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中兴通讯CUDR统一云化共享数据层,助力网络革新

时间:2018/10/10

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近几年来,移动核心网发生了巨大的变化,越来越多的电信运营商开始部署云化核心网。

利用IT行业的最佳实践,构建开放、灵活、高效和低成本的云网络,已成为电信运营商的基本诉求。新网络架构的一个关键环节,是将业务逻辑处理和数据存储相互独立。业务处理模块能够实施快速无损和不受限制的弹性。独立的数据存储,以分布式架构为基础,采用统一的电信级可靠性机制、统一的运维模式及标准的协议接口,对外提供服务。

中兴通讯CUDR(Cloud Unified Data Repository)统一云化数据层解决方案,支持2/3/4/5G/IMS平滑演进,依据不同数据种类特征,开发多样化的数据引擎,使用统一的高可靠、低时延、分布式、可扩展机制及统一的运维机制,管理网络中的签约数据、策略数据、会话数据、状态数据等各种数据。

统一数据层的需求和挑战

核心网各功能实体拥有的数据主要包括:

  • -用户签约数据: 用户的配置数据,如用户身份/认证/业务配置等信息;

  • -用户网络数据: 用户在使用网络中产生的的临时身份/状态/位置/流量等信息;

  • -网络管理数据:为管理用户网络行为产生的数据,如KPI、QoS、报告等信息;

  • -网络功能实体自有数据:网络功能实体在运行过程中产生的私有数据,如运行日志等。

3GPP UDC(用户数据融合)思想认为,可以将用户签约数据、定制化的用户数据以及部分用户行为数据(如位置和注册状态)等存放到UDR(用户数据仓库)中,采用FE(前端应用)-BE(后端数据服务)通用型架构,通过多网元如HLR/HSS/AAA等融合部署,从而简化整体网络结构,避免数据冗余。UDC思想主要针对结构化数据进行管理,对于各网元中的本地资源数据或非共享数据,还是在各网元内部管理。

5G系统则更进一步,提出了计算与存储分离的思想,可以将各VNF(虚拟化网络功能)的所有数据(用户签约数据、会话数据、计费数据等)独立出来,使VNF达到无状态的业务处理,无状态的VNF可以被迅速地创建和更新,支持自动化秒级大规模弹缩,结合电信级可靠性机制,使网络更加易于管理和健壮。 

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图一 3GPP 在5G系统定义的2类数据管理实体(UDR和UDSF)

5G系统中的数据库管理实体UDR和UDSF可作为独立的VNF提供服务,并遵循服务化架构,在数据管理方面进一步标准化。作为云化可编程网络的一部分,数据服务VNF也需要支持虚拟化编排和部署、弹性、自愈和迁移等特性。

实际的数据基础设施部署,需要考虑现有系统的演进,如LTE/IMS与5G的融合演进、支持现有如LDAP/SOAP接口以及5G新接口。此外,还需提供数据分析引擎以便对信息进行抽取,提供订阅/发布机制等,以及具有支持第三方数据存储能力。

随着云化网络的到来以及5G的发展,网络功能实体需要以一种更加敏捷、灵活的机制来应对多样化的行业需求,从而对数据的使用提出更高的要求:

  • -无状态的网络功能对数据独立性提出更广泛的要求;

  • -CU分离以及MEC使跨DC分布式部署成为组网基本要求;

  • -支持超大容量的部署以及不受限制的弹性,满足无限增长的物联网需求;

  • -支持结构化和非结构化数据的差异化管理,满足多样性的网络功能需求;

  • -支持2/3/4/5G 以及IMS统一接入,数据融合部署,支持多接入需求;

  • -集成数据分析引擎,满足为网络开放和网络智能化调优服务需求;

 

中兴通讯统一云化数据层CUDR解决方案

中兴通讯统一云化数据层CUDR(Cloud Unified Data Repository)解决方案,为云化核心网提供了统一的存储和数据管理机制、分布式地理容灾,在线复制/恢复等高可靠性服务,通过多租户、加密、ACL授权机制确保系统和数据的安全性,此外,还具有非常完善的虚拟化特性。

它借鉴了业界领先的中兴通讯USPP(通用用户数据平台)架构以及为全球近200家运营商的服务经验,构建了新一代的面向5G网络云化数据层解决方案。

中兴通讯 CUDR 总体架构如图所示:

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图二 中兴通讯CUDR系统架构

中兴通讯CUDR采用服务化架构,由以下部分组成:

  • 接入服务:具有通用的接入网关,安全认证,数据访问接口,服务发现及选择接口,负荷分发等功能;

  • 受理服务:和企业运营系统交互,统一接入网关对指令检查和执行;

  • 订阅与通知服务:用于数据库事件的订阅,以及事件变化时的数据通知;

  • 结构化数据存储服务:针对结构化数据的存储管理,将数据对象组织成DIT(目录信息树);

  • 非结构化数据存储服务:针对非结构化数据的存储管理,使用Key-Value 存储模型;

  • 数据维护服务:提供导出/导入,数据分析,数据转换等数据增值功能;

  • 数据管理服务:实现数据系统的状态检测与报告,以及自动纠正等;

不同服务可以编排成不同特性的数据VNF,例如:

  • 全部服务的组合可以形成一个VNF,提供对结构化和非结构化数据的存储和管理;

  • 排除UDR服务和部分受理服务的组合可以形成一个对非结构化数据存储和管理的VNF;

  • 排除UDSF服务的组合可以形成一个对结构化数据存储和管理的VNF。

不同的数据VNF具有统一的生命周期管理和统一的运维管理,支持可编程核心网。

中兴通讯 CUDR支持超大规模的弹性,满足不可预测的数据增长,支持10亿级用户数据存储或100亿级记录存储。具备形成信息基础设施的多项核心能力:

  • 基于分布式计算和存储架构,具有海量存储、高并发、极致低时延的处理性能;

  • 地理分布式多维度容灾保证6个9 的电信级可靠性;

  • 数据安全和隐私保护构建CUDR安全生态系统;

  • 基于微服务思想的软件架构,自治自组织,提高系统敏捷性;

  • 多VNF的不同组合和灵活部署满足各种应用场景;

  • 数据开放及增值服务支持数据货币化,为运营商带来更多收益。

 

总结

中兴通讯CUDR解决方案统一了核心网设备中不同数据的存储和管理,有助于实现计算和存储分离,简化网络架构,提升网络敏捷度,有利于数据共享和数据增值;其灵活的部署模式和开放的数据接口,加速了新业务创新。

中兴通讯CUDR的思想是为下一代的电信云,基于低成本硬件和高效自动化创建,提供一个敏捷的信息基础设施。它采用微服务设计思想,基于3GPP对数据服务的要求,构建一个面向5G演进的统一云化开放数据层。

 

 

来源:C114中国通信网

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