利用亚马逊云科技的 Cloudify 实施 5G 网络切片

得益于 4G 和 5G 蜂窝技术的最新进步，网络功能虚拟化 (NFV) 现在得到应用。4G 和 5G 网络功能从以前托管在供应商特定的一体化设备上转为现在的硬件和软件分离，可以托管在通用硬件上（在本地部署或在云中）。

此外，基于微服务的架构（网络服务元素可以根据需求独立扩展）的云原生原则正在成为新的效仿目标。这一趋势向 ISV、系统集成商 (SI) 和第三方管理服务提供商的新参与者开放了电信合作伙伴生态系统。

管理和编排 (MANO) 是电信行业定义的术语，也是 ETSI 网络功能虚拟化 (NFV) 架构的一个关键因素。它负责为虚拟网络功能 (VNF)、云原生网络功能 (CNF) 和端到端网络服务 (NS) 的生命周期管理分配和管理网络资源。MANO 由 NFV Orchestrator (NFVO)、VNF Manager (VNFM) 和 Virtual Infrastructure Manager (VIM) 组成。由于 5G 基于服务的架构、云原生组件以及随之而来的可扩展性要求，对 MANO 解决方案的需求随着 5G 的发展而不断增加。

为了让 MANO 解决方案实现其对 5G 的预期业务成果，它们需要监督整个运营商的网络。无线接入网 (RAN)、边缘、核心、数据网络和集中式云。

这使得亚马逊云科技的云成为 5G MANO 的完美解决方案，因为亚马逊云科技拥有广泛的集成服务，面向运营商网络的不同部分，如：

Amazon Snow 系列

用于 RAN 和边缘部

Amazon Outposts

用于边缘以及核心

Amazon Wavelength

用于数据网络和 IT 数据中心

亚马逊云科技区域中提供的 Amazon Managed Services

实现了在单一窗口中可以进行全部监控、管理和自动控制

5G 的主要用例之一是 5G 网络切片，它需要很高级别的管理和编排。5G 网络切片使运营商能够在同一基础设施上部署多个独立的虚拟 E2E 网络。可以为不同的服务和/或业务案例分别定制每个切片，并可以为每个特定用例和/或业务模式形成一个 5G 网络功能集合，支持所有垂直行业的不同要求。

5G 切片可以跨越网络的所有域：5G 设备 (UE)、接入/RAN、传输网络/SDN、核心和数据网络，这可能是多接入边缘计算 (MEC)。

切片的关键概念之一是成为一个孤立的、自成一体的实体，它的所有功能和能力都相互链接，可以最好地满足所有的需求、服务和用例。

网络切片实例 (NSI) 通过将网络功能、资源和连接关系构成一个小组，实现了网络切片概念，通常涵盖多个 5G 用例。为 5G 确定了三种基本的网络切片类型：增强型移动宽带 (eMBB)、大规模机器类型通信 (mMTC) 和超可靠低延迟通信 (URLLC）。

可以利用网络切片的用例有：

虚拟体验和媒体用例。

如 4/8K 实时交付、智能家居/办公场所/城市、AR/VR 和广播服务

大规模连接用例。

如燃气和电力的智能计量、智能环境、智能农场和渔业、智能电网和传感器网络、个人可穿戴设备

关键任务用例。

如自动驾驶、机器人应用、远程控制机器、工业 4.0、触觉互联网、公共安全网络、电子医疗和远程手术

在这篇博文中，我们详细介绍了 Cloudify 的管理和编排解决方案如何在亚马逊云科技上运行，以创建和管理 5G 网络切片的生命周期。

Cloudify 解决方案

Cloudify 是一个开源多云边缘编排平台，允许企业轻松地过渡到亚马逊云科技和云原生架构，使他们能够将其现有的基础设施与云原生和分布式边缘资源同时实现自动化。

Cloudify 被许多一级运营商用作管理其网络服务和云基础设施的方式。Cloudify 也被 VNF 供应商用作 VNF Manager (VNFM)，以管理他们的特定网络域。

Cloudify 可以灵活地与现有本地基础设施、托管网络服务（如 SD-WAN、EPC、IMS）以及现代云原生服务协同工作，这是它能够将 NFV 转型项目成功交付给生产的关键。Cloudify 被领先的开源社区项目（如 ONAP）用来展示完全开放的 5G 网络切片，如下图所示。

使用 Cloudify 与 ONAP 来提供完整的 5G 网络切片

Cloudify 对许多亚马逊云科技服务提供原生支持，这些服务包括 Amazon EKS、Amazon RDS、Amazon Lambda、Amazon CodePipeline 以及 Amazon CloudFormation 。除了对 Amazon CloudFormation 的支持外，与亚马逊云科技资源的原生集成的结合使 Cloudify 能够与许多亚马逊云科技服务合作，而不依赖于特定的资源映射和集成，如以下图所示。

亚马逊云科技的 Cloudify 架构

Cloudify 和亚马逊云服务可进行网络切片

为了使 MANO 解决方案能够提供 5G 网络切片功能，它必须能够创建多个网络切片并管理生命周期。这包括：切片模板创建（设计阶段）、切片实例化（部署阶段）、切片扩展、配置管理和终止（运维阶段）。

Amazon CodePipeline 用于全面管理边缘站点 (Amazon Outposts) 上 5G 核心实例的创建、删除、管理和配置。Cloudify 将 Amazon Lambda 集用作 Amazon CodePipeline 向 Cloudify 系统的北向接口，通过一组插件与 Amazon CodePipeline 集成。这使得可以从运营商的角度将网络切片设置和配置到底层核心网络，如下图所示。

亚马逊云科技服务上的 Cloudify，可进行网络切片

每个 Lambda 函数被映射到一个特定的 Amazon CodePipeline 服务，每个 Amazon CodePipeline 服务被映射到一个网络切片的生命周期操作（创建/删除/修改/验证）。

通过在不同的 Amazon EKS 边缘站点上实例化 CNF（在 Amazon Outposts 上运行），创建一个 5G 移动核心切片域（用户平面功能 (UPF)）。对每个网络切片都要重复这个过程。

之前展示的这种分层架构的关键概念之一是将详细的编排工作流程和与之相关的所有网络配置从运营商那里抽象出来。在这种情况下，Cloudify 目录服务被用来允许一个简单的界面来运行网络切片，如以下截图所示。

使用目录服务提供一个运营商易用的界面

作为切片创建的一部分，用户需要填写几个输入项，这些输入项在执行阶段会变换成数值，如切片边缘站点、切片差分器、切片域（Core_UPF、Core_Full、RAN、MEC、Transport、Slice E2E）。切片执行包括 Amazon EKS 集群部署、UPF 实例化/许可证激活/基线配置/后续配置。

配置网络切片

切片修改是在现有的切片上实施的，其中包括现有 Amazon EKS 集群中的 Core UPF。用户使用 Cloudify UI 在切片内部署一个额外的管道，切片参数作为工作流程的一部分被更新。为此，我们利用 SD（切片差分器）值，代表现有切片的特色。使用第二天的配置 (SD) 来更新切片的特色将影响切片内的 QOS/优先级/服务。评估了两个选项：在 UPF 后续配置中直接修改切片和通过 PCF 集中修改。

当删除一个网络切片作为生命周期管理的一部分时，用户可以利用卸载工作流程删除所有的切片资源（Amazon EKS 集群、UPF...）。

Cloudify 管理器使用一致的工作流程，每个切片执行任务后都有一个 Cloudify 履行执行视图和详细日志。创建过程的每一步后面都有一个针对资源真实状态的验证任务。在编排之后，用户可以使用 Cloudify 用户界面对所有切片的资源状态（运行时属性）进行全面了解。下图显示了管理门户。

管理网络切片

结语

5G 网络切片正在成为 5G 支持的一个关键功能，以使通信服务提供商能够在同一网络上支持具有不同服务水平要求的各种应用，同时保持它们的隔离和安全。

Cloudify 的管理和编排解决方案与亚马逊云科技服务（如 Amazon CloudFormation、Amazon CodePipeline、Amazon CloudWatch、Amazon EKS）完全集成，同时支持在 Amazon Outposts 等本地部署或在 Amazon EKS 的任意位置预置工作负载和集群，使其成为支持 5G 网络切片使用案例的绝佳解决方案。

原文链接：利用亚马逊云科技的 Cloudify 实施 5G 网络切片