朱进磊 中兴通讯5GC系统架构师
核心网在公有云部署的可行性和收益分析
随着企业对于业务敏捷性需求的增加、专用硬件成本的敏感性、公有云安全性信任度的增高，越来越多的企业把自己的业务迁移到公有云上。传统的电信级核心网业务一般都部署在运营商的自建机房，核心网设备云化以后也仍然运行在运营商自建的电信私有云上。随着公有云的普及和成熟，部分运营商出于对新业务的探索或者降成本动机，希望利用混合云的方式把一部分核心网业务部署在公有云上。
图1 混合云部署电信业务
核心网部分网元使用公有云部署，可以为运营商带来不少的收益。
l 减少运营商的一次性投资支出，比如机房建设、计算/网络/存储硬件和云化软件的一次性购买和建设。把一次性支出，拉长为按年使用付费。
l 运营商可按需购买，话务低谷释放资源节约开销；
l 减少运营商基础设施的建设周期，能充分利用现有成熟的公有云提供商，加快云化网络的建设；
l 减少运营商运维人员的支出，使用公有云提供商的相关服务来实现基础设施的运维管理；
l 公有云提供商的硬件产品周期有固定的、按年的。使用公有云，可以快速使用到最新最先进的硬件能力，同时公有云提供商会鼓励使用新硬件的虚拟机，一般同等规格条件下，新硬件的VM要比老硬件的VM价格折扣更多；
l 公有云提供商，提供了较多的SaaS业务，核心网网元可以按需使用成熟的SaaS服务；
l 核心网和公有云的IoT平台就近部署，提升客户体验；
中兴通讯核心网VNF已经在公有云部署场景，做了很多的探索尝试，并已经在AWS、ALIYUN等主流公有云上成功部署核心网VNF。
中兴通讯核心网公有云部署实践
中兴通讯核心网面向云原生设计，使用微服务架构和容器技术，将核心网解耦为细粒度的微服务，按需编排实现网元功能。微服务使用轻量化容器技术承载，实现更高效的资源利用和更快速部署。同时各微服务容器在计算和数据分离架构的加持下，可平滑快速的实现水平弹性。
中兴通讯核心网基于TECS OpenPalette（电信级容器平台）来实现容器的编排部署，对基础设施环境有广泛的适配性。中兴通讯核心网可以部署在电信中心云、边缘云、公有云等多种云化资源池之上。
图2 面向云原生的中兴通讯5GC
中兴通讯核心网提供混合云的解决方案，支持运营商本地电信云和公有云相结合来建设核心网的基础设施。运营商可以把网管、转发面、用户数据管理等对安全和数据时延有较高要求的网元，部署在本地电信云中。同时把部分控制面核心网网元直接部署在公有云上，从而节省对应的硬件和对应的运维费用。
中兴通讯核心网在AWS公有云的实践方案如图2所示，运营商本地电信云和AWS VPC，通过IPSec VPN隧道和直连专线两种方式相互连通，中兴通讯的MANO/EMS统一管理本地电信云网元和公有云网元。
图3 中兴通讯5GC在AWS上部署
在AWS VPC中，面向云原生的中兴通讯5GC，基于多个不同规格的EC2实例完成了部署运行，并使用了VPC的IGW、NAT、Router、VPNGW等网络服务，和电信云中部署的网元协同工作。
实践结果表明，中兴通讯5GC和公有云的计算/存储/网络资源可以很好契合，可跟随话务的变化，快速完成资源和业务弹性伸缩。
核心网公有云部署挑战与机遇并存
运营商和设备商在使用公有云大规模商用部署核心网时，仍然会面临着一些挑战。
l 公有云无统一标准，每家公有云提供商的服务规格、API接口和虚拟资源类型等均不相同，且跨公有云迁移成本很高，运营商和公有云运营商难以解耦；
l 公有云相对于私有电信云，面临着更多的安全问题（攻击面和攻击类型不固定），尤其是0 day的meltdown和spectre这样攻击，在公有云这样的开放系统中防护困难；
l 公有云是集中建设，站点数量有限，甚至于跨国跨洲建设，中间的传输网承载网较复杂，网络时延对无线切换成功率会有较大影响。
核心网公有云部署挑战与机遇是并存的，但总体机遇是大于挑战的。利用公有云的成熟基础设施，可以加快运营商的核心网建议部署；借助于公有云上众多的SaaS服务，运营商的增值业务也能快速上线，让网络连接和业务应用就近相融。
中兴通讯愿意与公有云提供商、运营商、行业伙伴一起携手解决挑战，紧抓机遇，探索核心网在公有云部署上的创新实践，为未来的核心网建设提供更多选择，使能全行业的数字化转型。
