張 維 肖 鶴

網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實(shí)驗(yàn)室

0 引言

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)催生了一批全新的、前所未有的電信業(yè)務(wù)模式，也深刻影響著電信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)路徑。5G園區(qū)專網(wǎng)正待破繭而出，企業(yè)內(nèi)網(wǎng)改造已寫入國(guó)家信息行業(yè)“十四五”規(guī)劃，高質(zhì)量企業(yè)外網(wǎng)不斷得到驗(yàn)證，云網(wǎng)融合業(yè)務(wù)即將進(jìn)入深水區(qū)。新變革對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)提出了更全面、更敏捷、更智慧的要求。

運(yùn)營(yíng)商傳統(tǒng)BOSS系統(tǒng)嚴(yán)格來(lái)講不能稱之為“系統(tǒng)”，稱為“系統(tǒng)集群”更為恰當(dāng)。該系統(tǒng)集群由多個(gè)割裂的系統(tǒng)組成，開通一個(gè)業(yè)務(wù)需要手工分段開通若干網(wǎng)段，資源管理數(shù)據(jù)也不同步，因此面對(duì)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新挑戰(zhàn)顯得臃腫而乏力。正因如此，三大運(yùn)營(yíng)商都提出了新架構(gòu)云網(wǎng)融合BOSS系統(tǒng)的規(guī)劃。但由于現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)龐大復(fù)雜，歷史包袱沉重，而網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)不能有絲毫干擾，規(guī)劃落地之路必然面臨巨大困難，需要較長(zhǎng)的過(guò)渡期。

紫金山實(shí)驗(yàn)室綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)利用自建的國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、一站式科研試驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施——長(zhǎng)三角新型網(wǎng)絡(luò)、南京城域網(wǎng)、新型無(wú)損數(shù)據(jù)中心、自研司絡(luò)網(wǎng)絡(luò)控制器——開展創(chuàng)新技術(shù)研究和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用。一方面內(nèi)在需要開發(fā)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)資源管理，支撐示范應(yīng)用落地，另一方面也希望利用輕裝上陣的優(yōu)勢(shì)為業(yè)界重構(gòu)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)提供試驗(yàn)場(chǎng)，由此兼收并蓄，充分吸收業(yè)界經(jīng)驗(yàn)，初步建成了面向5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新型運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，可為業(yè)界發(fā)展提供借鑒。

1 縱向解耦、橫向融合、B&O一體的新型架構(gòu)

傳統(tǒng)系統(tǒng)大多各自獨(dú)立擁有一整套采集控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、業(yè)務(wù)應(yīng)用的功能模塊，各系統(tǒng)垂直縱向一體，系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)與邏輯、邏輯與界面緊耦合，這就造成系統(tǒng)可配置性差，對(duì)新業(yè)務(wù)、新網(wǎng)絡(luò)的需求快速支撐能力不足。尤其在5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，未來(lái)由于新業(yè)務(wù)的發(fā)展，5G園區(qū)專網(wǎng)將成為新的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，企業(yè)內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)深度交織，企業(yè)上云快速普及，勢(shì)必要求運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)具備靈活敏捷的配置能力。企業(yè)更加重視內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)的自主可控和數(shù)據(jù)安全，也將促使用戶側(cè)小型運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的普及，或由運(yùn)營(yíng)商提供系統(tǒng)服務(wù)。而傳統(tǒng)的煙囪式系統(tǒng)集群顯然無(wú)法滿足這一需求。

新型運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)目標(biāo)架構(gòu)為縱向解耦、橫向融合、B&O一體。系統(tǒng)由前臺(tái)、中臺(tái)、后臺(tái)和能力開放平臺(tái)四個(gè)部分組成，前臺(tái)、中臺(tái)、后臺(tái)縱向解耦、橫向融合，后臺(tái)提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)平臺(tái)、前臺(tái)提供若干能力中心+應(yīng)用場(chǎng)景；中臺(tái)即統(tǒng)一數(shù)據(jù)中臺(tái)，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、分析、訂閱等能力；能力開放平臺(tái)提供系統(tǒng)的管理、API控制等能力。如圖1所示。

圖1 新型運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)總體架構(gòu)

新型的系統(tǒng)架構(gòu)打破專業(yè)界限，實(shí)現(xiàn)了相近功能以原子化統(tǒng)一開發(fā)，系統(tǒng)統(tǒng)一登錄，應(yīng)用需求配置化實(shí)現(xiàn)。

2 實(shí)時(shí)洞察與感知資源全貌

資源管理提供存量管理、基礎(chǔ)管理、資源應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)資源的納管和動(dòng)態(tài)擴(kuò)展、資源的可視化管理，提供豐富的查詢、統(tǒng)計(jì)分析支撐運(yùn)營(yíng)管理，是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的核心能力之一。在傳統(tǒng)系統(tǒng)集群中，由于各系統(tǒng)是縱向垂直一體的，造成各系統(tǒng)重復(fù)采集資源信息，又因采集周期不同步導(dǎo)致數(shù)據(jù)不同步，無(wú)法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地開展資源管理。當(dāng)收到業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，需要人工復(fù)核各系統(tǒng)數(shù)據(jù)是否一致，確認(rèn)業(yè)務(wù)資源是否就緒。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)向互聯(lián)網(wǎng)模式趨近，提出了業(yè)務(wù)一鍵快速開通的要求。這就必然要求資源實(shí)時(shí)精確管理，且可端到端查詢、配置。在新型運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)這一能力的核心是兩個(gè)“統(tǒng)一”，其一是“統(tǒng)一采控”，其二是“統(tǒng)一數(shù)據(jù)中臺(tái)”。新架構(gòu)縱向解耦，統(tǒng)一采集平臺(tái)成為系統(tǒng)中資源信息的唯一來(lái)源；數(shù)據(jù)和邏輯解耦，所有數(shù)據(jù)都存入統(tǒng)一數(shù)據(jù)中臺(tái)，在數(shù)據(jù)中臺(tái)完成整理、分發(fā)、AI分析，供所有前臺(tái)應(yīng)用中心訂閱。

應(yīng)用中心訂閱數(shù)據(jù)時(shí)，將首先檢查該資源數(shù)據(jù)是否為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，再?zèng)Q定后續(xù)執(zhí)行流程。如該數(shù)據(jù)不需要按實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)使用則直接從數(shù)據(jù)中臺(tái)訂閱，如需按實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)使用則通過(guò)能開平臺(tái)調(diào)用后臺(tái)統(tǒng)一采集平臺(tái)能力，發(fā)起一次數(shù)據(jù)采集。統(tǒng)一采集平臺(tái)采得數(shù)據(jù)后北向?qū)懭虢y(tǒng)一數(shù)據(jù)中臺(tái)完成數(shù)據(jù)更新，數(shù)據(jù)中臺(tái)完成數(shù)據(jù)處理。應(yīng)用中心調(diào)用相關(guān)AI分析服務(wù)完成數(shù)據(jù)分析并訂閱該數(shù)據(jù)。具體如圖2所示。

圖2 資源管理流程

如上所述，新型運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了所有資源數(shù)據(jù)均為一個(gè)采集周期內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為業(yè)務(wù)一鍵開通、開通過(guò)程可視化奠定了基礎(chǔ)，提升了使用者實(shí)時(shí)掌握資源全貌的能力。

3 探索網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)駕駛

網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)駕駛是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的最終目標(biāo)，因質(zhì)量保障在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維中的優(yōu)先級(jí)最高，所以當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)駕駛的探索基本集中在故障管理領(lǐng)域。運(yùn)營(yíng)商有龐大、高效、強(qiáng)力的運(yùn)維隊(duì)伍，但垂直行業(yè)企業(yè)用戶的運(yùn)維能力相較而言比較薄弱，因此用戶對(duì)故障智能處理的需求更為強(qiáng)烈，是5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展中尤其需要重視的方向。

新型運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)以非硬件故障“自發(fā)現(xiàn)、自定位、自處理、自恢復(fù)”（以下稱“4自”）為目標(biāo)，探索示范應(yīng)用運(yùn)維保障中的故障智能處理。其流程如圖3所示，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)采集到故障告警，完成告警壓縮和根因分析，匹配根因特征，如滿足“4自”特征則調(diào)用統(tǒng)一控制平臺(tái)按流程自動(dòng)排障，如不匹配則轉(zhuǎn)人工工單。

圖3 “4自”智慧排障流程

因此故障特征庫(kù)是“4自”處理的核心，特征庫(kù)的建立經(jīng)驗(yàn)上依賴專家知識(shí)庫(kù)，技術(shù)上可依托知識(shí)圖譜、大數(shù)據(jù)分析、AI算力、機(jī)器學(xué)習(xí)等，其中專家知識(shí)庫(kù)是基礎(chǔ)。

故障智能處理的下一階段目標(biāo)是故障自預(yù)測(cè)，有待進(jìn)一步研究。

4 業(yè)務(wù)開通過(guò)程可視化

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)存在顯著差異，其一業(yè)務(wù)產(chǎn)品不再是生產(chǎn)的輔助工具而是直接工具，其二業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能，如帶寬、時(shí)延、確定性、可靠性、安全性極度敏感，兩者共同作用下，用戶的關(guān)注焦點(diǎn)自然地從產(chǎn)品延伸到網(wǎng)絡(luò)。因此5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)前所未有地將業(yè)務(wù)產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)緊密連接在一起提供給用戶，用戶也前所未有地關(guān)注業(yè)務(wù)產(chǎn)品后面的網(wǎng)絡(luò)資源。用戶從訂購(gòu)產(chǎn)品的一刻起就迫切希望獲知產(chǎn)品包含了后臺(tái)哪些網(wǎng)絡(luò)資源，哪些網(wǎng)元為自己提供服務(wù)，承載業(yè)務(wù)的鏈路拓?fù)?，網(wǎng)絡(luò)性能是否滿足業(yè)務(wù)要求，業(yè)務(wù)開通過(guò)程中哪些資源已經(jīng)被激活、哪些等待激活等等，可以稱為“電信產(chǎn)品可視化”。

在傳統(tǒng)BOSS系統(tǒng)中，由于前述原因，用戶無(wú)法實(shí)時(shí)獲取上述信息，即使在專門服務(wù)大客戶的“大客戶網(wǎng)管”中也難以做到過(guò)程可視化、鏈路可視化。在新型運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中，由于解決了資源數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性和唯一性問(wèn)題，打通了業(yè)務(wù)側(cè)和網(wǎng)管側(cè)，具備了向用戶可視化呈現(xiàn)開通過(guò)程的條件。

5 結(jié)束語(yǔ)

新型運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)是運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)在5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代發(fā)展的有益探索，驗(yàn)證了縱向解耦、橫向融合、B&O一體新型架構(gòu)的可行性，能夠滿足綜合性、一站式、大規(guī)?？蒲性O(shè)施的運(yùn)營(yíng)需要，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用提供強(qiáng)大支撐，實(shí)現(xiàn)了綜合試驗(yàn)平臺(tái)全生命周期服務(wù)。