5G具有獨特的挑戰(zhàn)，不僅能夠提供移動電話和超寬帶等服務，還能提供具有不同特性的新服務。這些服務包括低延遲機器通信，例如自動駕駛車輛和每平方公里可以看到一百多萬個設備的物聯(lián)網(IoT)。這需要對廣域網進行重大更改，來滿足不同應用所需的要求，如可靠性，可擴展性，低延遲和連接。

5G使分散式數(shù)據(jù)中心架構成為可能，例如多邊緣計算或MEC。本文將重點介紹IP / MPLS(多協(xié)議標簽交換)骨干網如何適應MEC以及使WAN服務與數(shù)據(jù)中心無縫連接所需的改變，包括實現(xiàn)這一目標所需的協(xié)議。但首先我們必須了解5G網絡架構的基本原理。

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如前所述，5G將引入比以往無線網絡更多的元素和服務。5G服務旨在提供10 Gb / s峰值數(shù)據(jù)速率和大量設備連接，首要要求是經濟高效地避免擴展瓶頸，這需要采用云原生原則，例如用戶和控制平面(CUPS)的分離。云原生服務將需要端到端(E2E)流量工程，網絡結構需要被設計為允許對每服務和每個租戶同時進行粒度切片。完全虛擬化還需要動態(tài)設置和將網絡功能(NF)自動連接到服務鏈中。為了確保該策略的目標與用戶最終的QoE結果相符，，閉環(huán)反饋環(huán)路保證將能夠對SLAs進行連續(xù)的監(jiān)控和動態(tài)資源調整。

我們需要一個開放，可擴展和統(tǒng)一的網絡架構，在電信云中無縫地統(tǒng)一這些世界，而不是孤立地看待WAN和數(shù)據(jù)中心網絡。因此，必須虛擬化物理網絡功能(PNF)，這意味著可以把用戶網絡劃分點從網絡設備或網關上的物理接口轉移到應用服務器上的虛擬網絡接口。隨著UNI轉移到服務器或葉子交換機，服務數(shù)據(jù)路徑將跨WAN擴展到數(shù)據(jù)中心基礎設施，以滿足確定性性能需求。

怎么做到這一點?無縫MPLS為實現(xiàn)這些功能是提供良好基礎和起點。MPLS已有10年歷史，它是一種成熟的協(xié)議。MPLS提供了端到端網絡架構，實現(xiàn)了大規(guī)模網絡域之間的無縫互通和第2/3層服務融合。但是，它不提供端到端流量工程，也不能實現(xiàn)VNF無縫互連到數(shù)據(jù)中心，也不支持傳輸網絡切片或服務功能鏈接。

要實現(xiàn)這些功能，我們需要從無縫MPLS發(fā)展到滿足更多功能的5G技術。改進后的無縫MPLS需要為電信云邊緣和核心數(shù)據(jù)中心中的分布式網絡文件系統(tǒng)(NFS)實現(xiàn)靈活，無縫地連接。統(tǒng)一的IP / MPLS廣域網仍然至關重要，但它最終需要支持端到端拓撲感知和面向服務的流量工程，以確保服務等級協(xié)議(SLA)有效性。

應該支持許多關鍵協(xié)議：

• 以太網VPN(RFC 7432)是數(shù)據(jù)中心網絡虛擬化的事實上的標準，它提供了虛擬網絡服務VNFs之間的第2層(L2)或第3層(L3)虛擬專用網絡連接。NF信息通過BGP控制平面的多協(xié)議擴展進行交換，這比傳統(tǒng)的地址泛洪和學習策略更具可擴展性。EVPN還可以包括PNF，以支持包括網絡本機或云本機功能的服務。
• 分片路由(SR)是一種高度可擴展的基于源路由的方法，它利用常規(guī)IGP路由協(xié)議(如OSPF，IS-IS和BGP)來分發(fā)拓撲信息，并且只需要SR頭端路由器來保持轉發(fā)狀態(tài)信息。因此，SR支持動態(tài)流量工程(TE)和顆粒流應用轉向具有各種寬松或嚴格的路由約束，包括帶寬，延遲，路徑多樣性。
• SR-TE策略定義源和目標節(jié)點之間的受約束的最短路徑，通過該最短路徑可以到達NF(例如，聚合路由器，架頂式交換機或葉子路由器)。SR-TE策略概念將轉發(fā)控制和數(shù)據(jù)平面分離，這使得能夠在各種底層數(shù)據(jù)路徑技術(包括MPLS，UDP或IPv6)上實現(xiàn)抽象SR-TE策略。SR-TE還隱式支持多路徑路由，允許在滿足SR-TE路由策略的所有可用鏈路上對流量進行負載均衡。

總之，向云原生5G架構的演進會創(chuàng)造出一個更加開放，可擴展和統(tǒng)一的網絡架構，從而可以統(tǒng)一電信云和數(shù)據(jù)中心。這意味著，數(shù)據(jù)中心和WAN之間沒有人為障礙，也沒有數(shù)據(jù)中心網關參與服務平面。消除網關能實現(xiàn)基于SR和SR-over-UDP的E2E流量工程，E2E BGP控制平面和數(shù)據(jù)平面中的E2E分片路由。

在推出完整的5G架構之前，我們還有很長的路要走，但這些變化是體現(xiàn)5G服務互操作性，兼容性和可擴展性的最佳實踐。