5G时代给云计算网络基础架构分析

5G时代给云计算网络基础架构分析

汪晓惠

中国电信股份有限公司富川分公司 广西省贺州市 542799

摘要：5G时代下，用户对于低延迟、高速度以及高宽带形成了更大的要求，代表网络通信会逐渐分散开来，至于集中式网络架构开始呈现出一种去中心化趋势，开始从云计算朝着边缘计算方向转型。文章主要介绍了5G时代下云计算网络架构，先简单介绍了云计算网络架构特征，随后介绍了5G网络技术，最后分析了5G时代下云计算网络架构发展趋势，希望能给相关人士提供有效参考。

关键词：5G时代；云计算；网络架构

引言：计算、网络和存储属于云计算发展基础，网络属于云计算中的重要组成部分，网络基础架构在云计算中发挥着重要的作用，网络架构主要涉及可扩展性、应用性能和可靠性等内容。在5G时代背景下，诞生了大连接、超低延迟通信以及高可靠性、高带宽等需求，为此代表5G网络将会朝着分散化方向发展，最终实现去中心化，并在网络边缘设置可携带式数据中心以及小型数据中心，形成本地化终端请求。

1. 云计算网络架构分析

云计算即将大量高度虚拟化资源全面整合起来进行科学管理，构建一种庞大的资源池，统一提供有效的基础服务。云计算架构可以进一步细分成管理和服务两种层面。从服务角度分析，云计算架构可以为用户提供不同云为基础的服务，可以分成三种层次，即软件、平台和基础设施。管理层面，应该以云管理层为核心，其主要功能便是保障云计算中心实现稳定安全运行，可以实现高效管理目标。

云架构基础是以不同类型硬件设施为基础，比如网络硬件、存储和计算基础上，进一步增设虚拟化层、云层，促进该种架构资源得以实现充分整合利用。云层具体功能便是针对资源池实施高效利用和调配，同时结合当前系统发展需求，自动形成云资源，可以把各种应用系统实施流程化管理和自动化管理，目标是为了优化提高综合计算效率。虚拟化云层相关云基础架构普遍都是以虚拟技术为主，比如网络、存储虚拟化、计算虚拟化等虚拟技术。借助虚拟化层，能够帮助合理改善硬件差异，为了朝上层提供更加富有弹性、标准化和可塑性虚拟资源池^[1]。

云基础架构借助自动管理和虚拟整合功能，为相关应用系统提供资源池共享服务，此外，借助云平台层相关自动化管理，具备方便扩充和智能化管理等优势，可以辅助用户创建基础架构，提供相应的云业务。云架构资源池进一步摆脱了硬件存储资源和网络技术核心地位，注重于不同资源全面整合，打造一种可扩充和智能化资源池中，可以面向云应用顺利实现自动化运维和管理。实际上，云基础架构融合发展的核心便是网络，从整个网络架构层面分析，网络是将各种存储资源、计算资源池以及各个用户全面联系起来的重要纽带，只有借助网络平台，才可以更深刻感知不同类型资源和用户动态发展变化，并进行积极动态响应，云策略的基础保障之一便是维持网络连通性。

2. 5G技术研究

5G时代的到来，给概念科技提供了更多的发展机遇，5G技术代表特征便是低延时、海量信息大连接、传输速度快等，应用前景较广。当前VR技术尚未全面普及开啦，其主要原因是4G网络无法满足其网速需求，而在5G技术支持下，为VR技术应用提供了有效的技术支持。日常工作生活中，进入地下车库或电梯等特殊区域后，普遍会遇到信号中断或信号不良的问题。而5G技术具备泛在网功能特征，可以促进网络信号的全面覆盖。立足于理论角度分析，能够帮助用户实现永远在线目标，由于5G基站自身便属于某种微基站，占地空间较小，整体分布面积更广，可以发射出高密度信号。而无人驾驶车辆尚未得到全面普及主要是因为网络反应速度无法达到低延迟性能要求，5G技术则能够顺利满足低时延要求，甚至低于一秒，可以满足当前无人驾驶飞机和汽车的基础要求。5G技术中的大连接性以及海量信息也为智能家居领域和物联网应用发展提供有效支持，同时代表5G通信网络的分散化发展。

去中心化属于云计算诞生退位边缘计算的基础，同时边缘计算也更能够满足行业发展三种趋势以及底层逻辑。首先，可以提升边缘计算平等性，满足TMT行业竞争需求。处于云计算背景下，阿里云、谷歌云、亚马逊等行业巨口处于全面掌控的地位，进一步缩减了其他厂商发展机会。而边缘计算则完全不同，其属于运营商、硬件设备、云计算、工业互联网、移动互联网等多种行业领域交叉点，不同类型厂商的应用优势各不相同，拥有各自崛起发展机会。像是运营商便具备互联互通优势。像是CDN厂商具备分布式架构、技术运营和产品等优势。其次，边缘计算属于算力下沉，符合目前下沉为王时代需求。近几年随着互联网快速发展以及TMT行业发展，开始了下沉运动热潮。普遍产生营销下沉、经营下沉、市场下沉、品牌下沉、渠道下沉等，在下沉时代下，边缘计算力下沉，迎合了行业发展步伐，同时也为作业节点下沉提供有效技术架构保障。而部分开始数字化商业发展的企业组织逐渐认识到需要借助分散化方法进行数字化基础设施建设工作。边缘计算和CDN思想以及技术理念一脉相承

^[2]。

3. 5G时代下云计算网络架构发展趋势

结合当前网络发展现状分析，相关用户和应用开始被携带到区中心化发展浪潮当中，比如各种不同类型用户入口开始呈现出去中心化倾向，同时也为应用带来多元用户，创新用户沟通方法。去中心化融入电商领域，能够快速满足用户需求，帮助用户减少日常购物时间，合理解决用户购物中的选择难题，进一步缩减电商中心环节，优化整体经营效率。借助打造去中心旅行服务系统，加快旅游产业的数字化发展步伐，其中并非是使旅客收益，还可以帮助各个小型旅行企业节约成本。

结合上述提出的一系列去中心化趋势分析，用户开始转入去中心化，则对应数据信息也将呈现出去中心化趋势，网络系统的运算和储存方式也开始朝着去中心化方向发展，因此诞生了网络架构去中心化趋势，其也是云计算架构朝边缘计算方向发展的直接体现。边缘化计算更加符合5G、万物云化、人工智能、工业互联网的发展趋势。不同细节领域拥有一种相同特征，即对存储、计算、网络以及应用等存在某种时效要求，如果将数据通过终端传入云端，通过运算计算分析后继续传入终端设备，则无法满足响应速度。所以边缘计算所具备的近端处理功能便成为解决上述问题的有效措施。CDN主要是借助边缘服务器，通过中心平台内容发布、均衡负载、内容调度分发等功能模块，方便用户就近选取所需内容，有效减少网络堵塞。

5G时代诞生的边缘化计算本质上便是在网络架构当中增设MEC角色，比起传统CDN，MEC方案可以帮助用户全面优化自身服务体验，合理节约带宽资源。提升其数量、规模，同时要求不同服务、应用实施快速加载，帮助用户享受高质量不间断网络应用，为此需要更低延迟以及更高传输速率。另一面是借助先进的计算能力下沉至移动边缘节点中，实现第三方应用全面集成，同时还可以为边缘移动入口创新服务提供更多机会，提升网络系统开放性，用户可以联系各自不同需求实施合理定制，优化经济效益和运行效率。

结语：综上所述，5G时代将会推动云计算年网络架构朝着边缘化方向持续发展。5G时代的网络数据处理提出了低延迟、快速高效等要求等要求，进一步扩大了通信网络分散化趋势，和原有云计算网络架构相比，5G时代进一步增加了边缘计算功能，这也是成为新时期网络系统架构主要特征，边缘化在无线网络系统内出现将会进一步促进网络经营链条全面重构。

参考文献：

[1]王钰.浅谈5G时代给云计算网络基础架构带来的改变[J].电脑知识与技术,2020,16(06):32-33.

[2].云计算霸占网络基础架构多年,5G时代是时候掀开下一幕了[J].大数据时代,2019(04):16-23.