如果说5G拉开了运营商数字化转型的大幕，那5G核心网是重塑运营商竞争力和加快5G应用落地的关键。为应对5G面对不确定的业务、提供确定服务的挑战，满足垂直行业差异化的弹性需求，5G核心网正在以模块化、软件化、服务化的方式构建网络，但在实现网络部署、网络功能、新业务开展的同时，5G核心网监控保障也面临全新挑战。
在刚刚举办的2021世界电信和信息社会日大会上，云杉网络展出了一款面向5G核心网，进行流量采集获取、分发、可视化与监控保障的产品——DeepFlow。
面对云化的5G核心网，如何实现5G核心网的可视化成为业界亟待解决的问题。北京云杉世纪网络科技有限公司（以下简称“云杉网络”）COO来源在接受通信世界全媒体记者专访时表示，短短两年的时间，中国5G网络建设已经走在世界前列。为了更好地保障5G核心网的发展，解决5G核心网生产中遇到的监控、运维、保障等难题，云杉网络打造了一款面向5G核心网，进行流量采集获取、分发、可视化与监控保障的产品——DeepFlow，可以有效应对网络功能服务(NFS)分拆解耦后的新挑战。
5G核心网全面云化，运维面临三大挑战
众所周知，5G核心网天然基于虚拟化技术建设，以SDN/NFV技术实现网络云化，加上微服务设计，这意味着5G网络真正走向开放化、服务化、软件化，有利于实现5G与垂直行业融合发展。“生产侧已经具备了，但是保障侧还有短板。对于核心网的生产保障，其网络功能服务（NFS）间的依赖关系、访问调用、性能追踪都面临全新挑战。”来源如是说。
首先，监控对象数量大是5G核心网保障侧第一个挑战。来源表示，相较于4G核心网较强的硬件属性，5G核心网的服务化特点显著。虚拟化、云原生技术的融入，在5G核心网方案中，不在大量使用专有硬件设备，取而代之的是通用服务器承载的虚拟网元，而虚拟机、容器POD数量的飞速增长使得每个工作负载同时提供多个IPv4、IPv6工作平面。众多演进叠加在一起，对于4G EPC（Evolved Packet Core），SBA中虚拟化后的NFS实例数量以2个乃至更多的数量级增长。
其次，动态性强、难以跟踪也是5G核心网特有的挑战。据了解， 5G核心网通过网络功能仓储(NRF，NF Repository Function)，5G 核心网的各类网络功能服务能够自动化管理，实现服务的自动发现以及注册、更新、状态检测等，避免服务访问中进行大量手动配置工作。但是，自动化管理在生产侧提升管理效率的同时，也增加了核心网动态难以跟踪的挑战。
最后，5G核心网中存在大量的、复杂的NFS间服务调用，具备有效的调用性能跟踪能力尤为重要。据来源介绍，4G核心网的网元之间有着固定的通信链路和通信路径，网元之间的通信遵循请求者和响应者的点对点模式，是一种相互耦合的传统模式。而在5G 核心网服务化架构下，各网络功能服务之间可以根据需求按需通信，具备灵活可编排、解耦、开放等优点，是 5G 时代迅速满足垂直行业需求的一个重要基础能力。与此同时，各网络功能在高效实现过程中，避免了不必要的网络中转，但所涉及的调用链追踪、性能分析、故障定位等也成为了新的挑战。
谈及如何快速解决以上挑战，来源表示，云杉网络把在云计算、云原生服务中监控保障领域长期积累的面对业务的可观测性的产品及方案快速地应用到5G核心网。DeepFlow帮助5G核心网在基于服务架构中统一采集服务间的网络流量，实现对访问调用的全面性能监控，并提供容器化后的全栈路径跟踪，补齐5G核心网服务监控空白，应对云原生特点，紧密结合5G服务，解决5G核心网生产中遇到的监控、运维、保障等难题。
打造云原生、可扩展的NFS监控平台
当前，传统软件服务商加速转型，云原生、容器已经成为网络升级的必需品，5G核心网也不例外。云杉网络推出的DeepFlow 5GC网络功能服务监控方案是基于云原生架构、融入容器技术的可扩展的NFS监控平台，具备智能绘制网元服务知识图谱、5G核心网全栈链路监控追踪、1分钟定位网络异常及故障源三大优势。
“在5G核心网中，网络功能是性能监控保障的核心。”来源介绍，整个核心网通过虚拟化以及服务化后，除关注各类型的网络功能外，还涉及各云、容器等不同维度。绘制一张多维度的知识图谱是服务监控的基础能力，通过关键实例快速查询关联信息。知识图谱可以为DeepFlow平台更丰富的保障功能提供信息管理、跟踪跳转基础。
同时，在5G核心网的监控实践中，通常根据工作流程分为三大块，较大范围以数据中心所属区域或资源池划分，其次为网络功能或网元类型，比如AMF、UDM、SMF等，最后将集中在IT单元，比如容器POD、宿主机、IP等。DeepFlow平台按照三类范围由大到小的操作划分，为核心网所涉及到的复杂网络提供完整的、逐级的监控跟踪。对于多地资源池，在区域视图中，汇总可用区、资源池中的性能指标进行展示，从整体视角快速掌握整体状态。以5G核心网网元为视角，同样可以快速展现网元间访问调用的依赖关系及各类性能指标。
此外，在没有DeepFlow全栈跟踪工具的情况下，排查服务访问调用的性能将是一个复杂繁琐并且冗长的过程，同时对于一线运维人员要求所掌握的技术栈较多，综合能力强，很可能耽误宝贵的运维窗口时间。DeepFlow全栈跟踪针对云中服务间的调用，将虚拟化所实现的逻辑通信进行逐步展开，清晰便捷展示每段的网络状态，性能，结合知识图谱及丰富的指标数据，快速定位性能异常的问题范围边界。
在5G核心网领域，监控、运维、保障都是新难题，作为一家纯IT网络解决方案厂商，为何率先推出5G核心网的监控方案，并取得广泛认可。来源总结道，DeepFlow的成功落地离不开云杉网络在IT侧的经验积累、对于5G的关注和前瞻性思考，以及对DeepFlow方案的积极验证、试点落地。
面向未来，来源十分看好中国5G的发展，并表示创新人才是云杉网络的核心力量，将加大创新力度，重点发展5G方面的业务，为中国5G高质量发展贡献力量。
