5G时代的一切创新业务都将以网络为载体,通信网络的架构、运营维护、产业生态等都将发生重大而深远的变革,未来将会有越来越多的服务部署在网络和数据中心端。而NFV所倡导的网络开放化、虚拟化、智能化、融合化的技术理念则是撬起网络转型的支点,它是促进现网升级重构、未来网络技术创新的重要技术途径,并将进一步加速网络产业生态的全方位调整。

在日前召开的“2019 ODCC开放数据中心峰会”上,英特尔表示,NFV所倡导的网络重构的理念已经得到了全球运营商的广泛认同,也得到了规模部署。NFV的性能一直是英特尔着力优化的重点,今年还推出第二代的至强可扩展处理器,其中还有专门针对NFV进行优化加速的产品型号,不断提升产品性能。

例如,2019年2月,日本乐天(Rakuten)成功试验了全球首个ICT融合云原生(Cloud Native)4G网络,并宣布今年10月商用;美国运营商AT&T有75%的网元已经完成了云化,网络效率得到了大幅提升。毋庸置疑,5G将为行业带来的基因突变式的进化,而网络转型则是进化的必经之路。

云网边端全覆盖,加速5G网络转型

网络转型绝非一蹴而就,作为5G技术与网络转型的行业先锋,英特尔一直致力于加速网络转型与推进5G商业化部署进程。英特尔把通信和计算能力融合起来,为5G网络赋能,打造虚拟化、软件定义和面向云的网络架构,引领网络转型的浪潮。

在产品和技术方面,英特尔能够提供从云、核心网、接入网,到无线技术以及智能设备的端到端5G解决方案。今年以来,英特尔连续发布了一系列重量级的5G相关产品和解决方案,覆盖多个应用场景,能够满足不同场景的性能、功耗和IO接口需求。

5G核心网将是未来网络转型支持5G服务的重要组成部分。据了解,英特尔与应科院合作研究、开发及优化5G SA 核心网性能,尤其是确保用户面功能(User Plane Function)的吞吐量可以满足5G业务需求,共同合作带来的结果是在单一服务器上、零丢包的情况下,5G SA核心网用户面可以处理超过200Gbit/s的数据吞吐量。UPF可以支持小规模的独立硬件平台,也可以支持大规模分布式云端部署。在这个案例中,底层资源池采用的是H3C OTII服务器,其具有模块化设计/更小的规格尺寸/宽温支持/标准管理接口以及均衡的I/O设计等多项创新,完全可以满足5GC对于在边缘部署时对硬件基础设施的需求。

在小基站方面,基于开放参考设计平台的小站方案正在成为一种高性价比的室内覆盖方案。由京信、英特尔、浪潮等联合推出的小站产品,采用接入-扩展-远端的组网方式,单台接入单元最大支持64远端单元。在接入单元采用了符合OTII规范的开放的硬件平台设计,支持Xeon-D 和Xeon-SP,通过均衡的I/O设计,支持FPGA加速卡的集成和高性能的无线协议栈处理。该方案通过搭载2颗英特尔至强可扩展处理器,具备了强大的边缘计算能力,可以广泛适用于边缘云计算、边缘小站方案、边缘AI、视频加速、边缘NFV等应用场景。

以英特尔携手合作伙伴兴汉(Nexsec)联合推出的全系列uCPE白盒为例,用户根据应用场景,网络和算力的不同需求,可以灵活的选择内置英特尔至强可扩展、至强D2100 SoC和凌动C3000 SoC等不同处理器产品组合。这些设备可以提供超过50Gbps的网络性能,集成计算和存储功能,并将虚拟网络功能(VNF)如SD-WAN、虚拟防火墙等整合到单台设备中,解决企业分支组网复杂,多设备维护困难的痛点。双方率先在ODCC期间推出集成了最新的无线技术5G和Wi-Fi 6的uCPE,可以提供全无线,高带宽,低延时接入的需求,进一步延展了uCPE的应用场景。开发者无论是为云、企业边缘还是小型企业分支提供解决方案,英特尔平台都可以提供一致开发体验和“设备随选”的部署优势。

探寻更强软件堆栈,打造开放边缘平台

在传统电信网络架构中,应用与服务的数据处理能力主要集中部署在数据中心机房中,数据必须从网络边缘传输到中心机房进行处理后,再返回网络边缘。囿于地理位置、网络结构和传输能力的限制,因应用和服务变得复杂和多样化导致的时延和带宽问题也愈发突出。

作为应对以上问题的有效手段,边缘计算可在面向最终用户的网络边缘侧构建起强大的计算、存储和传输能力,有效减轻网络传输带宽压力、降低业务时延,并进一步提高内容分发效率,提升用户体验。

但这一新事物也带来了一系列新的挑战。

首先,针对边缘计算构建的分布式基础设施,例如在中心云和边缘云之间,往往存在不同的体系架构。如何有效地对中心云和边缘云进行异构协同,对现有云管平台提出了挑战;其次,与部署在核心网络中的中心云相比,边缘云在运维管理上,需要更多的自动化操作和远程运维功能;另外,边缘云虽然部署在网络末端,但同样需要具备完整的控制、计算和存储能力;最后,直面用户业务第一线的边缘云需要更好的可用性和可靠性,以提供电信级的可靠性、延迟,以及丰富的开放接口能力。

英特尔在软件方面进行了大力的投资和推动,涵盖多款开源软件,如Linux软件和加速网络处理的DPDK软件。近几年英特尔也在开源组织中公布了多款软件,为了给边缘计算探寻更强基础架构软件堆栈,英特尔开展了基于StarlingX的边缘计算节点部署技术验证与预演。

作为一个完整的边缘计算基础架构软件堆栈,StarlingX 不仅继承了 OpenStack 成熟完备的云服务管理能力,还与例如 Ceph、OVS、Kubernetes、DPDK 等众多优秀开源项目所提供的核心能力相结合,具备了从控制、计算到存储的全方位边缘云部署和管理能力。同时,其灵巧便捷的特性,也更适于在网络边缘进行部署。为更好地验证 StarlingX 在边缘计算环境中的特性和表现,英特尔已在实验室环境中对基于 StarlingX 进行部署和配置的多种边缘节点网元,例如 vBRAS 等,进行了大量技术验证和部署预演,从中积累了丰富的第一手实践经验。

英特尔表示,StarlingX 不仅融合了大量 OpenStack 及其它优秀开源软件的核心能力,同时提供了配置管理、软件管理等一系列新服务组件,从而在网络边缘形成了完整、灵活和高可用的基础架构软件堆栈,能够助力电信运营商更高效地实施边缘节点网元的部署、配置和管理。

例如中国电信、英特尔、赛特斯和浪潮合作的vBRAS,引入了英特尔DDP等技术,对报文解析和处理性能进行了全面优化,最大化利用端口带宽和CPU资源,在ACL规则和QoS策略全开启的情况下,上行的转发性能得到了很大提升,接近线速。

在边缘侧,英特尔也推出了多个软硬件解决方案,以开源的方式助力企业部署业务和应用。据英特尔技术专家介绍,英特尔目前所推出的全新设计的白盒5G uCPE是基于开放架构的解决方案,支持最新的WiFi 6和5G等多种连接方式,进一步拓展了软硬件方案组合,具备高可扩展性、低成本、高性能、灵活接入等特点。该平台软硬解耦,同时支持丰富的开源软件以及高性能网络协议栈(DPDK/VPP),以SD-WAN网络部署服务加速企业应用和边缘平台创新,可广泛应用于云专线、云VR、云游戏、8K视频、物联网等应用场景中。

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