復(fù)位、拔插、倒換、換板、看看傳輸是否有問題、先切換到備用模塊、跟蹤一下信令……C&C08，32模，128模，軟交換，NGN，SoftX3000……這些熟悉的“通信黑話”是否已經(jīng)讓你夢回那些年核心網(wǎng)運維的日子？
從窄帶交換、NGN到2G、3G、4G、5G時代，我們見證了核心網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，也目睹了各代設(shè)備你方唱罷我登場于機房，更收獲了一框框滿滿的核心網(wǎng)運維回憶。
那你否還記得這些年來核心網(wǎng)運維都經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展變遷？是否也在展望今天5G時代又會出現(xiàn)怎樣的景象？嗯，我們今天就來聊聊核心網(wǎng)運維那些事吧。
前世篇：我從哪里來？
還有人記得曾經(jīng)風(fēng)靡一時的華為拳頭產(chǎn)品C&C08交換機嗎？這個時代稱為窄帶交換時代，交換設(shè)備由各個功能模塊通過內(nèi)部協(xié)議集于一體，且處理業(yè)務(wù)單一，只處理語音業(yè)務(wù)。
在那個時代，交換設(shè)備都集中部署于中心機房，運維人員就值守在一排排設(shè)備旁邊，稱為近端運維，平時的工作主要是通過操作維護終端進行MML配置，查看告警，統(tǒng)計指標(biāo)等，頭頂上還有一個告警箱，一旦設(shè)備有告警就會發(fā)出刺耳的聲音響徹整個機房。
隨著通信技術(shù)從傳統(tǒng)電路交換向分組交換發(fā)展，以及業(yè)務(wù)從單一的語音向語音、視頻和數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù)發(fā)展，傳統(tǒng)窄帶交換機已無法滿足人們不斷增長的通信需求了，核心網(wǎng)開始進入以軟交換為基礎(chǔ)的NGN時代。
NGN是一個“融合”的產(chǎn)物，即傳統(tǒng)電路交換和分組交換技術(shù)之間融合，傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)和新興IP業(yè)務(wù)之間融合，也是一種被“拆分”的分布式架構(gòu)，即把傳統(tǒng)內(nèi)部協(xié)議集于一體的產(chǎn)品形態(tài)分解為多個功能獨立的部件，部件間通過標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議通信，且各個部件可以部署在不同的機房或者不同的城市。比如，華為NGN產(chǎn)品就將傳統(tǒng)交換板、用戶框和中繼框等集于一體的產(chǎn)品形態(tài)，拆分為核心控制設(shè)備SoftX3000、媒體網(wǎng)關(guān)AMG、中繼網(wǎng)管媒體網(wǎng)關(guān)TMG/通用媒體網(wǎng)關(guān)UMG等多個部件。這就是大家耳熟能詳?shù)?ldquo;信令與媒體相分離”、“承載與控制相分離”。
在這種架構(gòu)下，一方面，各個網(wǎng)絡(luò)部件可以來自不同的廠商，運營商可以從多廠商采購設(shè)備組網(wǎng)；另一方面，核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也從集中式向分布式演進，比如，SoftX3000部署于中心機房，而位于邊緣接入層的AMG可拉遠部署于離用戶更近的位置。
NGN分層架構(gòu)
這些改變對網(wǎng)絡(luò)運維提出了新要求。首先，由于AMG等下沉到邊緣，無法近端運維，需向遠端運維演進，要求網(wǎng)管系統(tǒng)能對整個分布式網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)集中告警采集和監(jiān)控；其次，由于網(wǎng)絡(luò)中存在多廠家設(shè)備，要求能快速定界確定哪個廠家的哪個設(shè)備部件出現(xiàn)了問題。為此，華為網(wǎng)管產(chǎn)品N2000應(yīng)運而生，能提供集中的性能監(jiān)控和告警管理，統(tǒng)一的拓?fù)涔芾?，一致的配置和維護手段等功能。
軟交換真方便啊，讓運營商與整個業(yè)界初次嘗到了“拆分”的甜頭——分布式架構(gòu)擺脫了傳統(tǒng)集中式部署的束縛，設(shè)備想放哪里就放哪里；分層架構(gòu)讓網(wǎng)元功能各司其職、分工明確；統(tǒng)一管控讓操作維護更簡單；運營商還能從多廠家采購設(shè)備，提升了議價權(quán)。
于是，接下來隨著移動業(yè)務(wù)飛速發(fā)展，行業(yè)進入固移融合時代，軟交換架構(gòu)被移植到了移動網(wǎng)絡(luò)中，SoftX3000被進一步拆解為面向移動網(wǎng)絡(luò)的MsoftX3000和面向固定網(wǎng)絡(luò)的SoftX3000，實現(xiàn)了一個核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)為固話和手機同時提供服務(wù)。
這又是一次“融合”與“拆分”相結(jié)合的演進。一方面，“拆分”停不下來，比如計費模塊和數(shù)據(jù)庫被進一步拆分出來；另一方面，“融合”不斷，固網(wǎng)和移動融合，CS電路交換與PS分組交換進一步融合。
但這樣不斷的“融合”和“拆分”，讓運維工作更難了，核心網(wǎng)的網(wǎng)元越來越多，來自不同廠商的設(shè)備越來越多，業(yè)務(wù)類型越來越多，涉及的專業(yè)也越來越多，運維變得更加復(fù)雜，比如，要適配多個版本和網(wǎng)元類型，要是適配包穩(wěn)定度不高，需頻繁地跑到不同的地方打補丁，批量打補丁，使得維護工作量更大。同時，核心網(wǎng)網(wǎng)管中心也變成了一個龐大的組織，要對每個運維人員的權(quán)限進行分權(quán)分域，讓不同的人做不同的操作，管理不同的設(shè)備。
盡管運維越來越復(fù)雜，但“拆分”仍然停不下來。從固網(wǎng)到3G時代，電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都是廠家專門定制的專用設(shè)備，軟硬件垂直一體化，設(shè)備功能單一，運營商覺得專用硬件太貴了，而且慣性的認(rèn)為軟件一定比硬件便宜，于是，借鑒了IT行業(yè)的經(jīng)驗，在4G時代提出了NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）。
NFV將傳統(tǒng)專用電信設(shè)備軟硬件解耦，并將網(wǎng)絡(luò)功能軟件運行于通用硬件之上，這樣不同的網(wǎng)元功能軟件可靈活部署于統(tǒng)一的通用硬件之上，從而可利用通用硬件的規(guī)模效應(yīng)來降低硬件成本，提升網(wǎng)絡(luò)的彈性。
這給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運維工作又帶來了新變化。NFV架構(gòu)由硬件資源層、虛擬化層、VNF（虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能）層以及MANO（管理與編排）等組成，層域更多，組件更多，故障監(jiān)控和定界更復(fù)雜；VM之間有各種各樣不同的網(wǎng)絡(luò)要互通，網(wǎng)絡(luò)配置也很復(fù)雜。過去專用設(shè)備時代，部署流程是先安裝設(shè)備，再連接，調(diào)通，接下來再安裝管理系統(tǒng)；但NFV后，得先安裝管理面MANO，再申請和批量創(chuàng)建VM，再安裝網(wǎng)絡(luò)功能軟件。以前是先安裝設(shè)備再安裝管理系統(tǒng)，現(xiàn)在是先安裝管理系統(tǒng)再安裝網(wǎng)絡(luò)功能，運維往前提到建設(shè)階段。
針對這些新變化，華為又推出了U2020和NFVO產(chǎn)品，可實現(xiàn)跨層監(jiān)控和故障定界，支持VNF部署和彈性、自愈，以及DCN自動化，從而簡化了網(wǎng)絡(luò)配置和維護工作，并能通過資源自動編排實現(xiàn)最少的硬件資源部署最多的VM。
綜上，從窄帶交換、NGN到2G、3G、4G時代，核心網(wǎng)的發(fā)展歷程就是一場“拆分”與“融合”史，隨著不斷拆拆合合，網(wǎng)絡(luò)運維方式也代代發(fā)生變化。那如今5G時代的核心網(wǎng)運維又將發(fā)生怎樣的變化？
今生篇：我到哪里去？
盡管4G NFV打破了傳統(tǒng)電信設(shè)備軟硬件垂直一體化的煙囪式架構(gòu)，實現(xiàn)了軟件與硬件分離，但這并不徹底，解耦出的軟件依然是“大塊頭”的單體式軟件，整個架構(gòu)的開放性依然不夠，一如從“硬煙囪”變成了“軟煙囪”，而且硬件能力還受到了損失，整個系統(tǒng)的敏捷性和高效性并沒有得到充分提升。
互聯(lián)網(wǎng)玩家們的新業(yè)務(wù)發(fā)布，從idea到落地，可能只需要3到6個月，而NFV解耦后的電信軟件包依然龐大復(fù)雜，估計從開發(fā)到發(fā)布依然需要一年甚至幾年時間，這怎么和互聯(lián)網(wǎng)巨頭競爭？又如何快速響應(yīng)5G多樣化業(yè)務(wù)需求？
只能進一步“拆分”。大塊頭的電信軟件被微服務(wù)化，進一步分解為相互獨立的小軟件模塊，并采用容器化部署，從而大幅提升軟件開發(fā)的高效性和敏捷性。這就是眾所周知的“5G核心網(wǎng)基于云原生設(shè)計”。
除了基于云原生設(shè)計，5G時代的核心網(wǎng)還首次原生支持控制面和用戶面徹底分離，使得用戶面UPF可靈活下沉，與邊緣計算（MEC）一起分布式部署于更靠近用戶和數(shù)據(jù)源的位置，組成廣泛分布的邊緣節(jié)點，從而可降低網(wǎng)絡(luò)時延，提升業(yè)務(wù)體驗，使能5G時代海量低時延高可靠型行業(yè)應(yīng)用。
云原生設(shè)計讓業(yè)務(wù)上線更加敏捷，可提升運營商與互聯(lián)網(wǎng)巨頭之間的競爭力，而分布式邊緣節(jié)點為5G網(wǎng)絡(luò)廣泛注入了算力，可以讓運營商提供的業(yè)務(wù)更豐富，體驗更優(yōu)，這真是個不錯的主意。
但每個硬幣都有正反兩面，這些變化也給核心網(wǎng)運維帶來了空前的挑戰(zhàn)。
在云化架構(gòu)下，涉及的廠家、軟硬件模塊、接口眾多，從系統(tǒng)集成、參數(shù)配置到聯(lián)調(diào)、測試，從統(tǒng)一故障信息收集、故障定界定位到多廠家配合處理故障等，復(fù)雜度都將大幅提升。且隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴大，故障點相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)提升N倍，故障也容易迅速擴散。同時，微服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)引入使得核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理對象大增，變更操作更加頻繁，而運營商每年平均有數(shù)百次到數(shù)千次變更操作，70%網(wǎng)絡(luò)事故都是變更過程中人為操作失誤引起的，這讓運維壓力越來越大。
基于云原生設(shè)計的5G核心網(wǎng)將通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)為不同行業(yè)的應(yīng)用需求提供確定性、定制化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力，這要求行業(yè)用戶在申請租用網(wǎng)絡(luò)切片時，運營商能快速為之端到端開通，并能在開通和業(yè)務(wù)上線后保障網(wǎng)絡(luò)SLA，整個過程靠傳統(tǒng)人工運維方式簡直是impossible mission。
未來的邊緣節(jié)點可能有成千上萬，甚至幾十萬個廣泛分布于網(wǎng)絡(luò)中的各個位置，若采用傳統(tǒng)上站維護的方式，維護難度和工作量也將大幅增加，需要統(tǒng)一、云邊協(xié)同的高效運維。
從另一個角度講，具備云化和切片能力的5G核心網(wǎng)，不僅承擔(dān)著網(wǎng)絡(luò)全局資源調(diào)度和管理的任務(wù)，還是5G時代的業(yè)務(wù)使能平臺，這意味著核心網(wǎng)運維將與業(yè)務(wù)提供能力緊緊的捆綁在一起，以前網(wǎng)絡(luò)能不能提供業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)體驗好不好，基本與運維無關(guān)，但現(xiàn)在核心網(wǎng)運維將從以網(wǎng)絡(luò)為中心轉(zhuǎn)向以業(yè)務(wù)為中心，是5G業(yè)務(wù)的“醫(yī)生”，也是“救生員”，這也對5G核心網(wǎng)運維工作提出了全新的要求。
簡而言之，5G時代的核心網(wǎng)運維的復(fù)雜度和工作量將呈幾何級數(shù)上升，已到“人力有時盡”，依靠傳統(tǒng)被動式“人肉運維”已無法持續(xù)，必須引入AI，走向智能化、自動化，這也就是業(yè)界提出的“駛向自動駕駛的網(wǎng)絡(luò)時代”。
為此，華為推出了業(yè)界首個管控融合、云邊協(xié)同、分層自治的5G核心網(wǎng)自動駕駛網(wǎng)絡(luò)智能運維解決方案iMaster MAE-CN。
管控融合
針對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)多個管理系統(tǒng)孤立分散，數(shù)據(jù)隔離，以及傳統(tǒng)管理面與業(yè)務(wù)面分離等問題，iMaster MAE-CN基于微服務(wù)架構(gòu)，將EMS、VNFM、NFVO，NSSMF，MEPM和MEAO等拉通融合，并可通過智能調(diào)度引擎使得網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)運營商的商業(yè)意圖或注入策略，動態(tài)、靈活地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)、配置參數(shù)和虛擬資源等，可實現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，部署，到運維、優(yōu)化的端到端的管理。
云邊協(xié)同
核心網(wǎng)管控單元和中心/邊緣網(wǎng)元自治單元分層運行、協(xié)同工作，基于策略的生成、優(yōu)化、執(zhí)行，共同實現(xiàn)了全局的端到端閉環(huán)控制。
分層自治
在核心網(wǎng)管控單元構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)AI引擎（Network AI），在最上層的網(wǎng)絡(luò)層級進行用戶意圖洞察、全局性策略模型的集中訓(xùn)練及推理、網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)控制等，從而實現(xiàn)低實時性的網(wǎng)絡(luò)級閉環(huán)自治。同時，在核心網(wǎng)中心/邊緣網(wǎng)元自治單元構(gòu)建網(wǎng)元AI推理單元（Site AI），基于Network AI下發(fā)的既定模型/策略，以及實時分析采集到的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)高實時性的網(wǎng)元級閉環(huán)自治。
與汽車領(lǐng)域的自動駕駛一樣，核心網(wǎng)自動駕駛也分為多個等級，華為將基于iMaster MAE-CN解決方案的智能化、自動化能力不斷增強，逐步從“部分自治網(wǎng)絡(luò)”發(fā)展到“條件自治網(wǎng)絡(luò)”，再到“高度自治網(wǎng)絡(luò)”，最終邁進“端到端完全自治的網(wǎng)絡(luò)”，推動核心網(wǎng)運維實現(xiàn)三大轉(zhuǎn)型。
轉(zhuǎn)型一：極簡部署替代手工部署，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)部署0干預(yù)
當(dāng)前我們的網(wǎng)絡(luò)工作大部分都是人工來完成，雖然在一些工作環(huán)節(jié)中也引入了自動化工具，但這些工具其實都是“半自動化”的，或者未能實現(xiàn)完全閉環(huán)的，仍需工程師參與。以后自動駕駛網(wǎng)絡(luò)將逐步取代傳統(tǒng)低效、重復(fù)性的人工操作（比如配置下發(fā)，撥測，變更，升級等），并將工程師從繁瑣的流程中解放出來，實現(xiàn)“在流程之上”管理和設(shè)計流程（比如規(guī)則、策略、工序等）。以華為核心網(wǎng)iMaster MAE-CN為例，其不僅支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)部署、網(wǎng)絡(luò)測試、網(wǎng)絡(luò)升級過程的全流程自動化，還支持自動化VNF資源規(guī)劃、分配、部署和升級。
轉(zhuǎn)型二：人工智能替代專家經(jīng)驗，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)0中斷
今天，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)問題發(fā)生后，通常先通過客戶投訴驅(qū)動，再由專家通過OSS、網(wǎng)管或輔助工具進行人工分析、決策和操作，整個運維過程是被動式的，效率很低，難以滿足未來業(yè)務(wù)多樣化、敏捷化需求。后續(xù)自動駕駛網(wǎng)絡(luò)將改變傳統(tǒng)依賴專家經(jīng)驗的運維模式，由AI替代人工解決電信領(lǐng)域大量重復(fù)性的、復(fù)雜性的計算工作，大幅提升運維效率；將基于海量的數(shù)據(jù)分析來提升網(wǎng)絡(luò)預(yù)防和預(yù)測能力，實現(xiàn)從被動等待客戶投訴的天級的被動運維轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃幼R別、發(fā)現(xiàn)、解決問題的分鐘級的主動運維；將充分發(fā)揮數(shù)據(jù)驅(qū)動和AI能力優(yōu)勢，實現(xiàn)輔助決策甚至自主決策，增強系統(tǒng)應(yīng)對復(fù)雜及不確定性問題的能力，大幅提升網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的響應(yīng)速度。
轉(zhuǎn)型三：自動發(fā)放替代線下開通，實現(xiàn)業(yè)務(wù)開通0等待
5G時代運營商將根據(jù)不同行業(yè)的不同業(yè)務(wù)需求提供按需定制的網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)，這要求行業(yè)租戶一旦訂購切片，運營商能快速為之部署和開通切片服務(wù)，以滿足行業(yè)客戶快速響應(yīng)市場的需求，并能在切片開通后實時保障切片性能。比如，華為核心網(wǎng)自動駕駛網(wǎng)絡(luò)方案對接運營商的業(yè)務(wù)發(fā)放流程，提供切片模板化設(shè)計編排，支持自動化部署以及自動化SLA監(jiān)控與保障。具體而言，華為基于全球的網(wǎng)絡(luò)運維案例，構(gòu)建切片體驗與網(wǎng)絡(luò)KPI的映射關(guān)系模型，可在線評估和秒級響應(yīng)切片資源分配需求，自動生成網(wǎng)絡(luò)配置，一鍵完成切片實例化、網(wǎng)絡(luò)連接、配置和調(diào)測驗收；同時，可基于用戶級/會話級體驗進行智能監(jiān)控，準(zhǔn)確識別切片SLA劣化點和劣化根因，實現(xiàn)切片SLA的可視，可管、可控。
是的，0干預(yù)，0中斷，0等待，這就是未來自動駕駛網(wǎng)絡(luò)的終極目標(biāo)，也是電信業(yè)的詩和遠方。
“未來的網(wǎng)絡(luò)運營中心只有一個人和一條狗。”記得在一次行業(yè)論壇上一位專家這樣開玩笑說，“這個人的工作是負(fù)責(zé)喂狗，而這條狗的任務(wù)是看管網(wǎng)管系統(tǒng)，以確保不被人為操作。”
