核心网络虚拟化的相关关键技术研究

蔡建轩　李梅

摘要：在社会发展新时期，我国计算机网络技术得到充分发展，网络在人们生产生活中的应用越来越广泛。在网络发展新时期，虚拟化技术的应用有利于实现对各种网络资源的灵活调度，提高网络资源的利用效率。由此可见，网络虚拟化具有重大意义。该文结合移动核心网络实际情况，介绍了核心网络虚拟化的重大意义，并在此基础上对核心网络虚拟化中的一些关键技术进行了分析，希望对今后核心网络虚拟化的发展能够有所帮助。

关键词：核心网络；虚拟化；关键技术

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8603-02

在21世纪，我们进入到信息化和网络化的时代，在这种时代背景下，网络在我国经济社会发展和人们生产生活中发挥着重要作用。近年来，随着经济社会和科学技术的发展，人们对网络的依靠程度不断增强。在网络发展中，核心网路其中一个重要组成部分，多年来，核心网络以其独特的地位为我国经济社会发展做出了重大贡献。目前，在核心网络发展的同时，各种虚拟化技术也在不断发展，虚拟化技术在核心网络中的应用使核心网络处于一个虚拟的运行环境之中，它不仅可以扩大核心网络中硬件的容量，而且还可以简化核心网络中各种软件的配置，对于提高核心网络的工作效率具有重大意义。因此，在网络发展新时期，为了顺应时代发展潮流和满足现实发展需要，我们要加强对核心网络虚拟化的研究和应用，从而使核心网络进入到一个新的发展阶段，使它更好地为我们提供各种网络服务。这里，我们就以移动核心网络为例，对核心网络虚拟化关键技术问题进行探讨。

1 核心网络虚拟化的重大意义

在具体的应用中，核心网络处于核心控制层位置，是移动核心网络中各种业务得以实现的关键性网络。目前，用户的数据和语音业务不断增加，这对移动核心网络提出了新的要求和挑战，而过去传统的网络架构和部署方法已经不能满足新时期的发展要求。鉴于此，我们要促进移动核心网络虚拟化变革，从而使移动核心网络更好地满足广大用户的需求。具体来讲，移动核心网络虚拟化的重大意义主要表现在以下几个方面。第一，有利于提高网络硬件资源调度的灵活性。在移动核心网络中，由于受到部署方式等因素的影响，网络中硬件资源的共享程度比较低，资源调度的灵活性比较差，导致日常工作中无法依据业务需要来实现网络规模的缩减或者增加。而实现核心网络虚拟化以后，我们可以在同一网络或者不同网络间灵活地对各种网络资源进行调度，在很大程度上提高了核心网络设备的利用效率。第二，有利于提高新业务部署的速度。与现实中的网络相比，虚拟化核心网络还可以提高新业务的部署速度。比如，在现实网路中，移动核心网路中各种新业务的部署需要经过测试、购买设备、设备的安装和调试以及新业务的发布各个步骤，需要的时间比较长。而虚拟化核心网络在各个流程中可以充分利用网络中的各种资源和环境，大大缩短了新业务上线的周期。第三，有利于降低OPEX和CAPEX。在移动核心网络中，虚拟化技术的介入还有利于降低OPEX和CAPEX。具体来讲，首先，核心网络虚拟化对网络的配置、部署以及管理都进行了一定程度的简化，这样就有利于节省人力资源，从而也就降低了移动核心网络的OPEX。其次，在虚拟化移动核心网络中，它实现了网络硬件平台和网络中各种软件的有机结合，这样一来，网络中全部功能都是使用一个硬件平台，提高了核心网络资源的使用效率，也有利于降低CAPEX。

2 核心网络虚拟化中的关键技术

2.1 核心网络虚拟化架构

在移动核心网络虚拟化架构中，它主要由硬件层面和虚拟化层面两个部分组成。其中，在硬件层面，它主要包括网络硬件、计算硬件以及存储硬件等各种资源。在虚拟层面，它又分为虚拟功能部分和虚拟管理部分，虚拟功能部分主要是由各种虚拟化的网络功能构成，我们可以通过不同的软件实现不同的网络功能；而虚拟管理部分则主要包括虚拟化的网管、虚拟化的设施管理以及编排器等部分，主要负责虚拟化网络管理的实现。

2.2 核心网络虚拟化中的关键技术

在上述移动虚拟化核心网络架构中，各种虚拟化功能的实现主要依靠各种虚拟化技术。具体来讲，核心网络虚拟化中的关键技术主要包括以下几种。

2.3 叠加组网技术的应用

在虚拟化移动核心网络中，叠加组网技术可以在网络基础框架不进行大幅度改动的情况下实现网络应用的承载，同时还可以与其它核心网络业务隔离。在具体的应用中，叠加组网技术中的主流技术主要包括以下几种。第一，虚拟可扩展局域网。虚拟可扩展局域网技术是目前虚拟化网络中的一项重要技术。在具体的应用中，这种技术利用MAC-in-UDP封装在三层网络基础上叠加二层的网络，从而达到移动核心网络虚拟化的目的，它的应用在很大程度上解决了交换机访问受限制的问题。第二，通用路由封装。在核心网络中，我们可以使用路由封装隧道协议来构建一个虚拟化的二层网络，实现通用路由封装的虚拟化。就目前技术来看，这方面的应用还不完善，并且该项技术使用中隧道维护的费用也比较高。

2.4 虚拟化资源调度技术的应用

在具体的应用中，虚拟化资源调度技术的应用主要对网络中的业务功能和流量等各种资源进行虚拟化和调度。具体来讲，第一，网络虚拟化流量调度技术。在使用中，这种技术主要通过集中式的路由来进行流量的计算和调度，它打破了分布式的路由选路的局限性，有利于网络中流量的均衡，促进了核心网络结构的优化发展。第二，网络中业务链的调度。在虚拟化核心网路中，它也存在网关、防火墙以及网络负载均衡器等各种业务功能点，这些业务功能点对经过的流量进行一定的处理，它就会形成一个业务链。业务链技术的主要功能就是把流量灵活迅速地调度到网络中的相关的业务功能处理点并进行相应的处理，从而为广大用户提供网络服务。

2.5 虚拟集群技术的应用

所谓虚拟集群技术就是利用各种虚拟化技术把网络内部中的一些部件重新进行逻辑组合，以此来满足不同运营管理的现实需求。在具体的应用中，目前虚拟集群技术主要包括同构和异构两种。第一，同构形式的虚拟集群技术。在具体的应用中，同构形式的虚拟集群技术可以有效对平面扩展进行控制，从而把多个同一类型的设备转化成一个虚拟的逻辑设备，这样我们就可以利用网络中的资源控制器对多个设备进行管理，增强了各种资源调度的灵活性，有利于设备中资源的共享。第二，异构形式的虚拟集群技术。与同构形式的虚拟集群技术相比，异构形式的虚拟集群技术主要是利用分布式的技术对不同类型的设备进行整合，它能够在更大程度上缩减网络管理中的数量，从而提高核心网络中各种业务的工作效率。

3 结束语

综上所述，核心网络对我国经济社会发展具有重大意义。在核心网络发展中，核心网络虚拟化是核心网络发展中的一个重大变革。目前，在降低核心网络运营成本和提高核心网业务能力等动力的推动下，社会各界对核心网络虚拟化问题越来越重视。在核心网络虚拟化进程中，各种科学技术的发展进步为其提供了技术支撑，比如，叠加组网技术、虚拟化资源调度技术以及虚拟集群技术等。但是，从现实情况来看，由于相关研究和实践还不成熟，核心网络虚拟化进程中还面临很多问题，比如，标准化问题、安全性问题以及运行维护问题等。因此，今后我们要加强这方面的研究和应用，不断促进核心网络虚拟化的发展。

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