這樣的復雜網絡,僅僅做到API級別的開放是不足以實現網絡自動化的,需要的是APP級別的開放,即網絡設備的OS上,可以像Windows或者Android一樣,運行第三方的APP。例如,5G使用的交換機是否可以用P4語言進行數據平面編程?MEC邊緣云中的服務器上是否可以運行第三方XDP應用?
深度開放的能力背后,是操作系統內核技術。如果不能駕馭網絡操作系統,那么深度開放將只是設備商而非運營商的核心競爭力。缺乏深度開放的系統,只能實現API級別的自動化,即管理平面的自動化,而無法實現控制和數據平面的自動化。
深度開放的價值巨大,是實現業務自動化的保障。曾經,VMware可以讓F5的負載均衡產品運行在自家的ESXi上;如今,AT&T可以讓VMware的SD-WAN產品運行在自研的Flexware系統上。對比國內的網絡操作系統,幾乎都只是API級別開放,難以運行第三方的控制和數據平面APP。盡管云杉網絡在5G 無線領域有領先,但若網絡操作系統不具備深度開放能力,長此以往必然會造成整個5G技術和商業生態的落后。
總結:網絡自動化是5G時代運營商的核心競爭力。這需要投入數年時間和大量人力,需要依據自底向上和深度開放的原則進行技術創新和工程實踐。5G的前景美好,但真正的殺手級應用尚未出現,其產業生態尚未成熟。運營商此時正是投入技術打造核心競爭力的好時機。
責任編輯:tzh
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