5G 網絡雲化技術及應用 (微課版)

張源

東南大學移動通信國家重點實驗室副研究員，
信息科學與工程學院通信工程系副主任，
長期從事移動通信傳輸與網絡技術研究工作，
主持承擔國家科技重大專項、國家自然科學基金等多項課題。
研究領域為無線傳輸與網絡關鍵技術。
近年來，在包括IEEE Transactions在內的國內外主要期刊與會議上發表論文四十餘篇，獲國內外發明專利十餘項。
曾獲2014年IEEE國際通信會議（ICC 2014）最佳論文獎與2019年IEEE國際計算與通信會議
（ICCC 2019）最佳論文獎。

尹星

江蘇大學計算機科學與通信工程學院副教授，2015年畢業於東南大學，獲博士學位。
長期從事未來網絡領域的研究與教學。
以第一作者在國內外重要期刊和國際會議上發表學術論文十多篇。
以第一作者主編學術專著1部併入選“國之重器出版工程”。
目前主要研究方向為軟件定義網絡、網絡虛擬化技術、移動互聯網、邊緣計算等。

第 1 章 緒論............................. 1
1.1　移動通信網絡架構....................　2
1.2　移動通信網絡的演進.................　3
1.2.1　第 一代移動通信系統..............　4
1.2.2　第二代移動通信系統..............　4
1.2.3　第三代移動通信系統...............5
1.2.4　第四代移動通信系統...............5
1.2.5　第五代移動通信系統..............　6
1.3　5G網絡架構和特點..................　7
1.3.1　5G 網絡演進.........................　8
1.3.2　5G 核心網網絡架構..............10
1.3.3　5G 網絡特點........................12
1.4　本書內容與學習目標...............　13
1.5　本章小結...............................　15
課後練習.......................................　15

第　2 章 雲計算基礎..................16
2.1　雲計算的發展歷程..................　17
2.1.1　雲計算的產生和發展歷程.......17
2.1.2　雲計算的定義.......................18
2.2　雲計算的五大特徵..................　19
2.3　雲計算服務模式.....................　20
2.3.1　IaaS...................................21
2.3.2　PaaS..................................21
2.3.3　SaaS..................................22
2.3.4　3 種服務模式的比較..............22
2.4　雲計算部署模式.....................　22
2.4.1　公有雲................................23
2.4.2　私有雲.................................24
2.4.3　社區雲................................25
2.4.4　混合雲................................25
2.5　雲計算的價值.........................　25
2.5.1　高資源利用率.......................25
2.5.2　高可靠性.............................26
2.5.3　高運維效率..........................26
2.5.4　快速部署和彈性擴容.............27
2.5.5　低成本.................................28
2.6　5G環境中的雲計算................　28
2.6.1　Cloud Native 簡介...............28
2.6.2　基於Cloud Native建設5G的必要性................................30
2.6.3　Cloud Native 在5G 領域的應用.........................31
2.7　本章小結...............................　35
課後練習.......................................　35

第3　章 網絡功能虛擬化............　37
3.1　NFV 產生的背景....................　38
3.1.1　CT 網絡的特點....................　38
3.1.2　IT 網絡的優勢.....................　41
3.1.3　NFV 的提出........................　41
3.2　NFV 的基本概念和網絡架構....　43
3.3　華為NFV解決方案SoftCOM...47
3.3.1　華為SoftCOM 解決方案.......47
3.3.2　華為CloudCore解決方案...　48
3.3.3　華為CloudEdge解決方案....50
3.4　NFV 工程項目實例.................　51
3.4.1　NFV項目網絡架構和軟硬件.....51
3.4.2　DC內部設備網絡拓撲...........54
3.4.3　NFV解決方案中的重要概念.....55
3.4.4　NFV 項目安裝部署過程.........57
3.5　本章小結...............................　59
課後練習.......................................　59

第4　章 電信雲關鍵技術............　61
4.1　雲操作系統與OpenStack ......　62
目　錄 CONTENTS
II　5G 網絡雲化技術及應用（微課版）
4.1.1　雲操作系統..........................62
4.1.2　OpenStack 項目.................63
4.1.3　華為雲Stack 解決方案.........68
4.2　計算虛擬化............................70
4.2.1　計算虛擬化的架構................70
4.2.2　華為NFV 解決方案中計算虛擬化的應用.......................75
4.3　存儲虛擬化............................76
4.3.1　傳統SAN/NAS 的虛擬化......77
4.3.2　軟件定義塊存儲...................81
4.3.3　華為NFV 解決方案中存儲虛擬化的應用.......................82
4.4　網絡虛擬化............................83
4.4.1　網絡虛擬化的基本概念..........83
4.4.2　網絡虛擬化的關鍵技術..........84
4.4.3　華為NFV 解決方案中網絡
虛擬化的應用.......................87
4.5　本章小結...............................88
課後練習.......................................88

第5章　容器技術與微服務架構....　90
5.1　5G中的容器與容器管理..........91
5.1.1　容器技術.............................91
5.1.2　容器在5G 中的應用.............97
5.1.3　華為5G 容器解決方案..........99
5.2　5G中的微服務.....................104
5.2.1　微服務..............................104
5.2.2　微服務治理........................106
5.2.3　華為5G 微服務解決方案.....108
5.3　本章小結.............................110
課後練習.....................................110

第6　章 邊緣計算...................　112
6.1　邊緣計算的發展歷程.............113
6.1.1　邊緣計算的產生和發展........113
6.1.2　邊緣計算的定義.................114
6.2　邊緣計算的架構....................115
6.2.1　ETSI 定義的MEC架構......115
6.2.2　3GPP 在4G 網絡中定義的MEC架構.........................117
6.2.3　3GPP 在5G 網絡中定義的MEC架構.........................118
6.2.4　MEC關鍵技術...................120
6.3　邊緣計算在5G 網絡中的應用...................　122
6.3.1　MEC 應用場景...................123
6.3.2　MEC部署條件...................125
6.3.3　MEC部署關鍵點...............126
6.4　華為5G MEC部署案例........　127
6.4.1　碼頭網絡改造需求分析........128
6.4.2　碼頭網絡改造方案設計........129
6.5　本章小結.............................　131
課後練習.....................................　131

第7　章 電信雲安全技術..........133
7.1　安全原則.............................　134
7.2　電信雲安全威脅...................　134
7.2.1　業務分層模型.....................134
7.2.2　物理基礎設施安全威脅........136
7.2.3　虛擬基礎設施安全威脅........138
7.2.4　物理網絡安全.....................142
7.3　電信雲安全技術和安全策略...　143
7.3.1　網絡安全模型.....................143
7.3.2　電信雲解決方案安全架構.....144
7.3.3　關鍵安全技術方案..............145
7.3.4　物理基礎設施安全策略........152
7.3.5　虛擬基礎設施安全策略........153
7.4　5G網絡雲化安全新特性、新挑戰和相關措施................　156
7.4.1　5G 網絡雲化安全新特性......157
7.4.2　5G 網絡雲化安全新挑戰......157
7.4.3　5G網絡雲化安全相關措施....158
7.5　本章小結.............................　159
課後練習.....................................　159
參考文獻.................................161