張 梅
(陽(yáng)泉師范高等??茖W(xué)校,山西 陽(yáng)泉 045000)
當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速擴(kuò)展的環(huán)境下,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及新型信息技術(shù)均得到了廣泛的應(yīng)用,使得無(wú)限移動(dòng)通信的數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)持續(xù)上升的狀態(tài)。這種情況使市面上不斷推出各類新型智能業(yè)務(wù),而新型智能業(yè)務(wù)需要在更便捷、更高效的無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)的前提條件下才能實(shí)現(xiàn)有效應(yīng)用。而5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的研發(fā),能在傳統(tǒng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行有效整改與融合,同時(shí)將全新的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完全結(jié)合到傳統(tǒng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中,在確保網(wǎng)絡(luò)靈活性、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備容量、運(yùn)行效率以及時(shí)延等性能的同時(shí),為廣大用戶提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。但由于近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)用戶的數(shù)量急速上升,導(dǎo)致對(duì)多項(xiàng)相關(guān)業(yè)務(wù)以及網(wǎng)絡(luò)流量輸出提出了更高的需求,這種情況在一定程度上為5 G技術(shù)的創(chuàng)新與性能完善帶來(lái)了更多的難題。由此,本文通過(guò)分析SDN技術(shù)與NFV技術(shù)所具備的優(yōu)勢(shì),論述在創(chuàng)新5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中使用SDN技術(shù)與NFV技術(shù)的好處,分析SDN技術(shù)與NFV技術(shù)在5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的應(yīng)用原理,探討SDN技術(shù)與NFV技術(shù)在5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的創(chuàng)新應(yīng)用。
SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò))具有控制軟件與轉(zhuǎn)發(fā)資源等特點(diǎn),這代表著該技術(shù)能夠?qū)⒖刂七壿嬘行Ъ?。除此之外,SDN技術(shù)所具備的控制器能夠及時(shí)捕捉到全網(wǎng)落的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)表、網(wǎng)絡(luò)的全局靜態(tài)拓?fù)?、故障狀態(tài)以及資源利用效率等相關(guān)信息,并且能夠根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)需求將資源進(jìn)行統(tǒng)一優(yōu)化以及調(diào)配(見(jiàn)圖1)。圖1所示中傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的鏈路負(fù)載不均衡,而SDN網(wǎng)絡(luò)鏈路對(duì)流量負(fù)載能均衡轉(zhuǎn)發(fā)。
圖1 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與SDN網(wǎng)絡(luò)鏈路負(fù)載情況
SDN的南向結(jié)構(gòu)具備一定的開(kāi)發(fā)性與統(tǒng)一性,能夠避免物力轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備運(yùn)行中存在的差異性,從而實(shí)現(xiàn)軟件與硬件之間的有效解耦。不僅如此,當(dāng)實(shí)現(xiàn)物理網(wǎng)絡(luò)與邏輯網(wǎng)絡(luò)之間的有效分隔之后,邏輯網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)相關(guān)束縛的有效突破,并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用需求,做出對(duì)應(yīng)的遷移與調(diào)配。另外,邏輯網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過(guò)程中,能夠根據(jù)用戶對(duì)共享模式的需求,提供對(duì)應(yīng)的技術(shù)支撐,以此確保用戶能夠獲得更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體驗(yàn)。
由于SDN技術(shù)所含有的南北向接口具有規(guī)范化的特點(diǎn),因此其能夠起到支撐軟件應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)集成的作用,在開(kāi)放接口的過(guò)程中,能夠結(jié)合對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求的反映,提供對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和相關(guān)資源。另外,由于該技術(shù)不會(huì)受到專用硬件設(shè)備的限制,因此,在接口開(kāi)放的同時(shí),網(wǎng)絡(luò)用戶能夠自由開(kāi)發(fā)新型的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù),并順利使用相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源,在極大程度上縮短了新型網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的適應(yīng)時(shí)間[1]。
NFV(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)技術(shù)屬于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的核心技術(shù),NFV技術(shù)能夠在使用虛擬化模式的同時(shí),應(yīng)用相關(guān)服務(wù)器設(shè)備將傳統(tǒng)的移動(dòng)通信設(shè)備完美取代。并在解耦軟件與硬件的同時(shí),實(shí)現(xiàn)真正意義上的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)虛擬化。
由于NFV技術(shù)所包含的網(wǎng)路功能具備一定的軟件化優(yōu)勢(shì),因此能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能以及新型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的有效支撐與創(chuàng)新,同時(shí)能夠適用于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、固定網(wǎng)絡(luò)以及全部數(shù)據(jù)信息的控制平面功能。另外,該技術(shù)能夠有效強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)資源配置與自動(dòng)化管理的便捷性、創(chuàng)新性與伸縮性。
將NFV技術(shù)應(yīng)用到5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中,能夠確保相關(guān)移動(dòng)業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)或是更新脫離傳統(tǒng)硬件的支撐,在實(shí)現(xiàn)軟件假造的同時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)發(fā)成本以及周期的有效較少,并且能夠減少所需要的硬件設(shè)備數(shù)量,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)支出成本的有效控制。
通過(guò)應(yīng)用NFN技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)硬件功能與軟件功能的解耦,且能夠保證網(wǎng)絡(luò)彈性得到有效提升,以此降低在調(diào)配硬件時(shí)花費(fèi)的時(shí)間,從而實(shí)現(xiàn)配置系統(tǒng)在根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求的前提下進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)部署,進(jìn)而提升網(wǎng)絡(luò)配置系統(tǒng)的工作效率[2]。
要想有效部署高級(jí)軟件和硬件設(shè)備,就必須全面借助具備開(kāi)放性的SDN技術(shù)與NFV技術(shù),以此實(shí)現(xiàn)對(duì)高成本設(shè)備的有效替代。隨著社會(huì)面貌的日益更新,有關(guān)硬件設(shè)備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越規(guī)范化,且加上現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)功能所包含的虛擬性持續(xù)加強(qiáng),使互聯(lián)網(wǎng)的整體發(fā)展與運(yùn)行更為廣泛。在這樣的背景下,當(dāng)代移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商能夠有效擺脫依靠傳統(tǒng)軟件進(jìn)行升級(jí)的方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)相關(guān)應(yīng)用軟件的全面革新,同時(shí)確保運(yùn)營(yíng)商在創(chuàng)新5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的過(guò)程中所花費(fèi)的成本能夠得到有效降低,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)創(chuàng)新的集中化管理。除此之外,通過(guò)使用SDN技術(shù)與NFV技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全網(wǎng)流量的有效控制,且控制過(guò)程更具便捷性與靈活性,以此實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源使用效率的有效提高,從而縮短新型網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的部署與開(kāi)發(fā)周期,進(jìn)而使5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)得到有效創(chuàng)新。
在創(chuàng)新5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的過(guò)程中,通過(guò)應(yīng)用SDN技術(shù)與NFV技術(shù),能夠確保網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)面與控制面板的有效分離,在保留相關(guān)網(wǎng)絡(luò)硬件底層功能的同時(shí),使網(wǎng)絡(luò)硬件的上層功能實(shí)現(xiàn)集中化,從而確保網(wǎng)絡(luò)功能與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用得到全面程序化。
SDN技術(shù)與NFV技術(shù)具有較強(qiáng)互補(bǔ)性,二者之間不僅能夠?qū)崿F(xiàn)有效融合,同時(shí)能夠確保各自結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性。由此,當(dāng)二者聯(lián)合使用時(shí),能夠確保將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)從專用位置與硬件設(shè)備中分離出來(lái)[3]。
SDN技術(shù)與NFV技術(shù)均屬于5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù),二者之間具有互補(bǔ)性,在實(shí)現(xiàn)有效配合的同時(shí),還能確保各自結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性。要想有效強(qiáng)化5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的部署能力,應(yīng)將SDN技術(shù)與NFV技術(shù)聯(lián)合使用到構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的過(guò)程中。通過(guò)使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)無(wú)線資源的全面優(yōu)化,在明確SDN技術(shù)與NFV技術(shù)主要功能的前提基礎(chǔ)上,利用SDN技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)發(fā)的有效控制,利用NFV技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)部署效率以及傳輸性能等方面的互相操作,并在減少運(yùn)營(yíng)管理流程的同時(shí),使網(wǎng)絡(luò)容量得到有效降低,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)在5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的有效融合。
SDN技術(shù)與NFV技術(shù)均屬于創(chuàng)新5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重要技術(shù),隨著網(wǎng)絡(luò)用戶人數(shù)的迅速增加,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)流量以及設(shè)備的使用量也大量增加,這對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源管理以及運(yùn)行效率等多方面的發(fā)展提出了更高的需求。5 G技術(shù)是一種由集合大數(shù)據(jù)、與計(jì)算等多項(xiàng)技術(shù)結(jié)合為一體的綜合性網(wǎng)絡(luò),相較于現(xiàn)有的4 G技術(shù),其在網(wǎng)絡(luò)功能方面擁有更強(qiáng)的擴(kuò)展延伸性以及更高的傳輸效率。將SDN技術(shù)與NFV技術(shù)聯(lián)合部署與5 G移動(dòng)通信核心網(wǎng)絡(luò)中,能在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的同時(shí),滿足5 G移動(dòng)通信的需求。例如:通過(guò)快捷高效的進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)部署服務(wù),以此實(shí)現(xiàn)更高水平的動(dòng)態(tài)重新配置與網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化;在分隔用戶平面與控制平面的同時(shí),對(duì)獨(dú)立部署提供可靠支撐;在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的過(guò)程中,能夠滿足5 G移動(dòng)通信將物理實(shí)體轉(zhuǎn)化為物力功能的需求,從而使網(wǎng)絡(luò)功能更具模塊化與軟件化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與網(wǎng)絡(luò)資源的有效優(yōu)化與調(diào)配。
在時(shí)代日益更新的背景影響下,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)得到了廣泛的使用,傳統(tǒng)的短信、語(yǔ)音等服務(wù)均受到了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的侵蝕與沖擊。因此,移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商應(yīng)采取有效的改進(jìn)方案加強(qiáng)對(duì)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的升級(jí)與創(chuàng)新,而SDN技術(shù)與NFV技術(shù)便是互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展的過(guò)程中出現(xiàn)的重要成果。隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展,龐大的網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)使用情況等均成為了5 G技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中需攻克的重要難題。只有提高快速部署新服務(wù)的效率,并完善網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)重新配置與網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化,能夠更全面的滿足5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求。另外,隨著網(wǎng)絡(luò)用戶人數(shù)的迅速增加,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能模板化、用戶平面與控制平面的獨(dú)立運(yùn)行與部署等均成為了5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的重要發(fā)展需求[4]。
SDN技術(shù)與NFV技術(shù)均屬于5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù),二者之間具有互補(bǔ)性,在實(shí)現(xiàn)有效配合的同時(shí),還能確保各自結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性。將上述兩種技術(shù)同時(shí)應(yīng)用到5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的創(chuàng)新中,能夠有效強(qiáng)化底層網(wǎng)絡(luò)對(duì)上層網(wǎng)絡(luò)需求的響應(yīng)速度,同時(shí)確保上層網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用能夠更好的滿足用戶的需求。將SDN技術(shù)與NFV技術(shù)融合應(yīng)用到5 G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)創(chuàng)新中,能夠更好的促進(jìn)5 G技術(shù)的開(kāi)放性與創(chuàng)新性,以此滿足當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件的相關(guān)需求。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器在整體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中起到的主要作用,是為了實(shí)現(xiàn)將無(wú)線資源的有效優(yōu)化。使用SDN技術(shù)的控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)流量以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的有效控制和轉(zhuǎn)發(fā),而NVF技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的虛擬化。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通過(guò)SDN技術(shù)實(shí)現(xiàn)分離與控制,以此在提升傳輸性能、簡(jiǎn)化互操作性的同時(shí),使網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)部署效率得到有效強(qiáng)化。SDN技術(shù)與NFV技術(shù)在5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面:
5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通過(guò)使用SDN技術(shù)與NFV技術(shù),能夠?qū)o(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)動(dòng)。一般來(lái)說(shuō),在借助無(wú)線網(wǎng)絡(luò)分片的前提基礎(chǔ)上,能夠確保RAN網(wǎng)絡(luò)、傳輸網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用到正常的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)容量出現(xiàn)急劇上升的情況或是發(fā)生嚴(yán)重安全事件時(shí),可使用SDN技術(shù)的控制其或是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器,在提前預(yù)設(shè)的情況下,對(duì)相關(guān)設(shè)備傳遞規(guī)則,從而起到重新配置無(wú)線資源以及網(wǎng)絡(luò)資源的作用,進(jìn)而降低網(wǎng)絡(luò)安全事件的發(fā)生率。
在5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的創(chuàng)新過(guò)程中使用SDN技術(shù)與NFV技術(shù)的關(guān)鍵作用在于這兩種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件與軟件的有效解耦,以此在保留網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)功能的同時(shí),使網(wǎng)元設(shè)備各功能能夠從專有硬件之中分離出來(lái)。同時(shí),將SDN控制器用作應(yīng)用程序,并將其集中部署與網(wǎng)絡(luò)操控系統(tǒng)中,以此實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)面與王闊設(shè)備控制的有效分離,進(jìn)而促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化。另外,各類網(wǎng)絡(luò)功能需求均可通過(guò)應(yīng)用軟件得以實(shí)現(xiàn),使用SDN的標(biāo)準(zhǔn)化接口,同時(shí)將NFV服務(wù)器上進(jìn)行操作,在實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源與網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制。
傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中具有一定的封閉性,且該運(yùn)行狀態(tài)常出現(xiàn)無(wú)序的情況,這種情況導(dǎo)致傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中,存在功能沖突的問(wèn)題。通過(guò)使用NFV技術(shù)中的X86硬件以及網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效完善,同時(shí),使用SDN技術(shù)的功能抽象以及軟硬件解耦,能使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能突破傳統(tǒng)硬件帶來(lái)的限制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)新型業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)速度的有效推進(jìn),以此實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)靈活性與擴(kuò)展性的有效提升[5]。
綜上所述,隨著5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷研究發(fā)展,其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸容量得到了進(jìn)一步強(qiáng)化,以此確保廣大網(wǎng)絡(luò)用戶在今后能夠享受到更高質(zhì)量的體驗(yàn)。站在現(xiàn)階段移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展角度看,5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展與人們的生活均有著重大現(xiàn)實(shí)意義,在未來(lái)必定成為移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)中最受歡迎的技術(shù)之一。除此之外,5 G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在使用過(guò)程中,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行Э刂坪头蛛x,這代表著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的利用效率會(huì)得到進(jìn)一步提高,且能夠延伸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用壽命,這為今后的技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了更多可能性。