5G時(shí)代運(yùn)營(yíng)商自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力到底是什么?通常理解，5G時(shí)代白盒交換機(jī)、邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片、NFV等技術(shù)等大量使用，可以節(jié)省硬件成本增加收入。然而，這些白盒化和虛擬化技術(shù)所帶來(lái)的價(jià)值，實(shí)際上這是由產(chǎn)業(yè)鏈決定的，而非運(yùn)營(yíng)商自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力。網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化則不然，日本樂(lè)天移動(dòng)采用高度自動(dòng)化的管理方式，其網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)只有130人，卻提供覆蓋全日本的移動(dòng)通信;美國(guó)AT&T用了近10年時(shí)間提升核心網(wǎng)和接入網(wǎng)的自動(dòng)化程度，節(jié)省運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高達(dá)50%。由此可見(jiàn)，運(yùn)營(yíng)效率的提升才是各個(gè)運(yùn)營(yíng)商自身的關(guān)鍵，而其背后的核心競(jìng)爭(zhēng)力就是網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化。

如何理解網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化

一個(gè)典型的自動(dòng)化系統(tǒng)如上，控制器輸出控制邏輯，執(zhí)行器對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行特定操作，傳感器采集數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)反饋。如果被控對(duì)象是一個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò)，那么其自動(dòng)控制系統(tǒng)可抽象如下：

具體而言，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化包含以下幾個(gè)層級(jí)：

1)配置管理自動(dòng)化：由執(zhí)行器通過(guò)API或CLI對(duì)物理、虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化配置。業(yè)界大多SDN控制器即實(shí)現(xiàn)該級(jí)別能力。尤其注意，大多數(shù)SDN控制器并非網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化中的控制器，而只是執(zhí)行器。

2)業(yè)務(wù)編排自動(dòng)化：由控制器中的編排單元通過(guò)將業(yè)務(wù)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)配置，再調(diào)用配置管理自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的自動(dòng)變更。

3)運(yùn)維診斷自動(dòng)化：由控制器中的診斷單元通過(guò)分析傳感器的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，自動(dòng)定位網(wǎng)絡(luò)故障，再調(diào)用配置管理自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化是一整套閉環(huán)系統(tǒng)，需要根據(jù)不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景來(lái)和運(yùn)維體系來(lái)構(gòu)建，而不僅僅是針對(duì)特定設(shè)備去實(shí)現(xiàn)。如果不能充分理解網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的系統(tǒng)原理，則無(wú)法指導(dǎo)實(shí)際工作中的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化無(wú)論是運(yùn)營(yíng)商樂(lè)天、AT&T，或者互聯(lián)網(wǎng)公司如谷歌、阿里，其全網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)都是自研，雖耗費(fèi)數(shù)年，但收益巨大，最終構(gòu)成了自身在行業(yè)中的核心競(jìng)爭(zhēng)力。雖然5G時(shí)代會(huì)延續(xù)10~15年，但由于網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)的復(fù)雜性，通常要耗費(fèi)數(shù)年來(lái)研發(fā)、試驗(yàn)，因此各個(gè)運(yùn)營(yíng)商需要加快推動(dòng)自身的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化實(shí)踐。

由于5G中的網(wǎng)絡(luò)大量采用了云計(jì)算技術(shù)，似乎可以借用云平臺(tái)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化。其實(shí)不然，比如5G中的網(wǎng)絡(luò)切片，雖然類似公有云中的VPC(虛擬專用網(wǎng))，但公有云中的VPC目的是隔離租戶，而5G中的切片目標(biāo)是QoS保障，其控制要求明顯要高的多。不是照搬過(guò)來(lái)就可以的。受限于本文篇幅，關(guān)于5G中網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)無(wú)法詳述，這里提出兩個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)原則，以供參考。

原則一：自底向上5G網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)快速演進(jìn)的復(fù)雜系統(tǒng)，因此，常規(guī)的自頂向下的設(shè)計(jì)原則很難有實(shí)際的效果，甚至?xí)斐墒Э?。?yīng)當(dāng)首先確保底層自動(dòng)化的穩(wěn)定，再構(gòu)建更高層的自動(dòng)化。同時(shí)，由于底層設(shè)備數(shù)量眾多，人力成本高昂，實(shí)現(xiàn)底層的自動(dòng)化收益會(huì)更大，而頂層自動(dòng)化更多是智能決策，無(wú)論短期還是長(zhǎng)期均適合由人完成。

To get something from nothing, control must rest at the bottom within simplicity.

-- Kevin Kelly

業(yè)界最早的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)是Google G-WAN，該系統(tǒng)能夠在Google全球數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上為不同業(yè)務(wù)提供特定的QoS保障。深入研究該系統(tǒng)會(huì)發(fā)現(xiàn)，其復(fù)雜點(diǎn)不在于頂部(全球唯一)的調(diào)度系統(tǒng)(TE)，而是底層(13個(gè)數(shù)據(jù)中心)的OpenFlow交換機(jī)集群。其中的控制器軟件隨大多源自開(kāi)源平臺(tái)，但要做到高可用和容錯(cuò)非常之難。然而一旦完成底層自動(dòng)化，那么即使頂層的調(diào)度系統(tǒng)失效，整個(gè)G-WAN依舊可以平穩(wěn)運(yùn)行。因此，自底向上的設(shè)計(jì)原則，是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的前提。

原則二：深度開(kāi)放通常講到的開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)，主要是功能和API的標(biāo)準(zhǔn)化。然而，對(duì)于5G這樣的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，僅僅做到API級(jí)別的開(kāi)放是不足以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的，需要的是APP級(jí)別的開(kāi)放，即網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的OS上，可以像Windows或者Android一樣，運(yùn)行第三方的APP。例如，5G使用的交換機(jī)是否可以用P4語(yǔ)言進(jìn)行數(shù)據(jù)平面編程?MEC邊緣云中的服務(wù)器上是否可以運(yùn)行第三方XDP應(yīng)用?

深度開(kāi)放的能力背后，是操作系統(tǒng)內(nèi)核技術(shù)。如果不能駕馭網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，那么深度開(kāi)放將只是設(shè)備商而非運(yùn)營(yíng)商的核心競(jìng)爭(zhēng)力。缺乏深度開(kāi)放的系統(tǒng)，只能實(shí)現(xiàn)API級(jí)別的自動(dòng)化，即管理平面的自動(dòng)化，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)控制和數(shù)據(jù)平面的自動(dòng)化。

深度開(kāi)放的價(jià)值巨大，是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)自動(dòng)化的保障。曾經(jīng)，VMware可以讓F5的負(fù)載均衡產(chǎn)品運(yùn)行在自家的ESXi上;如今，AT&T可以讓VMware的SD-WAN產(chǎn)品運(yùn)行在自研的Flexware系統(tǒng)上。對(duì)比國(guó)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，幾乎都只是API級(jí)別開(kāi)放，難以運(yùn)行第三方的控制和數(shù)據(jù)平面APP。盡管云杉網(wǎng)絡(luò)在5G 無(wú)線領(lǐng)域有領(lǐng)先，但若網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)不具備深度開(kāi)放能力，長(zhǎng)此以往必然會(huì)造成整個(gè)5G技術(shù)和商業(yè)生態(tài)的落后。

總結(jié)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化是5G時(shí)代運(yùn)營(yíng)商的核心競(jìng)爭(zhēng)力。這需要投入數(shù)年時(shí)間和大量人力，需要依據(jù)自底向上和深度開(kāi)放的原則進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和工程實(shí)踐。5G的前景美好，但真正的殺手級(jí)應(yīng)用尚未出現(xiàn)，其產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚未成熟。運(yùn)營(yíng)商此時(shí)正是投入技術(shù)打造核心競(jìng)爭(zhēng)力的好時(shí)機(jī)。