网络云原生演进技术白皮书（2023）-中移智库_30页_3mb

网络云原生演进技术白皮书总结

核心内容

本白皮书由中国移动通信研究院联合多家企业共同发布，旨在阐述网络云向云原生演进的必要性、演进方法及推进思路，推动电信网络实现更灵活、高效、可靠、可扩展的架构，以支撑新型业务场景和快速创新需求。

主要观点

• 云原生的定义与价值：云原生是一种包含技术体系、系统设计理念和组织管理方法的全面变革，其目标是实现业务敏捷、资源高效、低成本运维和快速迭代开发。
• 网络云演进阶段：
  • 虚拟化阶段：实现网元软件与硬件分离，但存在架构灵活性差、自动化程度低等问题。
  • 云化阶段：资源池化、控制面与转发面分离，但资源利用率低、平台耦合性强。
  • 云原生阶段：以容器、微服务、DevOps为核心，实现基础设施和业务应用的高灵活性、松耦合和可分层部署。
• 云原生演进方法：
  • 网元业务云原生演进：通过微服务化重构传统网元，实现灵活部署、独立升级、高效运维。
  • 网络云平台云原生演进：引入容器和PaaS平台，构建基础设施层和能力层，提升平台灵活性和自动化能力。
  • 管理运维云原生演进：通过无损升级、灰度发布、自动化流程等方式，优化运维体系，提升运维效率和系统可靠性。
• 推进思路：
  • 分阶段推进，从边缘节点、网管资源池开始，逐步向大网资源池演进。
  • 优先发展对云原生有高需求的业务，如5GC（2B）、MEC、无线等。
  • 通过“1+5+4”标准体系推动DPU技术成熟，增强基础设施的云原生能力。
  • 推动PaaS能力标准化与开源化，如XGVela项目，实现电信级云原生平台构建。

关键信息

1. 网元业务云原生演进

• 微服务设计原则：
  • 业务与平台分层原则：区分业务逻辑与平台支撑能力。
  • 单一职责原则：微服务应具备单一功能，便于独立开发和维护。
  • 无状态原则：将状态数据与业务逻辑分离，提升运维效率。
  • 高度自治原则：支持灵活的技术栈选择与独立部署。
  • 持续演进原则：微服务架构需持续优化，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，分别处理流量交互、业务逻辑和公共组件。
• 微服务治理体系：包括服务注册与发现、配置管理、流量治理、可观测性等，保障系统稳定运行。

2. 网络云平台云原生演进

• 基础设施层：以容器为核心，替代传统虚拟化平台，提升资源利用率和系统灵活性。
• 平台能力扩展：引入PaaS能力，包括服务治理、数据服务、消息服务、安全服务等，支撑业务快速迭代。
• DPU技术：作为裸机容器的重要补充，解决传统裸机的运维和安全问题，推动云原生基础设施标准化。
• XGVela项目：中国移动主导的首个电信网络云原生PaaS平台开源项目，提供云原生OAM、配置管理、可观测性等能力。

3. 管理运维云原生演进

• 无损升级与灰度发布：实现业务不中断，提升升级效率。
• 自动化流程：通过CI/CD、DevOps等手段，实现研发、测试、交付全流程自动化。
• 运维体系优化：实现日志埋点、调用链追踪、性能监控等，提升运维效率和故障处理能力。

4. 推进策略与阶段

• 探索阶段：在边缘节点和网管资源池试点容器与微服务，积累经验。
• 成长阶段：在2B核心网资源池引入容器化和微服务化，推进敏捷管理体系。
• 成熟阶段：实现网络云全局云原生化，构建统一PaaS平台，支持业务灵活组合与快速交付。

展望与呼吁

• 技术方面：需加强容器、微服务、无损升级、灰度发布等关键技术研究，形成统一的云原生管理与编排方案。
• 标准化方面：推动云原生相关标准制定，包括容器管理、MANO、PaaS能力等，形成行业统一规范。
• 开源方面：积极参与CNCF、XGVela、Nephio、Sylva等开源项目，推动电信领域云原生技术体系化。

案例分析

（一）音视频网元云案例

• 实施单位：中国移动浙江公司。
• 技术手段：采用微服务架构、无状态设计、服务保护机制等。
• 成果：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

• 实施单位：中国移动主导的XGVela项目。
• 平台特点：结合General-PaaS和Telco-PaaS，支持云原生OAM功能。
• 功能实现：网元注册、纳管、心跳管理、配置管理、性能与告警管理等。

（三）高可靠解决方案

• 技术手段：主备NRF架构、分布式数据库、微服务无状态切片、分布式负载均衡等。
• 实现效果：提升网络稳定性，应对信令冲击，实现高可靠备份与流量管理。

（四）全融合云核心网案例

• 实施单位：中兴通讯。
• 技术特点：微服务化重构网元，支持2G/3G/4G/5G全融合。
• 优势：灵活部署、高效扩容、快速响应行业需求。

（五）行业定制化网络案例

• 实施单位：浪潮通信技术。
• 技术应用：云原生技术提升5G行业网络的敏捷性与可靠性。
• 成果：实现资源细粒度扩容、动态新增备份实例、提升系统安全与可维护性。

（六）电信云原生平台案例

• 实施单位：新讯数字科技。
• 平台功能：整合云资源池、中间件、服务网格、轻代码开发环境等。
• 应用效果：快速完成彩铃、能力开放等网元开发，提升研发与运维效率。

结语

云原生技术为电信网络的演进提供了新的方向，通过容器、微服务、DevOps等技术，网络云可实现更高效的资源利用、更灵活的业务部署、更可靠的运维体系。中国移动正通过分阶段推进、技术试点、标准制定、开源合作等多维度策略，推动网络云向云原生全面演进。