SDN和NFV在5 G移动通信网络架构中的创新应用

张 梅

(阳泉师范高等专科学校，山西 阳泉 045000)

0 引 言

当前互联网技术迅速扩展的环境下，网络技术以及新型信息技术均得到了广泛的应用，使得无限移动通信的数据流量呈现持续上升的状态。这种情况使市面上不断推出各类新型智能业务，而新型智能业务需要在更便捷、更高效的无线移动通信技术的前提条件下才能实现有效应用。而5 G移动通信网络的研发，能在传统移动通信网络的基础上对相关技术进行有效整改与融合，同时将全新的移动通信网络网络技术完全结合到传统移动通信网络中，在确保网络灵活性、网络设备容量、运行效率以及时延等性能的同时，为广大用户提供更好的网络服务。但由于近年来网络用户的数量急速上升，导致对多项相关业务以及网络流量输出提出了更高的需求，这种情况在一定程度上为5 G技术的创新与性能完善带来了更多的难题。由此，本文通过分析SDN技术与NFV技术所具备的优势，论述在创新5 G移动通信网络架构中使用SDN技术与NFV技术的好处，分析SDN技术与NFV技术在5 G移动通信网络架构中的应用原理，探讨SDN技术与NFV技术在5 G移动通信网络架构中的创新应用。

1 SDN技术所具备的优势

1.1 集中控制

SDN(软件定义网络)具有控制软件与转发资源等特点，这代表着该技术能够将控制逻辑有效集中。除此之外，SDN技术所具备的控制器能够及时捕捉到全网落的动态转发表、网络的全局静态拓扑、故障状态以及资源利用效率等相关信息，并且能够根据实际的业务需求将资源进行统一优化以及调配(见图1)。图1所示中传统网络的链路负载不均衡，而SDN网络链路对流量负载能均衡转发。

图1 传统网络与SDN网络链路负载情况

1.2 促进网络虚拟化

SDN的南向结构具备一定的开发性与统一性，能够避免物力转发设备运行中存在的差异性，从而实现软件与硬件之间的有效解耦。不仅如此，当实现物理网络与逻辑网络之间的有效分隔之后，逻辑网络能够实现对相关束缚的有效突破，并根据网络的实际应用需求，做出对应的迁移与调配。另外，逻辑网络在运行过程中，能够根据用户对共享模式的需求，提供对应的技术支撑，以此确保用户能够获得更好的网络服务体验。

1.3 开放接口

由于SDN技术所含有的南北向接口具有规范化的特点，因此其能够起到支撑软件应用于网络集成的作用，在开放接口的过程中，能够结合对实际应用需求的反映，提供对应的网络服务和相关资源。另外，由于该技术不会受到专用硬件设备的限制，因此，在接口开放的同时，网络用户能够自由开发新型的网络业务，并顺利使用相关网络资源，在极大程度上缩短了新型网络业务的适应时间[1]。

2 NFV技术所具备的优势

NFV(网络功能虚拟化)技术属于移动通信网络架构中的核心技术，NFV技术能够在使用虚拟化模式的同时，应用相关服务器设备将传统的移动通信设备完美取代。并在解耦软件与硬件的同时，实现真正意义上的网络结构虚拟化。

2.1 强化业务的创新性

由于NFV技术所包含的网路功能具备一定的软件化优势，因此能够实现对网络功能以及新型网络服务的有效支撑与创新，同时能够适用于移动网络、固定网络以及全部数据信息的控制平面功能。另外，该技术能够有效强化网络资源配置与自动化管理的便捷性、创新性与伸缩性。

2.2 对支出成本实现有效控制

将NFV技术应用到5 G移动通信网络架构中，能够确保相关移动业务的开发或是更新脱离传统硬件的支撑，在实现软件假造的同时，实现对开发成本以及周期的有效较少，并且能够减少所需要的硬件设备数量，进而实现对支出成本的有效控制。

2.3 提升网络配置系统的工作效率

通过应用NFN技术，能够实现硬件功能与软件功能的解耦，且能够保证网络弹性得到有效提升，以此降低在调配硬件时花费的时间，从而实现配置系统在根据实际应用需求的前提下进行自动化系统部署，进而提升网络配置系统的工作效率[2]。

3 在5 G移动通信网络架构中使用SDN技术与NFV技术优势

3.1 效提高业务的开发效率

要想有效部署高级软件和硬件设备，就必须全面借助具备开放性的SDN技术与NFV技术，以此实现对高成本设备的有效替代。随着社会面貌的日益更新，有关硬件设备的相关标准越来越规范化，且加上现代网络功能所包含的虚拟性持续加强，使互联网的整体发展与运行更为广泛。在这样的背景下，当代移动运营商能够有效摆脱依靠传统软件进行升级的方法，实现对现有网络相关应用软件的全面革新，同时确保运营商在创新5 G移动通信网络架构的过程中所花费的成本能够得到有效降低，进而实现对网络架构创新的集中化管理。除此之外，通过使用SDN技术与NFV技术，能够实现对全网流量的有效控制，且控制过程更具便捷性与灵活性，以此实现对网络资源使用效率的有效提高，从而缩短新型网络业务的部署与开发周期，进而使5 G移动通信网络架构得到有效创新。

3.2 促进网络功能全面编程化

在创新5 G移动通信网络架构的过程中，通过应用SDN技术与NFV技术，能够确保网络设备数据面与控制面板的有效分离，在保留相关网络硬件底层功能的同时，使网络硬件的上层功能实现集中化，从而确保网络功能与网络应用得到全面程序化。

3.3 SDN技术与NFV技术具有互补性

SDN技术与NFV技术具有较强互补性，二者之间不仅能够实现有效融合，同时能够确保各自结构的独立性。由此，当二者联合使用时，能够确保将传统网络业务从专用位置与硬件设备中分离出来[3]。

4 SDN技术与NFV技术在5 G移动通信网络架构中的应用原理

4.1 SDN技术与NFV技术的实现原理与架构

SDN技术与NFV技术均属于5 G移动通信网络架构中的关键技术，二者之间具有互补性，在实现有效配合的同时，还能确保各自结构的独立性。要想有效强化5 G移动通信网络的部署能力，应将SDN技术与NFV技术联合使用到构建网络架构的过程中。通过使用无线网络控制器能够实现对无线资源的全面优化，在明确SDN技术与NFV技术主要功能的前提基础上，利用SDN技术实现对数据流量转发的有效控制，利用NFV技术实现对网络部署效率以及传输性能等方面的互相操作，并在减少运营管理流程的同时，使网络容量得到有效降低，进而实现两种技术在5 G移动通信网络架构中的有效融合。

4.2 SDN技术与NFV技术能够满足5 G移动通信的需求

SDN技术与NFV技术均属于创新5 G移动通信网络架构的重要技术，随着网络用户人数的迅速增加，导致网络流量以及设备的使用量也大量增加，这对网络资源管理以及运行效率等多方面的发展提出了更高的需求。5 G技术是一种由集合大数据、与计算等多项技术结合为一体的综合性网络，相较于现有的4 G技术，其在网络功能方面拥有更强的扩展延伸性以及更高的传输效率。将SDN技术与NFV技术联合部署与5 G移动通信核心网络中，能在构建网络架构的同时，满足5 G移动通信的需求。例如：通过快捷高效的进入网络部署服务，以此实现更高水平的动态重新配置与网络自动化；在分隔用户平面与控制平面的同时，对独立部署提供可靠支撑；在设计网络构架的过程中，能够满足5 G移动通信将物理实体转化为物力功能的需求，从而使网络功能更具模块化与软件化，进而实现对网络服务与网络资源的有效优化与调配。

4.3 5 G移动通信网络的发展需求

在时代日益更新的背景影响下，移动互联网得到了广泛的使用，传统的短信、语音等服务均受到了互联网应用的侵蚀与冲击。因此，移动运营商应采取有效的改进方案加强对传统业务的升级与创新，而SDN技术与NFV技术便是互联网不断发展的过程中出现的重要成果。随着互联网的迅速发展，庞大的网络用户数据以及网络使用情况等均成为了5 G技术在发展过程中需攻克的重要难题。只有提高快速部署新服务的效率，并完善网络动态重新配置与网络自动化，能够更全面的满足5 G移动通信网络的发展需求。另外，随着网络用户人数的迅速增加，实现网络功能模板化、用户平面与控制平面的独立运行与部署等均成为了5 G移动通信网络的重要发展需求[4]。

5 SDN技术与NFV技术在5 G移动通信网络架构中的创新应用

SDN技术与NFV技术均属于5 G移动通信网络架构中的关键技术，二者之间具有互补性，在实现有效配合的同时，还能确保各自结构的独立性。将上述两种技术同时应用到5 G移动通信网络架构的创新中，能够有效强化底层网络对上层网络需求的响应速度，同时确保上层网络的应用能够更好的满足用户的需求。将SDN技术与NFV技术融合应用到5 G移动网络架构创新中，能够更好的促进5 G技术的开放性与创新性，以此满足当代网络用户对网络运行系统以及应用软件的相关需求。无线网络控制器在整体网络系统中起到的主要作用，是为了实现将无线资源的有效优化。使用SDN技术的控制器能够实现对相关网络流量以及网络数据的有效控制和转发，而NVF技术能够有效实现网络架构的虚拟化。网络架构通过SDN技术实现分离与控制，以此在提升传输性能、简化互操作性的同时，使网络自动部署效率得到有效强化。SDN技术与NFV技术在5 G移动通信网络架构中的应用主要包括以下几个方面：

5.1 无线网络资源动态配置

5 G移动通信网络架构通过使用SDN技术与NFV技术，能够将无线网络资源进行实时调动。一般来说，在借助无线网络分片的前提基础上，能够确保RAN网络、传输网络等应用到正常的网络业务中，当网络容量出现急剧上升的情况或是发生严重安全事件时，可使用SDN技术的控制其或是无线网络控制器，在提前预设的情况下，对相关设备传递规则，从而起到重新配置无线资源以及网络资源的作用，进而降低网络安全事件的发生率。

5.2 实现硬件设备标准化

在5 G移动通信网络架构的创新过程中使用SDN技术与NFV技术的关键作用在于这两种技术可以实现对硬件与软件的有效解耦，以此在保留网络硬件设备转发功能的同时，使网元设备各功能能够从专有硬件之中分离出来。同时，将SDN控制器用作应用程序，并将其集中部署与网络操控系统中，以此实现将数据面与王阔设备控制的有效分离，进而促进网络虚拟化。另外，各类网络功能需求均可通过应用软件得以实现，使用SDN的标准化接口，同时将NFV服务器上进行操作，在实现硬件设备标准化的同时，实现对网络资源与网络流量的灵活控制。

5.3 从真正意义上实现网路功能的虚拟化

传统的网络系统在运行过程中具有一定的封闭性，且该运行状态常出现无序的情况，这种情况导致传统网络系统在运行过程中，存在功能冲突的问题。通过使用NFV技术中的X86硬件以及网络虚拟化技术能够实现对传统网络系统的有效完善，同时，使用SDN技术的功能抽象以及软硬件解耦，能使网络设备功能突破传统硬件带来的限制，进而实现对网络新型业务开发速度的有效推进，以此实现对网络架构灵活性与扩展性的有效提升[5]。

6 结 语

综上所述，随着5 G移动通信网络技术的不断研究发展，其网络架构以及网络传输容量得到了进一步强化，以此确保广大网络用户在今后能够享受到更高质量的体验。站在现阶段移动通信网络的发展角度看，5 G移动通信网络的出现对现代社会的发展与人们的生活均有着重大现实意义，在未来必定成为移动通信产业中最受欢迎的技术之一。除此之外，5 G移动通信网络技术在使用过程中，能够实现对数据存储与数据传输的有效控制和分离，这代表着网络设备的利用效率会得到进一步提高，且能够延伸网络设备的使用寿命，这为今后的技术发展创造了更多可能性。