云計算核心技術剖析

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云計算核心技術剖析范文第1篇

2013年8月《關于促進信息消費擴大內需的若干意見》出臺，為信息產業的發展指明了道路，也為各企業的規劃提供了指導。在本屆大會上，來自信息產業的領導型企業高層、全國各地企業代表、行業信息化用戶等都圍繞這一發展趨勢展開熱烈討論。

中國信息產業經濟年會始辦于2001年，迄今已舉辦了12屆，已經成為中國信息產業界的年度盛會，是信息產業群體創新交流的重要平臺。

在本屆年會上，知名專家和業內代表就如何在宏觀環境下推動中國信息產業的繼續進步、以及企業該如何驅動實體經濟健康、良性發展等問題進行了深度研討。

當晚"成功企業家之夜頒獎典禮"上，主辦方還隆重揭曉了榮獲2013年度中國信息產業獎項的各項評選結果。（王柳）

關鍵詞

云巢iPC在線體驗平臺

本刊訊 針對傳統PC數據安全性低、總體擁有成本高、管理維護復雜、能源消耗高等問題，近日，北京云巢動脈科技有限公司（以下簡稱云巢科技）在京召開會，正式推出全球首個“線上PC”體驗平臺。

iPC在線體驗平臺主要包括iPC云數據中心、iPC運營中心、iPC云接入等幾個部分。通過云數據中心、運營中心、云接入三者的有機結合，以云巢十大核心技術為依托，將計算、存儲和網絡的基礎資源整合在一起，通過互聯網的方式為企業、個人提供云端PC服務。該平臺具有自助式服務、數據安全保障、自動故障恢復和動態調整資源等高級功能。（劉瓊）

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云服務平臺

本刊訊 作為下一代互聯網關鍵技術，SDN的本質是提升網絡對業務的快速靈活響應和對業務創新的快速支持。但目前的全球通用方式是采用OpenStack以軟件實現虛擬網絡，其缺點是只能實現部分的網絡能力軟件化，而在最關鍵的物理設備轉發上則無法實現。

近日，基礎云計算服務（IAAS）提供商UCloud上海優刻得信息技術有限公司（以下簡稱UCloud）宣布，與SDN核心芯片和交換機供應商盛科網絡有限公司（以下簡稱盛科）合作，UCloud成功實現SDN交換機在云計算IAAS中的運營，這在業界尚屬首次。

據介紹，UCloud此次的創新之處，正在于采用了硬件SDN交換機作Datapath Offloading，實現了大數據中心的虛擬網絡，可以同時獲得軟件的靈活性和硬件的卓越性能。UCloud此次還采用了盛科的V350開放SDN平臺。（張貝貝）

關鍵詞

TechEd 2013微軟技術大會

云計算核心技術剖析范文第2篇

【關鍵詞】計算機實驗室;虛擬云;云桌面技術;服務器

高職院校計算機實驗室承擔著常規的計算機課程教學和上機實訓任務，同時在保證正常教學的情況下，還額外為學生提供課外學習用機，并承擔著繁重的考試、培訓、教學實習任務等，必須確保計算機系統的正常運行，保障教學與實訓的暢通無阻，更好的服務于教學和科研。因此汁算機實驗室能否科學管理、自動化管理就顯得尤為重要。實驗室管理煩瑣復雜，管理難度大，涉及硬件管理、軟件管理、上機管理等，是一項完整的系統工程。而計算機軟件系統是實驗室管理的重點和難點，不僅要求管理人員要有較強的責任心，更需要采用先進的技術管理手段和管理理念。隨著云桌面技術的不斷發展，校園云建設已成為高校信息化建設的一個重要方向。探索和建設以云計算為核心技術的實驗室管理系統是實驗室管理的發展趨勢。

一、云桌面技術概念

云桌面是云計算定義的一種云技術，借助虛擬化技術，通過云終端或者其他任何與網絡相連的設備來訪問跨平臺的應用程序，以及整個客戶桌面，即只需要一個云終端設備，或者其他任何可以連接網絡的設備，通過專用程序或者瀏覽器，就可以訪問駐留在服務器端的個人桌面以及各種應用，服務器執行應用的界面通過網絡傳回云終端顯示出來，不需要更改后臺應用，并且用戶體驗和我們使用傳統的個人電腦一致。

二、云桌面計算機實驗室建設的指導思想和原則

利用計算機技術、網絡技術、存儲技術對高職院校各類型計算機機房的信息資源進行全面科學規范的集中化管理，集中化調配，并用科學規范的管理對這些信息資源進行整合和集成，以構成統一的信息化基礎架構管理，統一的資源管理和統一的權限控制。建設集中虛擬化管理的目的是將校內各類相對獨立分散的計算機實驗室系統進行統一的整合，有效的減小維護工作量，合理統一的調配實驗室計算機教學資源，從而大大提高實驗室管理水平。

運用云桌面技術建設實驗室應遵循以下原則：

1.先進性和穩定性

采用先進、成熟、穩定的云桌面虛擬化產品和技術，確保計算機實驗室穩定連續地運行。

2.可擴展性和可升級性

在保證目前應用需求的前提下，還要滿足未來發展的需要，為將來開發新的應用服務提供一個開放的、標準的、可擴展、可升級的基礎平臺，在服務器允許范圍類，可按需規劃，彈性分配，具有可擴展性和可增長性。

3.高性能和可伸縮性

具有高性能特性，支持學校統一管理和快速響應，并隨應用需求變化，例如計算機等級考試、擁有計算機基礎軟件教學、CAD實訓、外語語言教學、專業實驗教學等，隨時增加教學所需要的各種應用系統環境。另外，對于使用者的體驗習慣又和之前完全相同。

4.安全性和可靠性

充分考慮核心數據的安全備份和快速應急處理，云桌面方式下，數據與終端隔離，提供快速恢復機制，比傳統pc機房維護更為簡單。

5.易管理和易維護性

相對于傳統機房，其日常維護更加簡單，特別是軟件維護都在服務器端進行，使得終端的軟件維護量大大降低，所有操作界面方便、靈活、友好，易于維護，提高了工作效率。

6.高性價比和低總體擁有成本

云桌面平臺在滿足需求前提下，強調高性價比和低總體擁有成本。

三、基于云桌面的計算機實驗室建設思路

基本設計思路是采用主流虛擬化系統平臺（如vMware），將虛擬化和存儲結合起來，運算資源和存儲資源分離開，使虛擬機可以動態活動，在計算設備之間可以動態移動，在運算設備發生故障時可以無縫遷移到其它運算資源上繼續服務。基于云桌面構建虛擬實驗室，硬件投入要充分考慮教學實際需要。以建設計算機相關專業的教學實訓室為例，服務器和虛擬機的運算資源采用1：2配比，內存采用1：1配比，因此，服務器的CPU核數要多一些，內存要大一些。云計算的薄弱點在存儲，存儲上運行著全部的虛擬機文件，如果存儲故障，會使系統崩潰，教師的教學資料、學生的課程設計等將無法使用或損壞，因此，備份非常重要，需要充分考慮。采用云計算技術后可靠性已經有所保障，訪問性能可以通過提高虛擬機配置來實現。

四、具體實施

（一）系統虛擬化軟件及軟件服務云部署

系統及軟件服務云應包括操作系統、應用軟件及數據存儲分區等，可以定義為云中基礎資源。將各實驗室所需要的系統及軟件環境上傳到服務器以鏡像方式存儲在服務器中，作為可向終端提供的基礎服務資源，可隨時添加鏡像或者對鏡像更新、刪除等，來不斷壯大和優化系統及軟件云，以靈活應對和滿足教學實驗要求。在已經安裝了操作系統的物理服務器（桌面虛擬化）上部署虛擬化軟件，或者從裸機部署，在物理服務器上按正常安裝步驟安裝軟件，并開啟虛擬化功能。

（二）控制端配置

選擇具有Console端口的服務器作為管理機，通過一臺普通PC機或者筆記本，在瀏覽器輸入其中服務器的IP地址，進入配置界面來管理其他所有的服務器資源。

（三）構建終端地址池、構建資源池、虛擬桌面部署

由于計算機終端網卡MAC地址的唯一性，將終端MAC地址全部收集并存放到服務器，由此對終端進行集中統一管理。在完成虛擬化軟件的安裝以后，可以通過主機IP地址直接訪問虛擬化平臺，構建資源池，進行資源池，服務器，虛擬機的的添加和管理，制作鏡像模板，批量部署虛擬桌面、創建賬戶，根據教學需求可以給不同發的賬戶分配不同的桌面環境。

五、結束語

云桌面技術在計算機實驗室建設中的應用具有廣闊的前景，云技術是一種計算機資源、信息技術新的應用模式，與傳統計算機應用模式相比更加靈活，也更加經濟。基于云計算的實驗室管理系統是今后的發展趨勢，如何打破傳統手段，采用最新實驗技術，利用云平臺拓展新的實驗室空間，通過不斷的探索和嘗試，將新技術引入實驗室基礎建設，重塑充滿活力的、可持續發展的計算機實驗室，將云技術更好地運用于高校信息化建設及教學，這是新形勢下教學改革和高職院校實驗室建設發展需要的現實問題。

參考文獻

[1]張目，孔D.云桌面交付技術在高校計算機實驗室管理中的應用[J].計算機光盤軟件與應用，2013（01）.

[2]翁國秀.云桌面技術在高校計算機實驗室建設和管理中的應用[J].信息與電腦（理論版），2012（11）.

云計算核心技術剖析范文第3篇

1、統一標準

物聯網其實就是利用物體上的傳感器和嵌入式芯片，將物質的信息傳遞出去或接收進來，通過傳感網絡實現本地處理，并聯入到互聯網中去。由于涉及到不同的傳感網絡之間的信息解讀，所以必需有一套統一的技術協議與標準，而且主要是集中在互聯上，而不是傳感器本身的技術協議。現在很多所謂的物聯網標準，實際上還是將物聯網作為一種獨立的工業網絡來看待的具體技術標準，而應對互聯需要的技術協議，才是真正實現物聯網的關鍵。

2、安全、隱私

在物聯網中所有“事物”都連接到全球網絡，彼此間相互通信，這也帶來了新的安全和隱私問題，例如可信度，認證，以及事物所感知或交換到的數據的融合。人和事物的隱私應該得到有效保障，以防止未授權的識別和攻擊。安全與隱私這個問題，是人類社會的問題，不論是物聯網還是其他技術，都是面臨這兩個問題。因此，不僅要從物聯網內部的技術上做出一定的控制，而且要從外部的法規環境上作出一定的司法解釋和制度完善。

國內物聯網也早已上升到國家戰略的角度。2010年1月，中國物聯網研究發展中心在無錫掛牌成立，同月，無錫物聯網基地毫無爭議地出現在由工信部的《工業和信息化部正式批準第一批“國家新型工業化產業示范基地”》名單中。2009年8月7日，總理視察無錫并指示，要迅速在無錫建立中國的“感知中國”中心，同年底，國務院正式批復，在無錫建設國家傳感網創新示范區（國家傳感信息中心）方案。財政部日前印發《物聯網發展專項資金管理暫行辦法》，鼓勵和支持企業以產業聯盟組織形式開展物聯網研發及應用活動。資金支持范圍包括物聯網的技術研發與產業化、標準研究與制訂、應用示范與推廣、公共服務平臺等方面的項目，采用無償資助或貸款貼息兩種支持方式。[1]

要加快物聯網發展，需要解決新技術應用、高成本供給與小規模需求對接等問題。然而，這樣的規模并非政府簡單扶持就能一蹴而就。業內人士明白，就目前國內的物聯網產業基礎而言，芯片、傳感器、云服務等關鍵環節大都需要 “從頭開始”，系統集成等環節并非產業關鍵，培育真正具有競爭力的大型企業并非易事。而且與聚光燈下的無錫不同，在更多地方，物聯網依然是一塊需要爭搶的“香餑餑”，比如在上海這個一度被一些業內人士戲稱為“起了個大早，趕了個晚集”的城市。在總理視察無錫后，國內科研機構、企業、風投資金扎堆無錫，上海只能旁觀。在上海，物聯網并未被排入最優先序列，但在無錫等長三角的二線城市，它卻早已成為地方投資下重注、被視作趕超希望的“一號工程”。

通過物聯網，跨國巨頭們已給中國帶來越來越強大的威脅，傳統的經濟和安全邊界正被悄然顛覆。IBM力推的“智慧地球”在中國形勢大好，無論地方政府、機構還是企業，都從去年的觀望轉向“砸錢”實施。對于“智慧地球”在中國的火熱，業界普遍認為，在芯片、傳感器、云計算等物聯網產業鏈的關鍵環節，中國還遠遠落后，部分領域甚至未實現“零的突破”。而且，直到現在，物聯網仍不成熟，缺少商業模式，安全機制更屢被業內人士質疑，如果現在就規模化物聯網，占便宜的還是外資巨頭。美國正試圖用其信息網絡技術，控制各國的經濟，所以必須警惕“智慧地球”。中國要大力發展物聯網等新興產業，以搶占主動權。必須發展物聯網以應對國際威脅，但如果在不成熟的現階段貿然推廣，也可能將整個產業乃至整個經濟拖入深淵。這必然需要合理規劃，在兩者之間找到平衡。[2]目前，物聯網的基礎工業還不在中國，國內發展越快，最后越容易給外國人準備一個大市場。

在業內人士看來，“智慧地球”核心是基于傳感的物聯網絡和云計算，通過在基礎設施和制造業上大量設立傳感器，捕捉運行過程中的各種信息，然后通過傳感網，進入互聯網，通過計算機分析處理發 出智慧指令，再反饋到基礎設施和制造環節，從而提高生產效率。在中國，無線傳感領域的研究，早在上世紀90年代就已經開始，2004年開始在軍民兩個領域展開標準 化研究工作，2009年以來開始積極推進產業化。2009年8月7日，國務院總理視察中科院無錫微納傳感網工程技術研發中心，指示要迅速在無錫建立中國的“感知中國”中心。3個月之后， 在“讓科技引領中國持續發展”講話中，再次明確，物聯網為五大重點扶持的新型科技領域之一。自此，物聯網產業化迅速升溫。三大運營商、廣電、國家電網乃至產業鏈多家企業，及上海、無錫、蘇州、嘉興、重慶等地紛紛出臺各自的規劃或戰略， 甚至以物聯網為概念的上市公司股票也在資本市場上一路高漲。然而，物聯網的基礎工業還不在中國，發展越快，最后越容易給外國人準備一個大市場。雖然目前國內已經做了很多應用，但其中的芯片、傳感器等基礎硬件基本上都是進口國外廠商產品，真正自己核心知識產權的東西并不多，做集成的多，原創的少。在傳感器領域，基本上都是國外巨頭壟斷，國內少數幾家廠商，也大多是在國外的芯片基礎上加工，在操作系統、中間件、云存儲、云計算等各個環節，中國廠商都居下風，現在的應用很多都是用外資的產品。

面對嚴峻挑戰，我們應該本著可持續發展的觀念，統一、規范物聯網標準，抓住機遇，加快相關標準的研究和制定。對于在頂級層面，要在國際上積極參與物聯網的概念設計、框架規劃、標準制定工作，掌握物聯網的頂層話語權。要組建專業研究中心，重點對物聯網高度跟蹤，對社會需求進行探索，并對中國以及國際物聯網的對接進行前瞻性研究。對于地方政府的考核應慎重采用類似于“形象工程”的標準，嚴防少數地方政府，在缺乏科學、有效的規劃下，務虛冒進，最后由于缺乏核心技術提供持續動力而不了了之，造成資源浪費，誤國誤民。同時，還需在基礎層面進行切入，重點抓對商業模式的創新，著重利用規模效應帶來的成本下降作用，求真務實，探索游刃有余地調配各種性質資本投資之路，建立新的服務業態。[3]

參考文獻：

[1]田美花.基于RFID技術的生產執行系統關鍵技術研究.

云計算核心技術剖析范文第4篇

關鍵詞 電子政務 云計算 互聯網

中圖分類號：TP393.03 文獻標識碼：A

1云計算概念及其優點

云計算是建立在最新技術的基礎上，以相互交換信息、服務為主要內容的，一般都是處在虛擬時空中并且是不斷變化的。所謂“云”的稱呼是互聯網采用的一種比喻說法。狹義的概念是指計算機網絡從自身的需求出發來得到需要的信息的一種服務。此項技術和計算機、軟件設施以及網絡具有非常緊密的聯系。也就是說它可以通過互聯網進行流通，把它可作為一種商品。云計算具有節約成本、便捷簡單、資源優化、安全可靠、規模強大、低碳節能等優點。

作為具有公平、公正和共享特征的互聯網。云計算身為互聯網的一部分，也具有這一特征，因此也具有廣闊的發展前景以及深遠的影響力，而且從不同層面對我們的工作和生活進行影響和改變。

2云計算在電子政務中發揮的作用

2.1云計算背景下電子政務的機遇與挑戰

云計算對全局具有靈活的把控能力和部署能力，因此，政府將在未來的電子政務領域，減少對軟硬件設施的投入，使工作更有針對性，進一步促進規范、統一的工作模式。云計算最大限度的實現了既有IT投資的價值，幫助政府提高了公共服務能力和信息化水平，極大了推動了對教育培訓水平、社區公共服務、醫療服務水平的整體提高和改善。總體來說，云計算趕上了電子政務變革的大好時機，伴隨“政務云”的有效部署，廣大民眾將最大化的享受到高科技帶來的優質服務。

與此同時，云計算在一些方面還面臨著許多問題，比如在云服務的標準問題、安全問題以及云應用方面等的深入探究上，還需要做出更大的努力。涉及到電子政務領域，還需要彰顯一些個性化的特色，第一就是安全性，因為政府的工作會涉及到國家的安全性，不得不慎重選擇。第二就是對云平臺的部署上，要綜合考慮到云計算與傳統的IT部署方式的區別，因為政府部門是一國最龐大的“機構”，其云平臺的建設一定會牽扯到方方面面，所以，對部署方案的要求也就更加復雜，更加系統。第三，政府部門對云計算的部署及考察則具有“輕成本，重服務”的特點，而他們在易用性、穩定性、安全性技術支持能力、快速響應等方面的要求相對嚴格一些。

2.2云計算對電子政務的支持

2.2.1云服務的理論基礎

云計算的理論基礎主要來自長尾理論和帕累托改進理論。

2.2.2云服務的基本特征

一般來說，云服務具有以下特點：專業化提高了服務質量，規模化降低了服務成本預算，精細化增加了個性化服務的選擇范圍，自助化激活了用戶參與的動力，平民化拓寬了服務輻射范圍，這一系列優勢都在一定程度上增加了信息服務的廣闊范圍，促進信息服務熱度的進一步提升，使信息服務更有深度，更透徹，進而全面促進了全社會信息化的進步與發展。

現在，我國正積極開展云計算的應用，通過資金扶持、國家政策的方式，大力推進相關技術從概念走向應用層面。為了廣泛推進云計算的發展，我國工信部于2010年10月18日，確立了北京、上海、深圳、無錫、杭州等作為開展云計算服務創新發展試點城市。“十二五”規劃綱要及《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》，均強調了“云計算”是新一代信息技術產業的重要部分。接著，相應的云計算產業發展計劃或是應用計劃均在濟南、南京、上海、深圳、無錫、東莞、杭州等城市提出并開展試行。

3云計算背景下我國電子政務發展面臨的問題

科技的不斷發展，由此帶來了電子政務的發展并且不斷發展壯大，電子政務的成長壯大所經歷的時間極為短暫，但是其成長軌跡卻極為明顯，在它取得巨大進步的同時，也不可避免的會產生某些問題，因此對我國目前電子政務進行剖析，出現的問題如下所示：

3.1對電子政務建設重要性認識不足

目前人們對它的認識在不斷的加深，但是對于它進行建設的原因、建設的方法，很多人的想法還沒有成熟，很多意見眾說紛紜，人們從自身利益出發，發表有益于自己的看法，這也不利于電子政務的長遠發展，并成為其發展的障礙。主要有以下五個問題：（1）缺乏發展電子政務的動力；（2）使用主體對其缺乏足夠的重視；（3）對信息技術認識不成熟；（4）對電子政務的看法不一致；（5）“重建設，輕應用”的現象普遍存在。

3.2 管理中的不規范現象十分嚴重

（1）缺乏統一標準

（2）缺少專門管理

（3）制度建設不健全

（4）政府現有的運作體制存在弊端

我國在不斷的推行電子政務建設的同時，還存在一系列的問題，比如說資金分配存在明顯缺陷主要包含缺乏資本、浪費資本兩個問題；安全問題不容忽視；人才結構亟待調整等。

4云計算背景下我國電子政務建設的對策

4.1實現行政管理的理念變革

作為知識經濟時代政府管理的一種新型模式，要把新的理念融入整個體系中，全新的觀念涉及到：科學理念、法治理念、安全理念、責任理念、效率理念、服務理念、公平理念、民主理念這幾個方面。

首先，電子政務的全面展開勢必會涉及到相關部門的經濟利益問題，在一些政府部門，由于只有某些重要領導通曉電子政務建設的社會性價值，以及產生的社會意義，所以要從各級黨政領導開始轉變觀念，這樣才能促進電子政務的建設。

其實，發動廣大政府工作人員全心全意的根植于“執政為民”的想法，貫徹全心全意為人民服務的宗旨，把這項任務做到位，還是要進一步的了解電子政務在“三個代表”中的重要性；

最后，政府各部門要努力防止和克服本位思想，從大局出發，為大局著想，把眼光放的更長遠，在思想動態的轉變上還得適應動態發展、管理創新的具體要求，樹立戰略性眼光。

4.2發展電子政務必須與我國的行政管理體制改革匹配

因為電子政務發展的關鍵在于體制問題，所以我們務必把解決在管理過程中的體制方面出現的一些癥結，置于首要考量的位置之上，這樣才能搞好政府信息化的建設，而且為我國電子政務的發展不斷提供后方保障或創造有利的發展條件。

4.3積極推進電子政務的核心技術發展和標準的制定工作

進一步的推廣電子政府建設，就必須要把技術研究的核心問題作為頭等大事。政府在這方面的扶持和指導占據很重要的地位，有效的政府資助不僅可以緩解系統兼容，提高統一性，還可以確定正確又穩妥的研究方向，大大的促進了研發性能的有效提高。

4.4大力加強電子政務的基礎性建設

關于基礎設施建設，重點關注并解決以下四個方面的問題，一是要解決好弱勢群體使用設施問題；二是要解決區域性基礎設施建設問題；三是要解決落后地區基礎設施建設問題；四是要解決全局性基礎設施建設問題。

4.5著力解決好電子政務安全問題

電子政務建設的關鍵問題之一是安全問題。我們應采取措施，加大投入比例，促進發展，務必強調信息安全和網絡發展和進程，把他們提高到一個戰略性的位置上，高度重視。最后也可以利用自主知識產權確保電子政務的安全運行與進展。

5結論

當前，電子政務已經順勢造起云計算社會發展的大方向，這對于傳統的政府管理模式來說，是一種新的挑戰。政府創新與信息化的融合與交匯是集理論與實踐與一體的一個課題。電子政務建設已然成為了一個融合了多門學科知識的新領域。但對電子政務及有關理論知識的研究是建立在技術研究之上的，然而就電子政務本身而言，其較好的發展還是主要依靠理論知識來進行解決和研究。

參考文獻

[1] 張馨戈.云計算背景下我國電子政務建設研究[D].吉林大學.2013.

云計算核心技術剖析范文第5篇

【關鍵詞】云計算 NFV SDN 軟件網絡

[Abstract] 5G standards were broadly discussed in ITU-R， 3GPP and IEEE. The requirements and potential technical methods were analyzed in this paper. The further softwarization of network， CTNet2025， which was strongly promoted by China Telecom， was believed to be able to drive 5G development greatly. Meanwhile， the corresponding solutions and suggestions were provided.

[Key words]cloud computing NFV SDN software network

1 引言

2016年7月11日，中國電信公開了《中國電信CTNet2025網絡架構白皮書》，明確表示以“做領先的綜合智能信息服務運營商”作為十三五發展的戰略愿景，即以智能連接、智能平臺和智能應用為核心，推進網絡智能化、業務生態化、運營智慧化。CTNet2025網絡架構重構計劃準備在2025年前構建一個以“簡潔、敏捷、開放、集約”為特征的新一代網絡，這順從了整個通信網絡軟件化的大趨勢。

為應對4K、8K等高清視頻和VR（Virtual Reality，虛擬現實）等新視頻為主的數字洪峰，進一步提升網絡性能，ITU-R從2012年開始研究5G技術，即IMT-2020。目前，5G愿景和需求已經完成，其設計目標同時滿足高速廣域、超高速熱點、低功耗大連接、低時延高可靠等四大應用場景。ITU-R計劃于2018年開始5G候選技術的征集和標準評估。3GPP則確定了5G標準化的兩個階段：第一階段R15于2018年第二季度完成；第二階段R16于2019年12月完成。2016年7月11日，美國最大的移動運營商Verizon宣布完成自己的5G無線標準；7月14日，FCC全體委員一致投票贊成開放近11 GHz的高頻頻譜用于5G網絡，應該說5G的研發和標準化已經到了快速發展期。

在RAN（Radio Access Network，無線接入）技術上，從FDMA、TDMA、CDMA到OFDMA，每一代移動通信都采用了革命性的新型多址接入技術；在CN（Core Network，核心網絡）技術上移動通信則經歷了模擬交換、數字交換、IP分組交換等重大變革。為了滿足5G各種種場景下的多樣需求，本文認為采用軟件化的網絡實現智能化是應對的重要策略，即使用SDN（Software Defined Network，軟件定義網絡）/NFV（Network Function Virtualization，網絡功能虛擬化）技術將網絡編寫為軟件，并在基于云的硬件或定制化的硬件上對其進行運營。本文將針對5G的需求，分析SDN、NFV等技術的應用思路。

2 SDN/NFV等軟件化技術對網絡智能化 的進一步提升

SDN是將網絡的控制平面與數據轉發平面進行分離，采用集中控制替代原有分布式控制，并通過開放和可編程接口實現軟件定義的網絡架構。SDN側重通信網絡的配置、感知、自動控制，從而更加敏捷和智能，可以解決現網新業務開發周期長、自動化程度低、統一調度難等問題，實現自動化細粒度管理。目前的共識是在傳送層，如IP網和傳送網等率先引入SDN，實現網絡的智能調度和開放。

NFV是指利用虛擬化技術，采用標準化的通用IT設備（x86服務器、存儲和交換設備等）來實現各種專用的網絡功能，目標是替代通信網中私有和封閉的網元，實現統一的硬件平臺加業務邏輯軟件的開放架構。NFV通過硬件通用化和功能軟件化來實現基礎設施軟硬分離，而促使網絡從專用硬件、軟硬合一、成本高、升級更新難、業務上線慢等向軟硬件解耦、降低CAPEX/OPEX、軟件功能按需靈活部署、新業務快速加載、標準硬件按需擴容轉變。由于通用的服務器設備市場規模遠大于專用電信設備，單位計算性能價格比遠低于電信設備，并且成本下降和更新周期的幅度數倍于電信設備，這樣能夠以更低成本引進新IT設備，也減少了對單一解決方案提供商的依靠或被捆綁。NFV可以將網絡功能（路由、地址管理、防火墻、DPI等）形成獨立的APP在云上運行，這要求網絡建設和維護采取與IT云類似的方式。目前的共識是率先在核心網和城域網邊緣引入NFV以實現網絡的彈性可拓展。

總之，引入NFV/SDN等新技術后，網絡具備編程能力，資源具備彈性可伸縮能力，可以主動適應各種互聯網和物聯網應用所需。另外，廣泛使用后可以降低成本和增加穩定性，這對5G系統的無線接入、核心網等方面都有一定的影響。下面將分析NFV和SDN在5G中的潛在應用。

3 NFV在4G/5G中的潛在應用

目前，4G核心網絡是采用全IP化運作架構的封閉式網絡系統，由單一設備負責單一專屬功能，網絡拓撲最上層是核心路由器層，中間為邊緣/接入交換器層，下層是服務器集群、儲存媒體網絡，所有EPC的網元如管理用戶注冊和移動性的MME（Mobility Management Entity，移動性管理實體），都在這些服務器上運行。

4G核心網絡上最重要的功能除了EPC之外就是IMS，其虛擬化方案分別被稱為vEPC和vIMS。它們就是現有4G核心網絡的相關專用網絡設備的功能以軟件的方式虛擬化，并經由云計算硬件資源虛擬化為多個VM（虛擬機），這會大幅提升EPC網絡組件部署和更新的敏捷性，并實現設備容量按需求彈性擴充，提升系統服務水平。移動網絡經過功能虛擬化后，可以進一步實現云化。網絡的云化是指通過統一靈活調用各種網絡資源，實現低成本、高效率、大規模地處理海量信息并提供ICT服務。無線接入網的BBU部分叫邊緣云，而核心網部分叫核心云，從而組成網絡云，該架構可以提前實施，有利于向5G平滑演進。

4G網絡主要為高速移動互聯網和智能手機設計。未來5G不僅僅是面向人，同時也將滲透到物聯網等領域，作為互聯網+的基礎設施，滿足工業、醫療、交通等垂直行業的信息化服務需要。未來業務類型的多樣化促使5G技術需要解決不同應用場景下的需求，為用戶提供高清視頻、虛擬現實、自動駕駛和智能交通等極致業務體驗，全面實現極速、柔性和綠色的目標。這一切都要求5G核心網絡不能再使用昂貴且復雜的專屬軟硬件設備，需要采用一般通用目的服務器（通常是x86 服務器）和IP路由器、以太網絡交換機。

5G時代，將有各種應用終端接入網絡，這些終端可能分屬不同的垂直行業，它們具有不同的特點和需求，對于網絡的地理覆蓋區域、持續時間、容量、移動性、安全性、時延、可靠性以及計費方式的需求是不同的，這就促使5G網絡切片技術（Network Slicing）應運而生。網絡切片就是將一個物理網絡切割成多個虛擬的端到端的網絡，每個虛擬網絡之間，包括網絡內的設備、接入、傳輸和核心網是邏輯獨立的，任何一個虛擬網絡發生故障都不會影響到其它虛擬網絡。每個虛擬網絡具備不同的功能特點，面向不同的需求和服務。比如針對5G的四個場景：廣域高速互聯網接入（如高速下載）、熱點超高速互聯網接入（比如高清視頻、虛擬現實等）、海量物聯網、低時延物聯網，可將NFV核心網絡分為四個切片：

（1）VR切片：原來接入網中的數字單元和部分核心網功能被虛擬化后，加上存儲服務器，統一放入邊緣云。而部分被虛擬化的核心網功能放入核心云。

（2）高速下載切片：原來網絡無線接入部分的數字單元被虛擬化后，放入邊緣云。而原網絡的核心網功能，包括IMS，被虛擬化后放入核心云。

（3）海量物聯網切片：由于大部分傳感器都是靜止不動的，并不需要移動性管理，在這一切片里，核心云的任務相對輕松簡單。

（4）低時延物聯網切片：由于對時延要求很高，為了最小化端到端時延，原網絡的核心網功能和相關服務器均下沉到邊緣云。

如圖1所示，每個切片內部實現資源共享和相同的QoS目標，不同切片的功能差異如果特別大，則不必考慮資源的共享。

當然，網絡切片技術并不僅限于這4類，將來運營商可以隨心所欲地根據具體的應用場景需求對所需的網絡功能進行定制剪裁和靈活組網，實現業務流程和數據路由的最優化。顯然，NFV是網絡切片的先決條件，網絡虛擬化后，運營商可以根據業務模型對網絡資源進行動態分配和調整，提高網絡資源利用率；也可以根據客戶要求隔離不同業務場景所需的網絡資源，提供網絡資源保障，增強整體網絡健壯性和可靠性。

另外，5G新場景所需處理的高密度、高容量和大連接等特點，都要求5G核心網絡能夠承受巨大的系統容量與保持一定的穩定度。這樣，云端虛擬化的優勢也就能發揮出來，比如在NFV基礎設施層提供冗余保護，不再依賴實體模塊，另外云端虛擬化資源的抽象屬性使得其上運行的虛擬化的網絡功能模塊不會由于某個實體服務器或網絡連接出錯而產生服務中斷。EPC關鍵組件的虛擬機可以運行多份副本，一旦主VM出錯，備用VM就可以迅速接手。

國外許多運營商在4G階段后期開始移動核心網的虛擬化改造，比如日本NTT DoCoMo公司今年3月份就實現了vEPC的商用，其驅動力就在于減少CAPEX/OPEX、快速提供業務、采用開源軟件提高開放性、提高網絡的可靠性等。NTT DoCoMo在核心網虛擬化上采用多廠家集成和上下層解耦的思路，采用了統一的云平臺構建統一的vEPC云資源池。NFV部署則分步實施，開始選擇流量較小地區，目前所有的服務已經在流量較大的東京地區開始提供。這都為2020年順利提供5G服務做好了準備。

4 SDN/SDx在5G中的潛在應用

如果說NFV實現了系統級的軟件化，SDN則是網絡級軟件化的主要手段。通過引進SDN可以將封閉垂直一體的傳統移動網絡架構轉變為彈性化、開放、高度整合、應用導向的分層架構。但是由于5G對QoS保障有較高的要求，必須設計新的連接管理機制，如果直接使用SDN的轉發控制分離架構，現階段會存在海量連接而造成流表規模巨大、移動通信控制復雜而造成對流表的頻繁修改、精細粒度QoS需求的數據轉發需要進行多表項匹配而造成轉發性能低下等問題。本文認為“軟件定義”在5G中的潛在應用首先是在無線基站內部或者無線基站和回傳線路之間引入軟件定義的理念而實現所謂局部（系統內部或系統之間）的SDx。然后在業務提供方面向能力開放轉變，在網管系統方面向集中控制、全局智能轉變，最終實現控制與承載分離的云架構。

（1）RTI（Radio Transmission Integration，無線傳輸集成）

RTI是一個無線基站與回傳線路之間的智能協同，可以通過引入一個類似于SDN控制器的軟件RTI控制器來實現。如圖2所示，RTI控制器從無線基站、傳輸設備和核心網獲得相關信息，經過處理后按照QoE（Quality of Experience，體驗質量）最優、公平調度等原則進行智能決策，下發給基站或傳輸系統。

引入RTI機制的目的是獲得各種5G業務的QoE的最優化，主要表現如下：

1）擁塞避免：當某基站的傳輸線路發來擁塞信息時，RTI通過控制基站把用戶切換到臨近的其它基站上；

2）負荷均衡：RTI控制器獲得基站的詳細負荷信息后，可以優化對應的傳輸資源。

（2）CR（Cognitive Radio，認知無線電）

SDR（Software Defined Radio，軟件定義射頻）基站的射頻單元具備可編程和重新定義的能力，能夠實現頻譜的智能分配和多種網絡模式的支持，即能夠在同一套設備上實現多種網絡。這達到了移動運營商所要求的網絡低成本和高效率，SDR已經在4G中廣泛使用。

以SDR技術為基礎的認知無線電系統則具有學習能力，能與周圍環境交互信息，以感知和利用在該空間的可用頻譜，并限制和降低沖突的發生。CR系統中，在主用戶占用某個授權頻段時，次級用戶必須從該頻段退出，去搜索其它空閑頻段完成自己的通信，由于5G低頻譜將面臨和其他業務的共存，因此也將在5G中得到應用。

結合具體的應用場景，5G將會使用低中高頻譜。美國和韓國研發的則是基于28 GHz左右的高頻5G網絡。歐盟已確認700 MHz頻譜適用于5G通信，日本研發的是4.5 GHz前后的中頻率5G網絡。在國內運營商看來，只有熱點超高速場景會使用6 GHz以上高頻段，廣域覆蓋場景和物聯網場景5G的頻譜應該是以6 GHz以下的中低頻段為主。考慮到中低頻優質頻率資源的稀缺性以及電磁環境的日益復雜，在該頻段進行5G網絡部署時，采用CR技術比較合適。

（3）控制與承載分離的云架構

IMT2020推進組在5G網絡白皮書中給出了5G的云架構邏輯，5G包含了轉發平面、控制平面和接入平面。3個平面可以看做3朵云，其中接入云實現接入控制與承載分離、接入資源協同管理等功能，支持多種基站的異構部署場景；控制云實現網絡控制功能集中，網元功能虛擬化、軟件化、可重構，支持網絡能力開放；轉發云實現剝離控制功能，其轉發功能緊靠近基站，支持業務能力與轉發能力融合。

5 結束語

移動通信在1G到4G基本上是從話音走到數據、多媒體，但基本上還是面向人的，未來5G不僅僅是面向人，還要面向物、面向產業，特別是智能交通、智慧農業和工業互聯網等應用。在數據流量大幅增長、延遲敏感度應用快速發展、聯網人口與裝置數量及空間密集度大幅增加，以及創新性新應用快速發展等5G新需求的要求下，采用SDN和NFV技術的網絡軟件化成為必要條件。

通過本文的分析可知，運營商應該積極跟進，4G+階段就逐步引入SDN、NFV和云架構，打造適合自己的智能移動網，順應網絡軟件化的大趨勢。現階段可以提供靈活、多樣的業務和應用，同時也為將來5G的順利部署奠定良好的基礎。

參考文獻：

[1] Afif Osseiran. 5G mobile and wireless communications technology[Z]. 2016.

[2] 史凡，張成良. 基于SDN/NFV的電信網絡架構重構探析[J]. 電信技術， 2016（6）： 30-32.

[3] S Dahlfort， S Khan， J Rosenberg， et al. Radio access and transport network interactionCa concept for improving QoE and resource utilization[J]. Ericsson Review Journal， 2015.

[4] 肖清華. 蓄勢待發、萬物互連的5G技術[J]. 移動通信， 2015，39（1）： 33-36.

[5] IMT-2020（5G）推進組. 5G網絡技術架構白皮書[R]. 2015.

[6] IMT-2020（5G）推進組. 5G愿景與需求白皮書[R]. 2014.

[7] IMT-2020（5G）推進組. 5G概念白皮書[R]. 2015.

[8] 侯建星，李少盈，祝寧. 網絡切片在5G中應用分析[A]. 中國通信學會信息通信網絡技術委員會2015年年會論文集[C]. 2015.

[9] 王胡成，徐暉，程志密，等. 5G網絡技術研究現狀和發展趨勢[J]. 電信科學， 2015，31（9）： 149-155.