5G NGC — 关键技术 — 计算与存储分离
目录
文章目录
- 目录
- 计算与存储分离
- 基于计算与存储分离的 NF 容方案
计算与存储分离
计算与存储分离是云原生架构的重要特征。3GPP定义了DataLayer，并实现了业务处理逻辑与状态信息的解耦；通过将NF中的状态信息移除并存于DataLayer中，则使NF实现了去态设计（Stateless Design）。然而大多数NF的状态信息与其设备厂商实现之间具有较强的关联性，在标准化方面仍存在较大挑战；目前的标准是由UDSF用于存放厂商特有的非透明信息。而UDR则用于存储诸如签约策略、策略规则等结构性的数据
在移动通信网络中计算和存储体现在对终端用户信息的处理上：
- 计算：表示对用户信息的运算和分发。
- 存储：表示对用户信息的持久化。
在核心网中，用户信息分为两大类：
- 用户的签约信息（固定属性） ，直接关联于用户的标识符和基本信息，并存于后端数据库系统中。
2. 用户的会话信息（动态变化） ，伴随核心网业务网元的处理活动生成，并经过持久化的存储过程。
在4G EPC架构中构建完成之后,HSS作为其重要组成部分,负责用户的签约信息存储工作.然而,这些关键网元如MME、SGW、PGW等不仅具备本地存储能力,同时也紧密连接着用户的实时通信需求.由此可见,在4G核心网体系中业务网元不仅承担着业务处理功能,并且还肩负起会话信息的存储任务.但这种设计导致了运算效率的显著下降,并促使从4G时代开始就着手推进计算与存储分离的技术探索,最终实现了部分资源分离的目标.
而进入5G时代后随着各类业务不断增多将产生海量的数据信息若继续沿用传统的计算资源与存储介质分离的方式不仅会降低工作效率还会影响整体业务处理效率难以满足当前5G网络对高效性灵活性和快速编排等核心能力的基本需求因此国际电信联盟（3GPP）在5G标准2350中全面取消了原有体系中的计算资源与存储介质分离这一架构
**统一的数据存储系统（UDR）**主要负责处理与网络开放功能（NEF）、统一数据管理（UDM）以及策略控制功能（PCF）之间的交互关系。该系统能够从这三个组件中读取并管理用户的签约记录和策略配置等信息，并通过有组织的数据进行有效管理。
UDSF（非结构化的数据存储功能） 是一种协同工作于各类网络计算功能（包括NEF、UDM、PCF、AMF、SMF、NRE、NSSF及UPF等）的数据管理模块，并负责对非结构化数据进行保存与组织管理。例如：该模块能够有效保存诸如用户会话信息以及系统运行状态等关键数据项。
计算和存储分离不仅仅是为了解决效率问题，并且也是为了实现软件设计中的无状态化而生。在5G网络中相关会话和状态信息将被存储到UDSF中以便于后续操作从而实现了所有计算功能以及网络功能的无状态化无论是进行弹性扩容缩容还是迁移操作以及删除功能的部署都不会影响业务运行这样5G系统就能具备快速恢复和灵活调整的能力
基于计算与存储分离的 NF 容方案
