5G网络切片：跨域实现与运营解析

### 5G 网络切片：从多域实现到运营细节 #### 1. 网络切片在不同网络域的实现 网络切片在无线接入网（RAN）中的应用，有一个独特之处在于引入了专门的功能，以确保在通用的无线电基础设施中，满足多样化且严格要求的网络切片能够顺利运行。若要高效复用频谱、无线电资源和诸如处理能力等基础设施资源，就需要采取措施来保障切片的独立性，防止一个切片出现的问题（如过载、设备故障或安全攻击）影响到其他切片。例如，5G 环境下可能会引入多切片的服务质量（QoS）和资源管理功能。 ##### 1.1 跨不同管理域的切片支持 目前，切片概念主要与单提供商切片相关，即服务提供商在自身管理域内利用自有资源创建和部署切片。然而，迈向 5G 目标的关键一步是实现跨提供商切片，将不同管理域的资源整合为端到端（E2E）的多提供商服务，这对于最大化资源利用率、避免过度配置资源以满足 5G 服务的质量和性能要求至关重要。 目前，这一问题尚无已知的解决方案。此前，资源编排和切片组合主要在单提供商层面进行考虑，不过主要的标准化工作组已经开始关注这一扩展场景。 跨提供商切片意味着切片可以由部分或全部位于不同管理域的资源（如虚拟计算、存储和连接资源）组成，这也被称为资源切片。这些跨提供商切片还可以与其他切片、虚拟网络功能（VNF）和连接资源进行编排，形成更复杂的跨提供商服务，即服务切片。 实现这一目标的关键在于，每个所需组件都要根据服务模型进行搜索、选择和配置。访问域实体在寻找最佳资源来编排和配置切片时，不能详细了解被访问域的内部情况。被访问域需要通过合适的服务目录展示可用资源，以抽象且相互理解的方式描述这些资源。编排提供商应能够选择切片所需资源并按要求使用，同时与被访问域的其他部分保持完全隔离。 以下是跨提供商编排中的切片架构： - 各管理域继续运营自己的基础设施、低级控制器和单提供商资源编排器。图中的 I5 接口是本地编排器与基础设施资源之间的传统域内接口。 - 在传统单提供商层之上，有一个多域编排器（MdO），通过 I3 接口与域编排器通信。每个 MdO 在逻辑上分为资源 MdO 和服务 MdO 两个子模块，分别负责资源切片和服务切片的实现。 - 不同域的 MdO 编排器通过东西向的 I2 接口通信，该接口用于展示各提供商的可用资源、协商资源/服务的互配置、交换切片生命周期管理信息以及共享业务层信息。I2 接口包含多个子接口，例如： - I2 - R：用于共享跨提供商生态系统中可用的资源级细节（计算资源和网络拓扑）。 - I2 - S：便于进行服务生命周期管理操作（如实例化、终止等）。 - 资源编排层和服务编排层通过 Sl - Or 接口相互连接，为服务 MdO 提供可用资源的视图。 在切片配置流程中，有一个参与提供商作为前端提供商，通过 I1 接口直接与请求切片配置的用户交互，该提供商是用户关系的最终所有者，但需要确保所有提供商合作管理切片，并通过业务模型合理分配责任。 跨不同管理域配置和使用切片需要解决以下几个关键问题： - **规范**：定义通用的数据模型，创建切片抽象描述符或模板，可通过扩展传统数据模型（如 ETSI NFV 网络服务描述符）来包含跨提供商的附加信息。 - **暴露**：前端提供商的客户端 MdO 应能在服务目录类型的存储库中搜索其他提供商提供的切片模板，选择并购买相关服务水平协议（SLA）后进行配置。 - **切片控制**：客户端 MdO 除了获得用于连接切片与其他服务组件的用户平面（UP）端点外，还应获得一个额外的控制端点，用于内部访问分配的切片、配置内部资源，并与不同提供商的资源集成。通常通过 ETSI NFV MANO 架构中的元素管理（EM）等特定服务组件来实现。 - **隔离**：客户端 MdO 应能访问切片及其组成资源，同时与被访问域的其他资源完全隔离。因此，多提供商编排框架的设计需要集成安全措施。 - **切片生命周期管理**：客户端 MdO 应能监控切片的关键性能指标（KPI），检测可能的故障和不足，并在需要时触发相应操作。这通过 I2 - R 子接口共享本地提供商的相关指标，前端提供商收集并整合为 E2E 切片级指标，根据这些指标触发恢复操作。 ##### 1.2 E2E 切片的详细示例 以工业制造中的过程自动化用例为例，说明在由移动网络运营商（MNO）拥有的公共