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随着5G和云时代多样化新业务的涌现和新连接模式的产生，不同的行业、用户和业务对网络提出了各种各样的新要求，例如接入数量、时延、可靠性等。
5G技术带来了层出不穷的新场景和新业务，这些新业务的发展对网络提出了更多、更高的要求，例如更严格的SLA保障、超低时延等。同时，各种类型云的蓬勃发展进一步打破了物理网络设备的限制，拓宽了虚拟网络设备的边界，使得业务接入网络的位置灵活多变，业务与网络更加紧密地融合在一起，从而改变了网络的范围。
5G时代，不同的业务类型以及不同行业间的业务特征差异巨大。移动通信、智能家居、环境监测、智能农业和智能抄表等业务，需要网络支持海量设备连接和大量小报文频发；网络直播、视频回传和移动医疗等业务对传输速率提出了更高的要求；车联网、智慧电网和工业控制等业务则要求毫秒级的时延和接近100%的可靠性。因此，5G网络应具有海量接入、超低时延、极高可靠性等能力，以满足用户和垂直行业的多样化业务需求。
基于未来移动互联网和物联网的主要场景和业务需求特征，ITU（International Telecommunication Union，国际电信联盟）明确提出以下3种5G典型应用场景 [1] ，如图1-1所示。
·eMBB（enhanced Mobile Broadband，增强型移动宽带）聚焦对带宽有高要求的业务，如高清视频、增强现实等。
·URLLC（Ultra-Reliable and Low-Latency Communication，超可靠低时延通信）聚焦对时延和可靠性极其敏感的业务，如工业自动化等。
·mMTC（massive Machine-Type Communication，大连接物联网，也称海量机器类通信）则覆盖高连接密度的场景，如智慧城市等。
图1-1 5G典型应用场景
这些5G应用场景对网络提出了完全不同的功能和性能上的要求，这些要求难以通过一张网络来满足。
随着云和互联网技术的快速发展，越来越多的行业开始数字化转型，如图1-2所示。
数字化转型的目标是实现轻资产运营模式，即企业将内部的各类应用和系统逐步迁移到云上，享受云服务带来的高效和敏捷。企业上云可以分为3个主要阶段：门户网站上云、办公和IT（Information Technology，信息技术）系统上云，以及企业生产系统上云。企业上云重构了企业到云、企业之间、云与云之间的专线网络，重塑了运营商的2B（To Business，面向企业）业务。云网一站式服务是企业网络建设最关键的诉求之一。特别地，企业的生产系统和核心业务上云对网络的SLA提出了前所未有的要求，也引发了对网络切片的需求。
图1-2 各行业数字化转型
面对企业ICT（Information and Communication Technology，信息通信技术）的庞大市场，业界越来越多的参与者开始采用不同的方案来满足客户的诉求。公有云厂商在提供云的基础上布局云骨干，提供云网一体的服务，这种方式改变了传统的互联网专线和组网专线的连接方式。SD-WAN（Software-Defined Wide Area Network，软件定义广域网）厂商提供灵活、具有成本竞争力的方案以满足客户互联诉求。这些产品和服务不仅重塑了专线连接的方式，而且具备灵活连接、快速开通、动态调整的能力，给运营商的传统专线市场带来了压力。发挥网络优势，提供广覆盖、灵活敏捷、SLA可保障的专线，以及云网融合的能力，是运营商在2B市场保持竞争力的重要因素。
随着5G和云时代多样化新业务的涌现，网络需要具备超低时延、安全隔离、高可用性/可靠性、灵活连接以及业务精细化、智能化管理的能力。但是传统IP网络仅提供尽力而为的转发能力，无法满足新业务的SLA需求。
在构建IP网络时，一般将网络分为接入层、汇聚层和骨干层。从接入层到汇聚层再到骨干层，规划的带宽会有一定的收敛。这种方式充分利用了IP网络统计复用的能力，以达到资源充分利用的目的，可以极大地降低建网成本。由于收敛比的存在，网络中存在多接口进入、单接口流出的问题，容易造成拥塞。虽然路由器通过端口大缓存可以解决拥塞丢包问题，但报文遇到拥塞时会进入队列缓存，这就会产生较大的排队时延。
图1-3列举了5G时代的多样化新业务。不同业务对带宽和时延有着截然不同的需求。例如，直播视频类业务流量呈现脉冲式突发特征，容易造成瞬时拥塞，因此需要大带宽，对时延的要求比较低。但是远程医疗、5G VR（Virtual Reality，虚拟现实）、精密制造等业务对时延有较高的要求。如果能够基于业务提供差异化时延通道，就可以满足业务对时延的要求。
图1-3 5G时代多样化新业务
政务、金融、医疗等垂直行业的生产制造和交互类业务对业务的安全性及稳定运行有着明确的要求，如图1-4所示。为了确保这些核心业务不受其他业务干扰，其通信系统一般采用专用的网络承载，与企业信息管理类业务以及公共网络业务隔离。但是受建设成本、运维、快速拓展业务等因素影响，企业也在满足安全隔离需求的前提下，寻求新的方式承载其核心业务。传统IP网络统计复用模式下，容易出现业务之间互相抢占资源的情形，因此只能提供尽力而为的服务，无法提供安全隔离能力。此外，传统MSTP（Multi-Service Transport Platform，多业务传送平台）专线面临退网，部分基于MSTP的政务、金融专线业务逐步迁移到IP网络上，这些业务也存在安全隔离、资源独享的诉求。
图1-4 部分行业用户对网络的关键诉求
高价值业务要求IP网络提供高可用性企业业务专线，如政务、金融、医疗等行业对可用性的要求往往高达99.99%。而5G业务，尤其是对URLLC业务而言，其可用性要求是99.999%。部分业务如远程控制、高压供电等，其可用性关系着社会与生命安全，要求高达99.9999%。因此，在一张IP网络中提供高可用性的专线来承载这类业务至关重要。
在5G和云时代，单一业务向综合业务发展，流量走向由单一向多方向综合发展，这将导致网络的连接关系变得更加灵活、复杂和动态化，如图1-5所示。5G核心网的云化、UPF（User Plane Function，用户平面功能）的下沉，以及MEC（Multi-Access Edge Computing，多接入边缘计算）的广泛应用，使得基站之间、基站到不同网络层次的DC（Data Center，数据中心）之间，以及不同网络层次的DC之间的连接越来越复杂，且这些连接关系是动态变化的，这就要求网络具备提供任意按需连接的能力。此外，由于不同的行业、业务或用户在网络和云中的业务范围及接入位置的差别，网络需要满足定制化网络拓扑与连接的需求。
垂直行业有多种业务类型，对网络服务的需求也千差万别。提供具有差异化、动态化以及实时性特征的网络服务，成为网络业务SLA保障中的重要内容。传统IP网络偏静态的业务规划，基于分钟级的网络利用率统计监控，忽略了网络流量在微观上的突发特征，难以避免业务之间互相影响，无法保障业务的SLA，也无法满足业务的动态部署和灵活调整的需求。很显然，一张传统的IP网络是无法满足租户级精细化、智能化的业务管理的要求的。
图1-5 业务多样化导致IP网络连接复杂
传统的IP网络采用统计复用、尽力而为的方式进行数据包的转发，可以通过较低的成本提供灵活的网络连接服务，但无法高效地为网络中的不同业务提供差异化和可保障的SLA，也难以实现不同业务或网络用户的隔离和独立运营。为了在同一张IP网络上满足不同业务的差异化需求，业界提出了IP网络切片的概念。
通过IP网络切片，运营商能够在一张通用的物理网络之上构建多张专用的、虚拟化的、互相隔离的逻辑网络，来满足不同用户对网络连接、资源及其他功能的差异化需求。IP网络切片示例如图1-6所示。
图1-6 IP网络切片示例
运营商通过IP网络切片满足不同业务类型或行业用户的差异化网络连接和服务质量需求，不仅降低了建网的成本，而且可提供高度灵活的按需调配的网络服务，从而提升运营商的网络价值和变现能力，并助力各行各业的数字化转型。
IP网络切片最初的应用场景是提供5G承载网切片。但是，由于IP网络不仅可以承载移动业务，还可以承载固定宽带业务以及各种企业专线业务，因此，IP网络切片的应用场景也不再局限于5G网络切片，而是应用在更加广泛的领域中。
IP网络切片有不同的应用场景，典型的应用场景如表1-1所示。
表1-1 IP网络切片典型的应用场景
IP网络切片可基于不同维度进行分类。按照用途，可以分为商业切片和自营切片；按照所服务对象的层次不同，可以划分为行业切片和租户切片；按照所服务用户的类型不同，可以划分为2B切片和2C（To Consumer，面向消费者）切片；按照网络域，可以划分为移动承载网切片、城域网切片、骨干网切片；按照网络连接模型，可以划分为专线型切片、组网型切片和混合型切片。下面介绍一下专线型切片、组网型切片和混合型切片，图1-7展示了这3种网络切片的组网方式。
图1-7 IP网络切片的组网方式
·专线型切片按照指定的业务接入点进行切片。专线型切片通常要求独享带宽资源，如政企切片。专线型切片通常只要求在有限的业务接入点之间进行互联，接入点之间的连接关系较为确定，因此单个专线型切片的连接数量有限，但整个网络专线型切片的连接数量较多。
·组网型切片按照网络覆盖范围（全网或局部网络）进行切片，切片内的节点之间呈现全网状互联，如运营商自营业务切片、面向特定行业的切片、面向特定大客户的切片等。组网型切片通常要求切片之间不共享带宽资源，但同一切片内不同连接之间的带宽资源可以共享。组网型切片通常要求多点到多点的互联，连接数量多且连接关系复杂。
·混合型切片是组网型切片和专线型切片的组合，具备组网型切片和专线型切片的特点。