云网一体化数据中心5G技术的应用

云网一体化数据中心5G技术的应用

孔德胜

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摘要：为使科技发展的速度加快，需迅速开展新型智能设备的建设，主要包括5G网络建设和数据中心(datacenter，DC)建设等。智能设备的建设水平是影响技术竞争力的关键因素，同时也是中国数字化社会发展的重要基石。而数据中心也被我国首次列为尽快建成的重点目标之一，并将与5G网络和互联网基础设施共同构建，以共同促进我国在信息时代的发展。而数据中心的基础设施建设也会随着其他智慧基础设施的建立而日益增强，由于数据中心是发展现代信息技术的关键载体，因此为发展5G技术以及物联网等智能网联信息技术提供关键保障。基于此，对云网一体化数据中心5G技术的应用进行研究，以供参考。

关键词：云网一体化；数据中心；5G技术

引言

在全球数字技术快发发展、新冠肺炎疫情流行的变局下，数字经济已成为各国实现经济复苏、推动转型升级的关键抓手。经济发展从物理空间加速向数字空间转移，逐步从土地、人力、机器转移到数据、算法、算力等。据预测，我国数据量年均增速超过50%，到2025年将增至48.6ZB，成为数据量最大、数据类型最丰富的国家之一。

15G技术情况

随着5G网络大规模建设的推进，R16标准的冻结，5G网络向垂直行业拓展开始发力，特别是三大运营商SA网络的逐步成熟，mMTC（超大连接）、URLLC（超低时延）在5G网络获得了支持，ToC网络已初步满足5G用户的大体需求。而ToB功能方面，云计算通过构成大型数据中心（计算机资源池），使企业和个人用户能够从数据中心按需获取计算、储存和信息等服务，而无需自己购买和维护计算机设备。对于工业中使用的大量智能终端的联网，多人游戏对战、智能理货、产线远程控制等大带宽、低时延、多联接的业务应用，多址边缘计算MEC增强（本地服务器发现，数据本地过滤（业务链支持），本地能力开放，无缝应用迁移）、切片模板度量参数可控（控制面对切片用户数、会话数、带宽控制）、人工智能等的发展，在移动网络边缘即近用户端提供5G服务，实时完成移动网络边缘的业务处理，为ToB专网的不同定制方式提供了强有力的支持。

2解析云网的大背景

2020年3月4日，中共中央政治局常务委员会会议上明确表示，为了更快地发展技术，必须快速建设5G网络、数据中心(数据中心、DC)等新的基础设施。“新基础设施”是技术竞争力和数字经济发展的关键基础设施。将最近的国家纳入加速建设目录的数据中心首次提出与5G网络和工业互联网等基础设施同步，以促进信息技术的发展。随着其他新基础架构的建设，数据中心基础架构将逐步扩大。其重要性表明，数据中心是向5G及物联网等新兴产业提供技术支持的技术载体。其次，对于金融等传统企业，必须利用数据中心促进企业快速转型，提供云管理。中国联通提出了云转型战略，不断全面推进云转型计划的各个方面。以网络优势为战略推进云综合网络建设。数据中心是提供计算、存储和连接服务的云网络基础架构。那么，数据中心网络作为核心网络，可以在云中为各种类型的操作提供服务。另一方面，数据中心网络可以与城域网、骨干网等通信，连接云计算、应用等，在云网络集成规划中发挥着特别重要的作用。

3云网一体化数据中心的5G技术优化应用设计

3.1搭建5G技术的IP-CLOS精准控制体系结构

大型数据中心通常条件下作为数据的开发场地，因此需要专门为十万个大型网络设备进行体系结构的搭建。根据数据中心的网络拓扑系统进行精准控制体系的规划，精准控制体系结构由UDM（统一数据模型）单元分配管理器、PCF（流程分级框架）分组管理器，以及SWLAN（专用无线局域网）为端口相连的服务加载系统所组成。CPE（移动路由器）采用以太网端口的发电末端，而CPE的TUSM（腾讯用户安全基础设施）卡，在启动后即将进入停机阶段。之后需要通过合理选择CPE和动力系统中的关键参数，进行核心体系的搭建激活过程。精准控制体系搭建时，需要建设超大规模局域网，提高超大范围计算机局域网的稳定性和扩展性，同时需要考虑智能化管理问题以及网格结构设计上的技术问题。目前使用SEFD的大范围路由体系的技术和“SDN+OpenStack”（软件定义网络+开源的云计算管理平台）的云网一体控制技术，搭建IPCLOS（无阻塞多级交换网络）精准控制体系结构。而IPCLOS的基础架构，其中Spine结构中的数据节点，可以实现IP的高速传输，以及网络连接各个功能的Leaf节点。Leaf为叶子节点，WLANFabric为网络功能的输出节点，而VTEP（VXLAN隧道端点）则为端点。ServerLeaf是叶节点功能的主要数据节点，为服务器传递计算资源。此外，ServiceLeaf提供防火墙和负载平衡以及其他的安全服务，而BorderLeaf则是Leaf的底部节点功能，为大数据中心以外的信息流量提供服务接口。

3.2多路供电技术

数据中心是信息和数据的汇集地，每时每刻都有众多数据被储存或读取。突发停电事故，不仅会导致数据无法储存和读取，甚至还会导致服务器宕机等故障，造成数据丢失与损坏。因此，数据中心在接入市电的基础上，还应接入后备电源，即采用多路供电技术以保障供电安全。按照数据中心设计规范，国内大多数数据中心采用2N市电+N柴油发电机组或N市电+1柴油发电机组的电源组合方式。随着电网的发展，多路市电理论可靠性较高，根据国家电网有限公司统计，目前大城市单路市电可用率远超过99.9%，而针对可能性为0.1%的市电中断问题，可以根据实际情况适当增减柴油发电机组。当功耗较大时，通过专用配电变压器供电；当功耗较小时，通过专用低压馈电线路供电，以防止其他负荷干扰。同时为保证数据中心供电线路的安全可靠，室外供电线路宜采用排管埋地、电缆沟敷设等方式。容错供配电技术可满足大中型数据中心关键IT设备的高可靠性用电要求。该技术采用2N组市电配电柜和2N组UPS输入配电柜分别供电，其中，2N组市电配电柜经ATS切换为数据中心机房内机房空调、新风、照明、维修插座等设备供电；2N组输入UPS配电柜分别为2N台模块化UPS冗余实现2(N+M)容错型双总线供电方式，确保不会因操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修而中断关键IT设备，这种供电方式可大大提高供电系统可靠性和稳定性，确保数据中心供电高连续性。

3.3多址边缘计算

MECMEC实现了业务计算、存储等功能网络边缘化，可以在多址分布式部署架构中，完成业务、内容的近距离部署，这样即可满足5GeMBB、URLLC和mMTC不同技术场景中的多项业务需求。不仅如此MEC还可以对网络相关信息数据做到充分挖掘利用，充分感知网络的上下文信息，并开放用于第三方业务，真正提升网络智能化水平，可以促进网络业务深度融合。考虑到未来5G时代下的固定、移动网络性能，为了进一步缓解5G移动网络流量，回传网络压力，提升保障多网络下的一致性用户体验，构建统一MEC实现了固定网和移动网的边缘聚合。MEC必须同时支持多个访问，例如移动网络、固定网络和WLAN。5G网络边缘网关由UPF下沉实现，同时，MEC可以灵活地路由到不同的网络，以适应不同的业务类型和要求，从而减轻网络反向传输的压力，还可提供多网络协作轴承，用于固定迁移。MEC可以支持多个网络，以统一的方式共享和部署边缘CDN资源，或使用现有CDN资源。通过修改网络(CDN)中心CDN边缘，从而有效提高用户多网络服务体验，保证整个服务过程的性能一致，这样用户在多个网络切换使用过程中，可以无任何影响的自由切换。

结束语

5G网络建设进入快车道，ToC网络正以前所未有的态势飞速发展，已基本上满足了个人用户的连接需要。而运营商要想在5G上有所建树，5GToB网络覆盖仍需加大力度。目前国内运营商都按照各自能力及网络部署情况推出了各自的ToB网络覆盖方案，应用案例也基本上覆盖了现有企业的业务，但运营商不能只盯着5GToB网络的建设，而是要为企业提供更智能的服务，为企业的智能化发展提供更好的解决思路，与企业一起促进发展，运营商要抓住现阶段的有利形式，加快5GToB业务。

参考文献

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