2023-09-09-中移智库-网络云原生演进技术白皮书（2023）_30页_3mb

网络云原生演进技术白皮书总结

核心内容概述

本白皮书由中移智库与中国移动通信研究院发布，旨在阐述电信网络向云原生演进的技术路径与推进思路。文档系统梳理了电信网络从虚拟化、云化到云原生的演进历程，提出云原生技术在电信网络中的关键作用，以及其在平台、业务和管理运维三个维度的演进方法。

主要观点

• 云原生是电信网络未来演进方向：云原生技术体系包括容器、微服务、DevOps、CI/CD等，其目标是实现网络的灵活、高效、可靠与可扩展。
• 电信网络云化与云原生演进的差异：云化主要实现资源池化和业务部署灵活性，而云原生更强调基础设施与业务的深度融合，实现真正的敏捷与自动化。
• 云原生推进需结合电信行业特点：相比IT行业，电信业务对高稳、高可靠、高性能有更高要求，需因地制宜、按需引入云原生技术。
• 云原生技术演进分阶段进行：中国移动提出“探索—成长—成熟”三阶段演进策略，逐步推进网络云原生化。
• 云原生推动业务创新与运维效率提升：通过云原生平台，实现业务快速迭代、资源高效利用、运维自动化、智能化，支撑电信业务的持续创新。

关键信息

1. 电信网络云原生演进历程

• 虚拟化阶段：实现网元与硬件解耦，但软件架构仍为单体式，灵活性和自动化程度较低。
• 云化阶段：实现资源池化和统一管理，提升资源利用率，但仍存在资源碎片、平台耦合度高、自动化程度不足等问题。
• 云原生阶段：以容器和微服务为核心，强调高灵活性、高稳定性、高安全性，推动业务与平台的全面解耦。

2. 网元业务云原生演进方法

• 微服务设计原则：
  • 业务与平台分层原则：业务聚焦功能，平台提供公共服务，实现“一次构建、随处运行”。
  • 单一职责原则：微服务模块功能单一，便于独立开发、测试与部署。
  • 无状态原则：将状态数据与业务逻辑分离，提高运维效率。
  • 高度自治原则：微服务可独立开发、部署、运维，提升敏捷性。
  • 持续演进原则：微服务架构需持续优化与调整，以适应业务变化。
• 微服务划分方法：分为接口类、业务类、中间件类三类，支持灵活扩展与组合。
• 微服务治理体系：
  • 服务注册与发现
  • 配置管理
  • 流量治理
  • 可观测性
  • 服务保护机制（如限流、熔断、负载均衡等）

3. 网络云平台云原生演进

• 基础设施层演进：
  • 引入容器技术，提升资源利用率与系统可靠性。
  • 探索虚机容器与裸机容器的共存与逐步替换。
  • 推动DPU技术，解决裸机容器安全与性能问题，提出“1+5+4”标准体系。
• 平台能力扩展：
  • 构建电信类PaaS平台，支持容器、微服务、通用电信能力、DevOps等。
  • 中国移动主导的XGVela项目，输出网元配置管理、微服务拓扑管理、可观测性管理等能力。
• 平台分阶段演进策略：
  • 先在边缘MEC、网管资源池等引入容器与PaaS能力。
  • 后续逐步推进到省内资源池和大网资源池，实现平台能力统一与标准化。

4. 管理运维云原生演进

• 无损升级与灰度升级：确保业务在升级过程中不中断，支持快速迭代。
• 自动化流程工具链：推动CI/CT/CD流程与工具链，实现从研发到交付的全流程自动化。
• 高效运维体系：
  • 通过日志埋点、分布式日志管理、调用链分析等实现运维智能化。
  • 推动运维流程标准化，降低运维复杂度。

5. 网络云原生推进思路

• 分阶段推进策略：
  • 探索阶段：在边缘节点、网管资源池试点容器和微服务，积累经验。
  • 成长阶段：推进2B核心网容器化，增强基础设施云原生能力。
  • 成熟阶段：实现2C核心网云原生改造，构建统一的PaaS平台，实现资源池化与业务灵活组合。
• 优先选择业务类型：
  • 优先考虑5GC（2B）、MEC、无线等业务，因其具备较高的灵活性与云原生演进收益。
  • 逐步推进增值类、网管类业务的云原生化。

6. 展望与呼吁

• 技术层面：呼吁产学研界共同研究容器增强能力、微服务设计、自动弹性扩缩、无损升级等关键技术。
• 标准化层面：推动容器、MANO、PaaS等标准，形成电信云原生行业标准体系。
• 开源层面：积极参与CNCF、XGVela、Nephio、Sylva等开源项目，推动电信云原生开源解决方案发展。
• 行业合作：通过开放生态，推动云原生技术在垂直行业的落地与推广。

附录案例总结

（一）音视频网元云案例

• 中国移动浙江公司通过云原生改造，构建音视频能力池，支撑多项业务，如来电AI助手、机伶防骚扰等。
• 实现业务模块的微服务化、无状态化、高效运维。
• 改造后，新业务开发量减少70%，上线时间缩短70%，版本迭代周期缩短67%，故障自愈速度提升4倍。

（二）电信类云原生PaaS平台案例

• 中国移动主导的XGVela项目，构建电信云原生PaaS平台，提供云原生OAM能力。
• OAM功能包括网元注册、纳管、心跳管理、配置管理、性能与告警管理等。
• 通过三层微服务架构（代理层、处理层、共享层），实现南向网元对接、北向系统管理对接与数据服务。

（三）高可靠解决方案

• 主备两级NRF：通过分布式数据分离、精准寻址、本地缓存等机制，提升NRF可靠性。
• 分布式数据库备份：实现多实例备份与动态热备，压缩比达75%，提升数据恢复能力。
• 微服务无状态切片组合：通过服务网格机制，实现微服务间通信瓶颈突破，支持灵活切片组合与互备。

（四）全融合云核心网案例

• 中兴推出全融合云核心网解决方案，支持2G/3G/4G/5G NSA/SA全融合。
• 采用微服务架构，将VNF网元解耦为100+独立微服务，实现按需部署与灵活扩展。
• 支持微服务月度发布和灰度升级，快速响应行业新需求。
• 采用独立CDB（云数据库），实现无状态业务处理与快速扩容。

（五）行业定制化网络案例

• 浪潮通过云原生技术提升5G行业网络的敏捷性与可靠性。
• 实现网元微服务化重构，分离有状态与无状态组件，支持细粒度扩容与动态备份。
• 提供高效的负载均衡与运维管理能力，降低运维成本，提升系统可靠性。

（六）电信云原生平台案例

• 新讯推出自研电信云原生PaaS平台，整合资源池、中间件、服务网格、轻代码开发环境等。
• 提供丰富的公共微服务，支持各类网元按需使用。
• 支持多种语言开发微服务实例，增强平台灵活性与可扩展性。

总结

本白皮书全面阐述了网络云向云原生演进的技术路径与策略，强调在云原生架构下实现网络的高灵活性、高稳定性与高安全性。通过微服务、容器、PaaS、DevOps等技术的融合应用，推动电信网络向更敏捷、更智能、更高效的云原生体系演进。同时，白皮书呼吁产学研界协同推进，加快云原生技术在电信行业的落地与标准化，为未来5G/6G及更广泛的数字化转型提供坚实支撑。