面向云网融合业务的网络编排系统实现与研究

王建宏 郭建波 王 燕 张 臻

中国移动通信集团江苏有限公司

0 引言

随着移动通信快速发展，用户对于网络服务的灵活性和开放性要求越来越高。网络功能虚拟化（NFV）、软件定义网络（SDN）等技术的出现，加快了网络技术架构的革新，推动了网络向虚拟化、软件化发展，加速了网络对自动化管理和集中化调度的要求。

运营商传统网络能力的开通依赖于多个割裂的系统，手工分段开通省内传输段、云专网段和云内网络，开通周期较长，客户体验差，运维周期较长，难以支撑市场对于网络的高质量要求。为更好地服务客户和业务，面向云网融合业务的网络编排系统，为其提供自助、自动的业务开通能力以及运行时的自动控制能力，网络编排系统充分利用NFV、SDN技术，实现网络的自动化部署和自动化调整以及业务的自动开通和自动保障。

云计算产业的不断发展催生了企业上云的需求，云网融合已经成为各大运营商的核心发展战略。针对云网融合业务，网络编排器的引入可面向多专业提供网络就绪、业务配置自动化能力。

1 云网融合业务整体架构

云网融合是云计算和网络的深度融合，为更好地满足客户上云需求，推动整个社会的数字化转型，云计算和网络互为支撑，相互借鉴。一方面网络资源的优化需要借鉴云计算的理念，另一方面云计算业务的大力开展需要网络为其提供强大的支撑能力。

云网融合业务通常包含云侧业务和网络侧业务。为实现云网融合业务的一体化开通，云网业务编排模块的引入实现了云侧业务和网络侧业务的集中调度，并支撑实现业务开通流程的全程贯通。值得注意的是，网络侧业务的快速开通是云网融合业务开通过程中极为关键的一环，网络编排系统的引入可以实现IP SC、传输网、无线网和核心网的能力标准化，实现跨专业网络端到端的编排。另外，网络编排系统可将这些能力进行统一封装，然后供上层云网业务编排模块调用，为上层提供网络服务能力，支撑网络侧业务的快速开通，实现业务自动化配置。

2 网络编排系统功能架构

面向云网融合业务，网络编排器承接云网业务编排下发的需求，通过建立不同的资源模板和流程模板，支撑各类云网融合业务网络侧的编排和自动化开通。

网络编排系统包含云网网络编排器和切片网络编排器两部分。云网网络编排器负责云专网以及各类云专线省内延伸段的编排。切片网络编排器负责5G切片的设计和全生命周期管理，为5G方式上云提供支撑。网络编排系统可实现的功能如下：

（1）能力开放：通过北向接口向上层提供网络服务接口，承接云网业务编排模块下发的网络拉通需求。

（2）设计管理：设计人员利用模型设计工具，将下层各域控制器提供的原子能力组装成各类网络业务通用模板。

（3）编排管理：对云专线、云互联和网络切片业务统一编排下发，自动化、一站式网络拉通。

（4）适配管理：对接各域SC和NSSMF，向IP-SC、NSSMF下发配置需求，实现端到端网络业务拉通。

（5）第三方系统对接：与资源管理系统对接实现专线省内段开通，与集团配置系统对接实现配置审核。

3 云网网络编排器

云网网络编排器聚焦于云专网段的自动拉通，以及实现各种入云专线省内延伸段的开通。

“端到端网络编排”利用中国移动的各种基础设施，构建面向客户（外部或内部）的具备一定隔离性、SLA保障的虚拟专用网，负责拉通网络的各专业，为客户提供尽可能自助的、自动的虚拟专用网开通服务，以及网络运行过程中端到端网络的实时、自动控制。

“虚拟专用网”负责把客户部署在云中的应用通过各种方式从接入点点对点拉通，形成一张专用网络。

客户的接入点1：通过无线网接入专用网，可以是客户的站点，也可以是使用客户业务的普通手机用户；可以通过5G切片方式，也可以是APN方式，5G切片方式可以提供端到端的、更好的SLA（Service-level Agreement）保障。

客户的接入点2：通过各种IP接入专用网，可以是互联网专线接入，也可以是通过PTN/OTN传输接入，或者PON、WiFi接入，与企业的云端应用形成一张专网。

客户的接入点3：通过传输接入专用网，通过传输专线建立本接入站点与该客户的其它接入站点之间的专网。

客户的应用系统：部署在云中，与各接入站点之间形成一张虚拟网络，通过DCI建立专网。

3.1 云专线开通

云专线开通涉及网络侧的业务主要包含云专网段的开通和省内延伸段的开通。云网网络编排器接收到由云网业务编排模块下发的网络侧业务开通请求，将该请求分解为云专网段开通请求和省内延伸段开通请求。

云网网络编排器根据云专网段开通请求，匹配网络模板，调用IP SC进行云专网网络配置。待云专网段开通成功后，云网网络编排器将该结果反馈至云网业务编排模块。

云网网络编排器对接资源管理系统进行省内段传输配置拉通，省内段开通成功后，资源管理系统将省内段开通结果反馈至云网网络编排器，云网网络编排器同步开通结果至云网业务编排模块。

3.2 云互联开通

云互联开通网络侧的业务主要包含云专网段的开通。云网网络编排器接收到由云网业务编排模块下发的网络侧业务开通请求，并根据云专网段开通请求匹配网络模板，调用IP SC进行云专网网络配置。待云专网段开通成功后，云网网络编排器将该结果反馈至云网业务编排模块。

4 切片网络编排器

切片网络编排器对接无线网、传输网和核心网各子域NSSMF（Network Slice Subnet Management Function）实现切片的开通。切片开通主要包含以下几个关键步骤：

云网业务编排模块向切片网路编排器发送切片勘察请求，切片网络编排器对请求的合法性进行校验，解析通用网络切片模板（GST）转换成ServiceProfile，并进入规划设计阶段；切片网络编排器完成核心网、无线网和传输网三个子域的规划设计和勘察。待勘察结束后反馈勘察结果至云网业务编排模块。

若勘察结果满足，云网业务开通模块向切片网络编排器发送开通请求，切片网络编排器完成各子域详设文件、配置脚本上传，并完成数据审核，然后分域进行子切片实例化，待各子域子切片实例化完成后，切片网络编排器激活切片实例，切片实例化完成后，切片网络编排器向云网业务开通模块反馈切片开通结果。如图1所示。

图1 切片业务开通架构图

4.1 核心网切片开通

核心网NSSMF实例切片的开通可通过核心网专业编排器进行拉通。核心网NSSMF将核心网网络子切片模板（NSST）的资源需求映射为相应的网络服务描述（NSD），并开始网络功能虚拟化（NFV）实例化，同时将NSST的业务需求转化为业务参数下发给核心网OMC（Operation and Maintenance Center）。核心网OMC将子切片的业务参数转化为网元的业务配置下发给网元，实现核心网段的开通。如图2所示。

图2 核心网切片开通流程图

4.2 无线网切片开通

无线网NSSMF实例切片的开通可通过无线网专业编排器进行拉通。无线网NSSMF承接上层编排系统下发的无线切片子网模板以及分解到无线的SLA需求，并将其转换为网元参数，通过无线OMC转化为网元具体的配置并下发至无线网元，进行无线网元的配置，完成无线网段的开通。如图3所示。

图3 无线网切片开通流程图

4.3 传输网切片开通

传输网NSSMF实例切片的开通可通过传输网专业编排器进行拉通。传输网NSSMF承接上层编排系统下发的传输切片子网模板以及分解到传输的SLA需求，并将其转换为网元参数，通过传输EMS转化为网元具体的配置并下发至传输网元，进行传输网元的配置，完成传输网段的开通。如图4所示。

图4 传输网切片开通流程图

5 云网融合5G云专线试点

5G云专线作为云网融合体系的一部分，充分验证了5G云专线组网方案技术可行，时延、丢包、抖动、速率及业务质量等指标完全满足客户需求。5G云专线试点结果显示，互联网类云专线最优，5G加速云专线次之，5G非加速云专线最末，符合预期结果。相比于互联网类云专线，5G云专线具备灵活组网、随时随地接入的优势，能够有效解决“最后一公里”问题，满足客户侧移动性设备自主接入需求。

互联网类云专线：客户侧利用互联网专线接入，通过上联CMNET与移动云建立IPsec隧道，最终实现用户互联网专线入云。

5G非加速云专线：客户侧利用5G无线接入，通过5G UPF转至CMNET网络，与移动云建立IPsec隧道，最终实现用户5G专线入云。

5G加速云专线：客户侧利用5G无线接入，通过5G UPF转至云专网，与移动云建立IPsec隧道，最终实现用户5G专线加速入云。

6 结束语

网络编排系统包含云网网络编排器和切片网络编排器，为不同垂直行业提供不同的、相互隔离、功能可定制的网络服务，实现客户化定制的网络切片的设计、部署和运维。各域可以在功能场景、设计方案上独立进行裁剪。云网网络编排器实现云专网和各类入云专线省内延伸段的拉通，为云网融合业务提供强大地网络支撑能力，实现网络侧业务的自动化拉通。切片网络编排器实现5G切片的设计和全生命周期管理，为客户以5G方式入云提供机遇，更好地丰富云网融合产品。