彭 楠

（广东省南方电信规划咨询设计院有限公司，广东 深圳 518038）

众所周知，在当前数据大爆炸的时代背景下，移动网络的容量与性能都需要不断提高才能满足当前社会发展现状。移动宽带业务的快速发展，导致网络压力不断变大，进而数据流量不断增长，移动运营商想要持续发展，就需要结合实际情况对相关设备进行优化升级，这样一来无疑增加了维护成本。移动核心网理念的提出与推行，使得网络设备的利用率得以提高，并且还能够实现多网融合等功能，为客户带来良好的业务应用体验。

1 移动核心网虚拟化的影响

相较于传统移动核心网的运行情况来看，虚拟化技术的引进使得不同网络功能之间可以共同享受底层虚拟资源与硬件资源。在扩容方面，传统移动核心网的功能实现主要是以网元为单位，通过单板或者整机粒度进行扩容，整体灵活性较差。但是移动核心网虚拟化的应用，支持更细的粒子组件，可以通过生命周期管理方式，使得核心网中的资源粒度得以扩展，拥有较好的灵活性。

在移动核心网的运维方面，传统移动核心网运维过程中，运维人员需要结合核心网中的网元粒度垂直负责网元的运维工作，移动核心网虚拟化的实现，改变了传统运维工作中的分工模式，运维人员需要结合核心网中的网元功能以及基础设置，不断细化运维工作。移动核心网虚拟化以后仍然需要遵循3GPP规范，采用计费话单形式与现网设备进行对接[1]。

图1 移动核心网虚拟化场景

在移动核心网性能方面，传统的移动核心网设备主要采用软硬件耦合的开发模式，按照核心网运营需求进行设置，保证核心网的各项功能。在移动核心网虚拟化中，虚拟网络的性能取决于多个方面，包含有移动运营的基础设备、虚拟化网络功能等多个层次，因此在应用过程中性能实现方面可能会存在多种瓶颈，导致移动网运营性能受限[2]。下图为核心网虚拟化运行场景示意图。

2 移动核心网的现存问题

2.1 移动核心网封闭僵化

在当前现代信息化社会不断发展过程中，互联网技术逐渐普及，移动运营商的业务量在此背景下逐渐增加，各种新业务不断出现。在此情况下，运营商要根据自身情况，不断引进新型设备，对现有设备进行优化升级，只有这样才能够提高设备性能，使得设备能够稳定运行[3]。但是根据移动核心网的现存情况来看，移动核心网较为封闭并且僵化，不能满足新业务的对网络开放性、高效性的需求，为移动核心网的持续运行带来阻碍。

2.2 网络设备资源无法共享

典型运营商在完成网络部署工作后，如果要对网络设备进行优化升级，那么将会在一定程度上受到设备制造商的制约，因为新业务的关系，各类型新型设备增加，设备之间的业务融合难度较大。再加上不同的网络设备之间通常情况下都是由不同厂家开发完成，因此拥有自己专用的应用平台，运营维护管理系统也有所不同，因此设备无法实现资源共享[3]。

2.3 网络部署缺乏弹性

通常情况下移动核心网在运营过程中无论是在容量扩充还是缩小方面，流程都较为复杂，需要从硬件安装、软件配置等方面考虑，因此核心网的网络部署周期普遍较长，需要大量的人力资源与物力资源支持。这一现象导致移动核心网的部署没有弹性，设备本身的扩展性受到限制，进而无法满足业务量增长的需求。

3 移动核心网虚拟化需求

3.1 大容量

根据当前移动核心网的发展情况来看，数据流量的增长在一定程度上也增加了网元的容量与数量。当数据量突发、终端与网络交互频繁以及永远在线的情况下，对于移动核心网而言，除了空口资源会受到一定限制之外，核心网内部控制面板信令的处理以及用户面的数据信息转发等，都可能会对核心网的运行带来一定挑战。因此，核心网在运行过程中一定要拥有足够的容量进行应对，才能确保自身稳定运行。

3.2 低能耗

在核心网运行过程中，管理问题、能耗问题日益突出，核心网只有根据业务量的变化对核心网网络资源进行调整，才能使得核心网整体运行得到优化，避免核心网低效运行。在不同的时间段，核心网对网络资源的占用是动态变化的。例如，在夜间某个周期性的时间段，在办公地、集会场等周期性的场所，网络可能会出现峰值与谷值的交替，如果按照核心网运行时的流量峰值配置网络资源，在流量谷值会导致移动网设备出现空闲浪费现象。基于此，想要降低移动核心网的运行能耗，就要从网络的实际使用情况入手，有针对性的增加或者减少网络资源的应用，对于降低能耗，提高移动核心网管理效率有着十分重要的意义[4]。

3.3 可持续

目前，想要在移动核心网快速引入网络新功能，工作人员通常会通过IT虚拟化以及应用软件化，使得网络功能实现快速引入。虚拟化技术的应用带来的管理智能化、功能软件化这一趋势，在很大程度上提供了移动核心网网络部署的灵活性。在虚拟化的网络环境中，网元演进可以为软件，能够在虚拟资源直接开展扩容、加载、缩容以及灵活调度，最终使得网络新功能的推出时间得以缩短。在选用硬件方面，移动核心网要选择通用硬件，使得设备能够实现统一化以及资源共享。在运行过程中，通过统一的自动化运维管理，使得运维管理质量与效率得以提升，在根据网络运行负载情况对系统进行扩容、缩容，避免能耗过多，为移动核心网实现可持续发展奠定坚实的基础。

4 移动核心网虚拟化的演进

由于网络虚拟化是网络未来的发展方向，移动核心网虚拟化引入的过程中，可以考虑从小规模或者特殊应用内部署、验证虚拟化的移动核心网。在此过程中可以从企业的物联网切入。首先可以对物联网中的相关数据信息进行特殊处理，通过设立单独APN的方式，启用虚拟化EPC承载相关业务。其次可以通过虚拟化技术针对业务情况灵活扩容、缩容，最终达到高效利用资源的目的。

在移动核心网虚拟化技术逐渐成熟的情况下，再考虑将该技术进行逐步推广应用，有规模的扩大移动核心网的应用范围。

首先，在移动核心网中，控制面的主要作用是处理相关信令和状态机计算，因此可以利用芯片以及通用服务器的计算性能进行完成。在将控制面虚拟化之后，需要引进硬件设备，不但堆叠设备才能满足信令要求。此外，还可以通过移动核心网的管理功能与编排功能，使得移动核心网实现自动化调动与部署，进而提高移动网络本身的自动化程度。基于此，我们可知在实现移动核心网虚拟化的过程中，第一阶段是要通过控制面网元实现虚拟化，对编排系统等进行集中管理，与传统移动网实现兼容。工作人员需要注意的是在推广过程中要始终结合实际情况，有计划的分阶段实施。从核心网的演进需求，虚拟化技术的成熟程度以及运动核心网的自身特点，分阶段对移动核心网虚拟化技术进行引进。以免对移动核心网的应用带来影响[5]。

其次，因为移动核心网中的通用服务器以及芯片存在用户数据转发等性能短板，因此在实现移动核心网虚拟化的过程中，需要充分考虑到转发性能需求，基于此，可以考虑在第二极端对移动核心网用户面网元实现虚拟化，对其转发性能不断优化，与传统网元实现兼容。

5 结束语

综上所述，在传统的移动网络中，一直以来都是低弹性、高可用的封闭系统，而网络虚拟化技术的出现与应用，使得传统思路被打破。移动核心网虚拟化技术的实现，使得核心网的敏捷性以及自动化管理不断提升，无论是部署周期还是扩容周期都在缩短，最终实现自动化、弹性灵活的移动网络，为移动运营商实现持续发展打下坚实的基础。