中国移动发布“敏捷网络”技术白皮书

2024/07/11 责任编辑:Hanson 访问:1184

随着数字经济已成为重组全球要素资源和竞争格局的关键力量,数字基础设施的建设以及数智化升级作为数字经济的底座,也愈发重要。算网基础设施敏捷能力提升已成为数字化应用技术创新的内生驱动力,为生态新兴产业提供快速孵化能力,助力中国移动数字化、数智化生态全面升级。本白皮书就如何高效高质量构建敏捷网络,从算网基础设施涉及的硬件、平台及业务等多层面进行剖析,以敏捷网络构成的核心技术体系、理念、流程和关键技术对敏捷网络的实现进行详细阐述。

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运营商网络云化现状与挑战

自2012年NFV理念首次提出以来,通信网络开启了以高效、可靠、实用为特点的基础设施云化转型,多厂商多组件解耦重构使得网络云化转型成为一个复杂的系统性工程。并且随着5G的落地和新兴业务场景的不断涌现,通信网络用户展现出对业务灵活性、高效可靠、弹性可拓展、可编程的强烈需求,运营商在持续不断探索更加高效高质量的规模落地建设方案。

在实际NFV落地及应用过程中,庞大、复杂的系统工程落地成本和现有NFV革新技术带来的收益无法同向比拟,运营商需要在NFV全生命周期过程中考虑全方位提质增效和针对供应商及用户均友好的操作流程,比如如何通过减少人工干预的情况下进行业务应用的快速部署及稳定上线,如何保证研发快速迭代和产品快速交付,如何实现大规模资源池在运营运维过程中的敏捷化流程及管理等方面寻求更加完善的解决方案及技术支撑。

结合电信行业自身特点,运营商网络敏捷化转型面临着以下新的挑战,即缺乏多厂商多产品快速集成验证通道;基础设施升级改造与架构重构极其复杂;亟需推动供应商敏捷技术孵化驱动和流程革新。

敏捷网络愿景与目标

敏捷网络以自动化、智能化、服务化为核心特征,为通信算网基础设施提供高效可靠响应能力的云网全生命周期解决方案,最终实现通信网络的自配置、自修复、自优化。中国移动提出面向算网基础设施的敏捷网络体系及理念,旨在尽可能在云网各阶段实现自动化能力,并通过敏捷能力平台框架进行更多场景的能力扩展,赋能自智网络向更高级别演进,最终聚焦以下三大目标实现中国移动基础设施数智化升级,即自动化能力贯穿全流程;多厂商敏捷协同;小步快跑,加快产品市场需求响应。

敏捷网络技术体系

敏捷网络基础设施“双循环”理念

为落实推动通信云网敏捷化演进,提升云化网络的自动化敏捷响应能力,中国移动提出CI-CT-CD“双循环”基础设施敏捷技术体系,助力运营商进一步提升云网的敏捷能力水平。

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图1 CI-CT-CD“双循环”基础设施自动化技术体系

CI-CT-CD 是Continuous Integration(CI)、Continuous Testing(CT)和 Continuous Delivery(CD)的简称。CI-CT-CD“双循环”体系旨在将离散的研发、集成、验证、部署/升级、监控、反馈工作流进行自动化、工程化、服务化实现,构建研发-运营一体化的敏捷流水线能力底座。该体系整合了云原生的关键技术和平台,将统一的自动化流程和工具嵌入云网研发验证交付多环节,助力端到端全流程一体优化,提升效率、确保质量,在满足云网“又快又好”的高标准建设交付要求的同时,确保高效完成网络云原生运维升级,又能提高相关流程和能力的自主可控,进而实现敏捷响应和质量保证的最佳平衡。

基于CI-CT-CD“双循环”理念形成平台化对外服务体系,正向依托“研发-验证”环对方案和产品快速验证,反向依托“验证-交付”环指导方案和产品迭代,左环提升效率、右环确保质量,加强方案和产品成熟,驱动中国移动云网数智化转型。

一是“研发-验证”环将统一的自动化流程和工具嵌入式使能研发验证交付多环节,助力端到端全流程一体优化。

二是“验证-交付”环聚焦快速上线,着力敏捷交付及运维运营快速反馈,以实现“研发-认证-部署-运维-反馈” 端到端有效衔接和循环回路。

中国移动以CI-CT-CD双循环体系实现云网全流程的“敏捷研发”、“敏捷验证”、“敏捷交付”。以自动化、平台化、服务化能力为技术理念,通过多种途径深入推进,加速信息服务型基础设施快速响应能力实现。

敏捷网络技术体系的三大核心要素

在运营商敏捷网络转型过程中,运营商与厂商协作形成的CI-CT-CD双循环敏捷网络体系,需要从传统“作坊”向“大规模敏捷流水线”方式转变,全面推荐流程、数据、工具三个方面的创新变革。

规范化的流程

运营商需要更加精细化的“流程管理”驱动所有作业实现最高效率的协同,包括并行优化、内容复用、任务灵活编排及闭环策略等。

标准化的数据

标准化的数据是全流程统一调度和多厂商、多产品互操作的基础,运营商需要统一定义标准化数据,作为全流程统一调度平台和厂商互操作的“共同语言”。IaC(Infrastructure-as-Code)是一种以编程方式来定义和管理基础设施的方法。在CI-CT-CD双循环体系的各个环节中,IaC技术被充分应用以助力各环节自动化实现的标准性和一致性。

自动化、自助化工具

基于规范化流程和标准化数据,引入一系列自动化工具。先从需要实现自动化能力的断点开始,由点及线贯穿全流程的自动化;由线到面扩展到全局应用场景,较传统工序实现数倍乃至数十倍的效率提升。

敏捷网络技术体系的规范化流程

硬件敏捷体系规范化流程

在硬件全生命周期过程中,通过采用ZTP、IaC、低代码开发框架、持续更新滚动测试的DevOps模式、统一的自动化测试框架等关键技术,形成以自动化为核心,面向跨厂商、端到端的自动化集成与测试能力体系。从而驱动实现“中国移动-厂商”闭环协作创新体系,让厂商研发参与到整个工作流中,打通研发与交付之间的壁垒,加快持续部署-持续测试迭代频率,持续推动设备组件成熟。

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图2  硬件敏捷标准工作流

软件敏捷体系规范化流程

中国移动提出统一的云平台及业务侧CI-CT-CD敏捷标准工作流,定义多厂商之间的集成对接、测试验证、部署升级方案,为现网高质量高效率运维提供自动化、敏捷化技术要求和能力框架。通过快速且不间断的多厂商“配对”的兼容性、软件互操作性验证,持续迭代测试反馈,全流程实现统一版本管理,确保软件版本质量高可靠、过程可追溯。同时,将验证通过的配置组合,形成现网部署方案并推送至版本库,由中国移动制品管理库根据部署、升级计划统一下发至现网实现“一键升级交付”。

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图3 云平台/业务敏捷标准工作流

敏捷网络技术体系的标准化数据

CI-CT-CD双循环敏捷体系遵循IaC(Infrastructure as Code, 基础设施即代码)理念,使用代码方式而非手动流程,自动化地生成和管理设计数据及各类配置数据,确保了测试验收过程中数据的一致性和准确性,能够大幅减少人工错误和沟通问题,保证敏捷、高效的验证及交付。

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图4 数据管理模块示意图

在CI-CT-CD各阶段中,IaC理念贯穿始终并为多厂商、多产品提供了通用、标准的语言,从而保证它们在以不同的方式灵活组合时,能够顺利、高效的完成协作。

敏捷网络技术体系的自动化工具

在构建CI-CT-CD双循环敏捷网络技术体系时,自动化技术扮演着至关重要的角色。诸多技术在不同各阶段串联、协作,以IaC基础设施及代码为底座,通过自动化、标准化和敏捷方法,提高通信云网的敏捷响应能力、降低成本、确保质量。

中国移动CI-CT-CD双循环敏捷网络技术体系需要厂商在诸多技术方面通力合作,并形成自动化工具服务于各阶段,典型关键工具技术如下:

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图5 敏捷研发/验证/交付技术架构

敏捷网络技术体系实践探索

中国移动在NFV网络云建设前期意识到,大规模、多厂商的网络云快速集成是提升敏捷集成的关键。前期的统计表明,有超过60%的问题与多厂商之间软硬件集成相关,相应60%以上的问题耗费在解决集成对接和测试验证方面。传统大量依靠人工部署的虚拟化软件、分布式存储、SDN控制器等软件系统和开展对接测试的方式变得难以持续。中国移动在算网基础设施实践过程中,以提升敏捷集成能力为目标,注重全流程衔接,由点到线、再到面,逐步形成全流程敏捷集成交付平台AUTO,面向多种场景,提供高度可扩展、自适应的算网基础设施自动化能力,并在现网实践应用中不断优化提升。

自2019年,AUTO“行云”平台经过实验室的反复测试验证,以网络云应用为起点,不断优化自身,并逐步向IT云、5G专网、移动云、智算等应用场景深入拓展,全面赋能运营商算网基础设施建设。截至目前,中国移动自研AUTO“行云”平台已应用覆盖超过数十万台基础设施的自动化建设及交付,自动化集成可提升10倍以上,从硬件、平台、网元多层面提升集成交付敏捷性,助力中国移动云网建设效率和质量行业领先。

产业发展与倡议

中国移动愿联合业界各厂商,共享技术创新成果,共促产业合作共赢,协同构建面向未来的敏捷基础设施新技术与产业新生态。目前,中国移动已邀请业界10余家厂商代表正式启动中国移动敏捷网络实验室实施计划,16家业界主流厂商已参与加入敏捷网络实现的探索过程中。

中国移动CI-CT-CD敏捷算网实验室是由中国移动主建,供应商共同参与的网络生态实验室,通过打通“供应商—‘敏捷网络’实验室—现网”的网络连接,实现双方互通协作机制。在此倡议业界更多厂商加入敏捷算网实验室,共同打造算网基础设施产品研发-验证-交付-运营全流程循环反馈机制,构筑中国移动算网研发运营一体化的敏捷能力闭环,实现敏捷响应和质量保证的最佳平衡。

敏捷网络是实现云原生和数智化转型的关键所在,中国移动希望更多业界厂商参与到敏捷网络协同构建过程中,共促能力开放共享,推动工具协同,基于规范化流程和标准化数据,引入自动化工具共建算网基础设施底座,提升敏捷网络能力,推动敏捷网络关键技术成熟和生态繁荣发展。

本文来源:中移智库

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