电信云基础设施和服务展望：私有云、公共和混合

电信云基础设施 和服务的前景: 私人、公共和混合动力车 副总裁杰克桑德斯——亚太地区 安德鲁骑士:行业分析师 表的内容 电信公司在云的角色服务经验13 期望和要求电信云15 执行概要 云计算一直是极大地改变电信行业的核心技术之一。通信服务提供商（CSP）与网络设备供应商（NEV ）合作，将网络应用和功能从专用专有硬件解放到商用现货（COTS）商品硬件。随着新能源汽车将虚拟网络功能（VNF）、虚拟网络功能管理器（VNFM）和虚拟基础设施管理器（VIM）集成到底层硬件中，CSP云架构传统上具有高度安全性，并且通过垂直集成的产品或组件进行了优化。虽然这种电信云架构已经过尝试和测试，但面向CSP的公共云服务的进入已经改变了架构模块化和服务灵活性的前景和潜力。 随着基于即用即付服务模型的公有云服务和称为微服务的模块化轻量级应用程序的引入，CSP云架构的选择已大幅扩展。在这方面，CSP现在可以以极快的速度和低成本利用公共云服务提供商提供的共享虚拟化外部存储、计算和处理。这促使一些运营商重新评估其业务模式，并通过利用公共云的更灵活和模块化的基础设施提供其网络服务。虽然一些绿地运营商正在展示公共云可以做些什么，但对于棕地运营商来说，将网络工作负载迁移到公共云的选项并不那么明确。 现在，随着5G的到来和向后COVID-19时代的过渡，基础设施的数字化和云化明显加速，许多CSP现在在进行云转型时面临着过多的选择。至关重要的是，CSP在探索基础设施云化选项时需要考虑关键方面，例如网络安全、控制和总拥有成本（TCO）。除此之外，每个CSP的运营商规模、成本/定价结构、地理位置、法规、网络设计和部署方案都会影响云基础架构模型的适用性。在这方面，CSP有机会利用其多年基础设施开发、网络优化和客户服务提供的固有优势，提供最适合现代企业和消费者需求的云化电信网络。 基于对利用本地电信云或公有云基础架构的云架构和TCO场景的分析，电信云在数据中心（DC）、边缘和专用网络方面显示出许多长期成本和部署优势。在这方面，使用公共云实现高链路容量和数据包速率、强大的网络安全和自动化以及网络控制和优化通常比在本地部署成本更高。为此，电信领域的公有云服务可以有效地降低短期成本和快速扩展网络能力，但不是大多数CSP云解决方案的合适长期解决方案或替代品。 云计算服务前景 核心网络是电信网络的骨干，通过互联网、电话、电波、电缆和电线向世界任何地方提供语音、文本、视频和音频通信所需的技术和基础设施。该核心网络由高容量线路组成，用于管理客户的网络流量和服务方面，例如用户身份验证 、用户数据管理、互联网协议（IP）地址分配、设备定位以及设备与互联网和电话网络之间的所有交互。随着5G的出现和第三代合作伙伴计划（3GPP）制定的标准，核心网络将随着与分组核心和用户数据管理域相关的新网络功能 （NF）而发展。 进化的应用程序 云化一直是电信行业数字化转型的核心，也是将CSP转变为数字服务提供商（DSP）的关键要素之一。这种转变的开始利用虚拟化层（使用虚拟机管理程序）将物理资源（在DC处）抽象为虚拟资源（在网络上）。这构成了电信网络功能虚拟化（NFV）的基础，NFV由物理网络功能（PNF）组成，这些物理网络功能（PNF）已解耦并部署为软件等效项或打包为在x86硬件上运行的虚拟机（VM）的VNF。许多CSP已经实施了NFV，但现在看来，技术和竞争力量正在看到虚拟化以云原生网络功能（CNF）的形式迁移到云中。 原生云基础设施 随着5G的出现以及NFV向使用容器的CNF的演进，随着固定无线接入（FWA）、云游戏、扩展现实（XR）和其他垂直行业等新服务和用例的虚拟机和集中式核心环境的激增，运营复杂性也在增加。为了适应日益增加的服务水平和网络复杂性 ，电信云部署已开始采用更新的技术，如Linux容器（容器）、微服务以及利用公共云服务的灵活和同构架构。在这一演变中，关键是对云原生的兴趣日益浓厚，NF从一开始就被设计和部署为在云服务器上运行的软件。 VNFS,cnf 此方法的一个显著特点是从使用部署为虚拟机的VNF过渡到部署在容器内的CNF。VNF抽象硬件以运行操作系统（OS）实例，而容器则利用容器引擎来抽象操作系统，并将单个操作系统实例划分为可以运行应用程序的隔离环境。这允许容器化 ，将软件应用程序、函数或微服务与在云上运行代码所需的所有操作系统库和依赖项打包在一起。尽管发生了这种演变，但电信级网络从未设计为在云上运行，随着运营商为4G和最终的5G采用虚拟演进分组核心（vEPC），NFV共存仍然至关重要 。 分裂的庞然大物 作为向云原生架构过渡的一部分，CSP已开始利用微服务快速构建新应用程序，并通过并行开发独立迭代应用程序组件。基于微服务的应用部署在容器内，具有理想的独立环境，可轻松实现容器编排和硬件利用率。从依赖于硬件的有状态应用程序（实际上是单体式应用程序）过渡到具有微服务和容器的云化、无状态云原生应用程序，实现了可在任何云中部署的动态且灵活的网络基础架构和流程。CSP可以在现有的本地基础架构（私有云）、从云服务提供商租用的公有云资源上部署这些技术，或者利用云服务提供商资源支持的本地基础架构（混合云）。 公共云平台的崛起 虽然有人猜测公共云将为电信公司扮演的角色，但随着DISH在AWS云上部署其RAN和移动核心，德国电信与GoogleCloud独立试点5G，以及AT&T在MicrosoftAzure上部署其5G核心，电信公司将其部分甚至全部CNF和应用程序迁移到公共云的争论越来越多。在这3个案例中，只有DISH已经商业化，尚未达到运营商级稳定性和大规模商业化。在这方面，“大规模商业化”缺乏明确的门槛来对部署进行分类，例如，如果数百万用户使用网络稳定运行一年。展望未来，ABIResearch认为VNF，MANO和CNF将成为影响CSP公共云增长和采用的主要基础设施考虑因素。 解决与5G基础设施启动相关的总拥有成本（TCO）以及过渡到基于数字服务的商业模式将推动采用。虽然不是最高优先级，但企业和企业一直在考虑将工作负载迁移到公共云，CSP在将本地工作负载（包括OSS/BSS）迁移到公共云之前必须进行仔细评估。 自动化 随着5G的日益普及，CSP网络架构需要灵活且高度自动化，以适应许多需要低延迟和高带宽能力的新业务。在这方面，网络变得越来越复杂，并且越来越多地使用自动化来管理网络资源。网络自动化和虚拟化已成为软件定义网络（SDN）和NFV技术不可或缺的一部分，可有效降低成本并加快基于网络的服务的交付。为此，云中的自动化在帮助管理网络生命周期所有部分的资源方面变得很有吸引力。 挑战 TCO：在公共云上托管大型NF存在TCO挑战。NF的大小通常大于企业应用程序，并且具有更严格的性能要求，这可能导致1）导致与不同云平台之间的迁移相关的问题，以及2）在公共云上托管它们以增加通信服务的成本。在这方面，新的NF和客户定制要求可能会增加满足服务级别性能要求的成本。 可靠性和性能：除了在云上连续运行更大的电信工作负载所带来的更高成本外，电信公司还必须考虑严格的网络服务服务水平协议（SLA）和服务正常运行时间协议。在这方面，电信云保证了快速有效的网络故障恢复，可能达到99.999%的可靠性，而公共云供应商通常只能确保低至99.9%的低得多的可靠性。电信公司必须花费更多资金来提高可靠性。 运营管理对于公共云运营和管理（O&M）平台，CSP也面临着运维分裂的挑战，因为电信公司现在必须分解网络控制并与公共云供应商接口。这不仅给跨层调用和划界带来了挑战，而且网络监控时间可能会从几毫秒增加到几秒钟。 快速迭代：CSP网络需要快速和持续的迭代升级，以便将基于新技术的新功能推向市场。独立的操作环境和分散的运维架构会使网络更加复杂，减慢迭代过程，并影响网络维护和自动化。 数据主权和安全：将IT和核心工作负载迁移到公共云会给CSP带来安全和主权问题。在这方面，一旦这些工作负载位于公共云上，某些特定于区域的数据遏制措施可能无法实现。 需求 服务：支持通信服务，尤其是语音和数据呼叫，是具有严格性能、可靠性和安全参数的关键服务，需要特定于电信公司的工程安排。 应用程序类型：电信业务是转发密集型业务，需要在用户面上进行大规模流量转发。公有云在繁重的流量转发中没有成本优势。电信云可以满足开放模式下的转发性能要求，专用软硬件消耗更少的资源，提升转发性能，并使用用户面转发大规模流量。电信公司的虚拟化比基于公共云的虚拟化要求更高，因为用户平面应用程序具有严格的高性能要求（延迟、抖动和数据包丢失），并且需要专用的硬件或软件。通过尝试满足这些性能和资源需求，完全解耦可能具有挑战性。 可操作性：CSP通常必须管理来自多个供应商的网络元素和软件，并且需要一个平台来推动运营孤岛、设备和软件之间的协同作用和卓越运营。 平台可观测性：新的服务部署需要监控、日志记录和跟踪功能，组件标准化和生态系统互操作性有助于平台的端到端 （E2E）可观测性。 部署环境：CSP继续投资于DC基础设施，并需要支持DCIT工作负载和CSP具有物理存在的边缘用例的云环境。 商业环境:通过引入hyperscalers(如。、AWS、GoogleCloudPlatform（GCP）和MicrosoftAzure）作为电信特定生态系统的主要利益相关者，需要具有人力资本和专业知识的系统集成商（SI）来涵盖IT和通信。 人力资本：员工需要善于在云上工作和创新由治理提供支持，充分利用生态系统。 TCO方面的考虑 减少与构建和运行DC相关的资本支出（CAPEX）是公有云的优势之一。在这方面，通过在公共云上运行本地IT工作负载来释放更大的服务灵活性，使运营商能够专注于网络和服务多样化。公共云的固有功能，例如廉价的按需扩展和按使用付费功能、服务配置和维护的自动化、增强的应用程序部署多功能性以及加快创新步伐，都至关重要。此外，在公共云上部署附带的所有这些功能对CSP几乎没有风险。 数据中心 电信数据中心的资本支出和运营支出（OPEX）考虑因素（高性能NF和CNF、区域扩建成本、运营、管理和维护（OAM）成本，等。）受迁移到公有云的影响。 电信云 公共云 的优势 针对电信特定NF、CNF和核心网络的成本计算 统一的跨层运营管理可以节省OAM成本 额外的计算资源不需要构建DC（如果云区域/区域覆盖） 现收现付模式 弱点 高CAPEX和OPEX额外的直流建设 分裂的运营管理可以增加OAM成本 公有云资本支出减少导致运营商资产损失 机会 在边缘部署以实现高性能计算 利用现有DC可以节省边缘计算的构建成本 使用低成本微服务部署IT工作负载架构模块化可以降低资本 支出和运营支出 威胁 网络攻击和基础设施攻击可能会增加成本并改变电信公司的运营 优先级 厂商锁定(业务策略诱导) 供应商锁定（来自平台集成挑战） 公有云确实提供了许多好处，具有灵活的基于微服务的架构和即用即付服务模式，可以减少数据中心扩建的资本支出 ，前提是CSP位于覆盖的公共云区域/区域。通过将所有工作负载迁移到公共云，CSP将有效地切换到基于OPEX的模型 ，因为运营和服务交付与云供应商管理的资源相关联。虽然某些应用程序（如电信IT、OSS/BSS和管理平面功能）可以迁移到公共云，但其他NF（如用户/数据平面和控制平面）在本地更具成本效益、安全性和可管理性。为此，不太可能将所有电信工作负载迁移到公共云，尤其是在“棕地”运营商的背景下。 图表1：数据中心年度累计TCO：电信云与公共云 (来源:ABI研究公司) 数据中心10年期TCO(累计) $200 $180 $160 $140 $120 数百万美元 $100 $80 $60 $40 $20 $- 1年2年3年4年5年6年7年8年9年10 公有云运营支出电信云运营支出电信云资本支出公共云资本支出 从长远来看，构建、交付、安装和运行配送中心的10年TCO（1.69亿美元）低于主