基于网络切片技术的5G网络监控解决方案

5G时代已到，“新基建”的提出更是推动着5G的快速发展。5G在新基建中处于最根本的通信基础设施，是新基建之首，可以为大数据中心，人工智能和工业互联网等其他基础设施提供重要的网络支撑，还可以将大数据、云计算等数字科技快速赋能给各行各业。所以为了满足不同行业的差异化需求，5G的实施需要网络切片技术来实现。目前相关人士认为网络切片技术是5G网络商业化的关键，是各大运营商服务于各类垂直行业的基础。

网络切片的概念

2G到4G网络相对单一的上网和通信的需求相比，5G网络更多的面向应用，针对不同的应用场景，需要使用不同的组网方式，如果使用单一的组网方式来部署不同的场景，极有可能网络架构复杂或者网络内部产生冲突，甚至无法完成部署。5G时代，应用场景多变，网络结构更加复杂，因此需要更加灵活的网络部署方法和组网方式，而网络切片正是这样一种按需组网的方式。
网络切片，简单来说就是将物理网络进行分割为逻辑相互独立的端对端的虚拟网络，并且每个虚拟网络都有相应的设备和核心网。每个虚拟网络都有不同的功能特点，适用于不同的应用场景和需求。由于虚拟网络之间逻辑独立，所以当某一个虚拟网络发生故障，其他虚拟网络能正常运作。

网络切片的优势

网络切片是伴随着5G来临重要的网络功能革新，它具有多项优势。

根据需要来自由选择自身特性，如低延时，高速度，高吞吐量，流量容量等等。这样使用该技术运营商能更好的为客户提供服务，客户也能根据自身的需要选择合适自己的产品。
便于实现冗余功能的移除和新技术的添加。
与可共享优化资源的底层基础设置设施相结合，加大了对资源的利用，降低了成本。
网络通讯高质量保证。网络切片后，各个子切片网络之间的端对端通信相互独立，而不是盲目通过提高宽带，来改善网络质量从而保证了网络的通信质量。

网络切片技术的核心

网络切片技术的核心是NFV（网络功能虚拟化）和SDN（软件定义网络）。NFV从传统网络中分离出硬件和软件部分，硬件由统一的服务器部署，软件由不同的网络功能（NF）承担，从而实现灵活组装业务的需求。而SDN可以集中构建和更改网络，而不是网络管理器从设备之间手动迁移。在网络核心中，SDN和NFV将各个切片的网络组件虚拟化以满足特定的需求。

复杂的SDN / NFV环境监控面临的挑战

随着5G技术的不断发展和网络切片技术的应用，SDN / NFV环境不断变化且越来越复杂。电信运营商正面临着各种技术，各种接口，协议以及网络中裸机，虚拟化和云化的组合日益复杂的问题。网络本身可以跨越远程站点到多边缘计算，这使得越来越难理解网络本身。

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Cubro解决方案-SDN / NFV环境中的监控系统

Cubro的软件定义（SDV）可见性解决方案可以发现网络资源，并将网络资源映射并存储到数据库中。SDV解决方案可以实时检测网络配置更改，并通知网络运营商谁可以通过触发自动执行必要更改的工作流流程来实施备用SD可见性配置，从而使网络监控和安全工具或功能能够连续获得相关的网络流量。使用此信息，CSP可以实施替代配置以促进网络重新配置或解决服务降级。使用相同的信息来创建服务流，从而使可见性层的管理和配置更加简单。
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虚拟和物理分流：

虚拟和物理分流提供对原始数据包的访问；这对于任何可见性应用程序都很重要。根据监视应用程序，需要部分或全部数据包。
Cubro认为网络可见性工具包括虚拟分路器、智能网卡和物理分路器的使用，具体取决于环境和云实施。由于预期分接点的数量较多，因此需要协调网络可见性(在某些网络中，100个分接点是标准的，虚拟化甚至进一步增加了分接点的数量)。

聚合、流量控制和数据包处理：

网络监视工具需要以指定的方式输入。聚合，过滤和数据包处理对于以正确格式向任何监视工具提供数据至关重要。当前的挑战是在网络可能具有以下条件时以正确的格式提供正确的数据：

封装在多个网络堆栈（overlay网络）中
工具的流量过多  
非对称流量（上下行隔离）
加密流量
虚拟网络中传输的流量
动态传输层，例如使用SDN

聚合和过滤还不够，因为网络更加自动化和敏捷。同样，网络可见性也必须遵循这种动态方法。

元数据提取：

元数据很重要，因为它提供了对网络及其行为的理解。
从不同来源（包括非Cubro设备*）从网络中提取元数据可以对网络拓扑进行建模并动态调整。元数据是为可见性结构本身生成的，以支持网络更改（自然也有监视工具也可以使用这些数据）。Cubro使用以下元数据：

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在可视化设备外的sflow（物理和虚拟）探
针的Nflow（如果需要）
DPI信息（如果需要）
VDS中的IPFIX（来自虚拟域的信息） 
来自OpenStack的Neutron接口（OpenStack的行为）
来自实时网络的BGP，以通过切片关联服务 
生产交换机和其他网络元素之外的配置
关联数据后，Cubro会生成网络的端到端动态视图。