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网络自动化网络自动化：5G时代运营商的核心竞争力

5G时代运营商自身的核心竞争力到底是什么？通常理解 ， 5G时代白盒交换机、边缘计算、网络切片、NFV等技术等大量使用 ， 可以节省硬件成本增加收入 。 然而 ， 这些白盒化和虚拟化技术所带来的价值 ， 实际上这是由产业链决定的 ， 而非运营商自身的核心竞争力 。 网络自动化则不然 ， 日本乐天移动采用高度自动化的管理方式 ， 其网络团队只有130人 ， 却提供覆盖全日本的移动通信；美国AT&T用了近10年时间提升核心网和接入网的自动化程度 ， 节省运营费用高达50% 。 由此可见 ， 运营效率的提升才是各个运营商自身的关键 ， 而其背后的核心竞争力就是网络自动化 。
如何理解网络自动化
一个典型的自动化系统如上 ， 控制器输出控制逻辑 ， 执行器对被控对象进行特定操作 ， 传感器采集数据进行闭环反馈 。 如果被控对象是一个特定的网络 ， 那么其自动控制系统可抽象如下：

网络自动化网络自动化：5G时代运营商的核心竞争力
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【网络自动化网络自动化：5G时代运营商的核心竞争力】具体而言 ， 网络自动化包含以下几个层级：

网络自动化网络自动化：5G时代运营商的核心竞争力
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1）配置管理自动化：由执行器通过API或CLI对物理、虚拟网络设备进行自动化配置 。 业界大多SDN控制器即实现该级别能力 。 尤其注意 ， 大多数SDN控制器并非网络自动化中的控制器 ， 而只是执行器 。
2）业务编排自动化：由控制器中的编排单元通过将业务语言转换为网络配置 ， 再调用配置管理自动化实现业务的自动变更 。
3）运维诊断自动化：由控制器中的诊断单元通过分析传感器的监控数据 ， 自动定位网络故障 ， 再调用配置管理自动化实现 。
网络自动化是一整套闭环系统 ， 需要根据不同业务场景来和运维体系来构建 ， 而不仅仅是针对特定设备去实现 。 如果不能充分理解网络自动化的系统原理 ， 则无法指导实际工作中的系统实现 。
如何实现网络自动化
无论是运营商乐天、AT&T ， 或者互联网公司如谷歌、阿里 ， 其全网自动化系统都是自研 ， 虽耗费数年 ， 但收益巨大 ， 最终构成了自身在行业中的核心竞争力 。 虽然5G时代会延续10~15年 ， 但由于网络自动化系统的复杂性 ， 通常要耗费数年来研发、试验 ， 因此各个运营商需要加快推动自身的网络自动化实践 。
由于5G中的网络大量采用了云计算技术 ， 似乎可以借用云平台软件来实现5G网络自动化 。 其实不然 ， 比如5G中的网络切片 ， 虽然类似公有云中的VPC（虚拟专用网） ， 但公有云中的VPC目的是隔离租户 ， 而5G中的切片目标是QoS保障 ， 其控制要求明显要高的多 。 不是照搬过来就可以的 。 受限于本文篇幅 ， 关于5G中网络自动化系统的具体实现无法详述 ， 这里提出两个关键的设计原则 ， 以供参考 。
原则一：自底向上
5G网络是一个快速演进的复杂系统 ， 因此 ， 常规的自顶向下的设计原则很难有实际的效果 ， 甚至会造成失控 。 应当首先确保底层自动化的稳定 ， 再构建更高层的自动化 。 同时 ， 由于底层设备数量众多 ， 人力成本高昂 ， 实现底层的自动化收益会更大 ， 而顶层自动化更多是智能决策 ， 无论短期还是长期均适合由人完成 。
To get something from nothing, control must rest at the bottom within simplicity.
-- Kevin Kelly
业界最早的大规模网络自动化系统是Google G-WAN ， 该系统能够在Google全球数据中心互联网络上为不同业务提供特定的QoS保障 。 深入研究该系统会发现 ， 其复杂点不在于顶部（全球唯一）的调度系统（TE） ， 而是底层（13个数据中心）的OpenFlow交换机集群 。 其中的控制器软件随大多源自开源平台 ， 但要做到高可用和容错非常之难 。 然而一旦完成底层自动化 ， 那么即使顶层的调度系统失效 ， 整个G-WAN依旧可以平稳运行 。 因此 ， 自底向上的设计原则 ， 是实现大规模网络自动化的前提 。


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