从2G到5G，核心网，你到底经历了什么？
今天，我会具体介绍一下，从2g到5g，核心网的发展演进过程，以及其中的思路。尤其会重点说一说，马上进入5g时代了，我们的核心网究竟会变成什么样子。
首先我们从2g开始说起吧。
当年小编刚刚入职的时候，学习的就是2g核心网。
那时候的核心网设备，是这样的：
中兴2g核心网设备
大大宽宽的机柜，有好几层机框，然后每层机框插了很多的单板。单板很薄很轻，面板是塑料的，很容易坏。
翻了半天电脑，找来一张当时培训机房的珍贵照片
这个设备，名字就叫msc（mobile switching center），移动交换中心。
我们来看看当时的网络架构图：
2g网络架构
可以看出来，组网非常简单，msc就是核心网的最主要设备。hlr、eir和用户身份有关，用于鉴权。
注意：之所以图上面写的是“msc/vlr”，是因为vlr是一个功能实体，但是物理上，vlr和msc是同一个硬件设备。相当于一个设备实现了两个角色，所以画在一起。hlr/auc也是如此，hlr和auc物理合一。
后来，到了2.5g。是的没错，2g和3g之间，还有一个2.5g——就是gprs。
在之前2g只能打电话发短信的基础上，有了gprs，就开始有了数据（上网）业务。
于是，核心网有了大变化，开始有了ps核心网。ps，packet switch，分组交换，包交换。
红色部分为ps交换
sgsn：serving gprs support node，服务gprs支持节点
ggsn：gateway gprs support node，网关gprs支持节点
sgsn和ggsn都是为了实现gprs数据业务
很快，基站部分跟着变，2.5g到了3g，网络结构变成了这样：
（为了简单，hlr等网元我就没画了）
3g基站，由rnc和nodeb组成。
到了3g阶段，设备商的硬件平台进行彻底变革升级。以中兴设备为例，就从以前2g的v1平台，变成了3g的v3平台。
中兴v3硬件平台机架
机架内部
（单板比2g重，而且面板都是金属的了）
机框后侧
（主要是提供网线、时钟线、信号线接口）
大家不要小看了硬件平台，实际上，就像最开始华为的c&c08、中兴的zxj10一样，设备商自家的很多不同业务的设备，都是基于同一个硬件平台进行开发的。不可能每个设备都单独开发硬件平台，既浪费时间和精力，又不利于生产和维护。
稳定可靠且处理能力强大的硬件平台，是产品的基石。
3g除了硬件变化和网元变化之外，还有两个很重要的思路变化。其中之一，就是ip化。
以前是tdm电路，就是e1线，中继电路。
粗重的e1线缆
ip化，就是tcp/ip，以太网。网线、光纤开始大量投入使用，设备的外部接口和内部通讯，都开始围绕ip地址和端口号进行。
中兴v3硬件平台上的光纤
第二个思路变化，就是分离。
具体来说，就是网元设备的功能开始细化，不再是一个设备集成多个功能，而是拆分开，各司其事。
在3g阶段，是分离的第一步，叫做承载和控制分离。
在通信系统里面，说白了，就两个（平）面，用户面和控制面。如果不能理解两个面，就无法理解通信系统。
用户面，就是用户的实际业务数据，就是你的语音数据，视频流数据之类的。
而控制面，是为了管理数据走向的信令、命令。
这两个面，在通信设备内部，就相当于两个不同的系统，
2g时代，用户面和控制面没有明显分开。3g时代，把两个面进行了分离。
接着，sgsn变成mme，ggsn变成sgw/pgw，也就演进成了4g核心网：
4g lte网络架构
（注意，基站里面的rnc没有了，为了实现扁平化，功能一部分给了核心网，一部分给了enodeb）
mme：mobility management entity，移动管理实体
sgw：serving gateway，服务网关
pgw：pdn gateway，pdn网关
演进到4g核心网之前，硬件平台也提前升级了。
还是以中兴为例，开始启用atca/etca平台（后来mme就用了它），还有xgw t8000平台（后面pgw和sgw用了它，pgw和sgw物理上是一体的）。
中兴atca机框
atca：advanced telecom computing architecture，先进电信计算架构
etca：enhanced atca，增强型atca
中兴xgw（t8000）硬件平台
其实就是一个大路由器
在3g到4g的过程中，ims出现了，取代传统cs（也就是msc那些），提供更强大的多媒体服务（语音、图片短信、视频电话等）。ims，使用的也主要是atca平台。
前面所说的v3平台，实际上很像一个电脑，有处理器（mp单板），有网卡（以太网接口卡，光纤接口卡）。而v4的atca平台，更像一台电脑了，前面你也看到了，名字就叫“先进电信计算平台”，也就是“电信服务器”嘛。
确切说，atca里面的业务处理单板，本身就是一台单板造型的“小型化电脑”，有处理器、内存、硬盘，我们俗称“刀片”。
atca业务处理板——“刀片”
（没找到中兴的，只能放个华为的）
既然都走到这一步，原来的专用硬件，越做越像it机房里面的x86通用服务器，那么，不如干脆直接用x86服务器吧。
于是乎，虚拟化时代，就到来了。
虚拟化，就是网元功能虚拟化（network function virtualization，nfv）。
说白了，硬件上，直接采用hp、ibm等it厂家的x86平台通用服务器（目前以刀片服务器为主，节约空间，也够用）。
软件上，设备商基于openstack这样的开源平台，开发自己的虚拟化平台，把以前的核心网网元，“种植”在这个平台之上。
网元功能软件与硬件实体资源分离
注意了，虚拟化平台不等于5g核心网。也就是说，并不是只有5g才能用虚拟化平台。也不是用了虚拟化平台，就是5g。
按照惯例，设备商先在虚拟化平台部署4g核心网，也就是，在为后面5g做准备，提前实验。
硬件平台，永远都会提前准备。
好了，上面说了5g核心网的硬件平台，接下来，我们仔细说说5g核心网的架构。
到了5g，网络逻辑结构彻底改变了。
5g核心网，采用的是sba架构（service based architecture，即基于服务的架构）。名字比较好记，呵呵…
sba架构，基于云原生构架设计，借鉴了it领域的“微服务”理念。
把原来具有多个功能的整体，分拆为多个具有独自功能的个体。每个个体，实现自己的微服务。
单体式架构（monolithic）→ 微服务架构（microservices）
这样的变化，会有一个明显的外部表现，就是网元大量增加了。
红色虚线内为5g核心网
除了upf之外，都是控制面
这些网元看上去很多，实际上，硬件都是在虚拟化平台里面虚拟出来的。这样一来，非常容易扩容、缩容，也非常容易升级、割接，相互之间不会造成太大影响（核心网工程师的福音）。
简而言之，5g核心网就是模块化、软件化。
5g核心网之所以要模块化，还有一个主要原因，就是为了“切片”。
很多人觉得“切片”很难，其实并非如此。
切片，就是“多种人格”。同一样东西，具有不同的特性，以应对不同的场景，也有点像“瑞士军刀”。
5g是一个天下一统的网络，通吃所有用户。设计之初，就需要它应对各种需求。这些需求，被整理为三大应用场景。
embb（增强型移动宽带）
人与人之间通信，人类上网，主要用这个。
mmtc（海量物联网通信）
物联网主要用这个。
urllc（低时延、高可靠通信）
主要用于智能无人驾驶、工业自动化等需要低时延高可靠连接的业务。
其实说白了，就是人类上网需要很快的网速，车联网、vr/ar需要很低的延时，智能抄表这样的物联网，需要更大的覆盖和更多的连接。5g网络，统统都要满足。
既然网络用途不同，当然要见招拆招。以一个死板的固定网络结构去应对，肯定是不行的。只有拆分成模块，灵活组队，才能搞定。
网络切片
例如，在低时延的场景中（例如自动驾驶），核心网的部分功能，就要更靠近用户，放在基站那边，这就是“下沉”。
部分核心网功能，“下沉”到了mec
下沉不仅可以保证“低时延”，更能够节约成本，所以，是5g的一个杀手锏。
以上，就是从2g到5g，核心网整个的演进过程和思路。并不难理解吧？
简单概括，就是拆分、拆分、再拆分，软件、软件、更软件。
在将来，核心网的硬件和it行业的硬件一样。而核心网的软件，就变成手机上面的app一样。
所以，亲爱的核心网工程师们，留给我们的时间已经不多了，要么转it运维，要么，就只能……
以上文章来源网络，如有涉及侵权，请联系删除！我们一直在关注这方面的发展，对话题有不同见解的欢迎一起讨论。
国家高新技术企业；唯一覆盖中国和欧美运营商认证服务机构；业内最为优秀第三方认证服务商之一；专业的人做专业的事；
入库：┆移动┆联通┆电信┆中国广电┆
欧美：┆gcf┆ptcrb┆vzw┆att┆tmo┆fcc┆
中国：┆ccc┆srrc┆cta┆
号码：┆imei┆mac┆meid┆ean┆
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（主要是提供网线、时钟线、信号线接口）
大家不要小看了硬件平台，实际上，就像最开始华为的c&c08、中兴的zxj10一样，设备商自家的很多不同业务的设备，都是基于同一个硬件平台进行开发的。不可能每个设备都单独开发硬件平台，既浪费时间和精力，又不利于生产和维护。
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ip化，就是tcp/ip，以太网。网线、光纤开始大量投入使用，设备的外部接口和内部通讯，都开始围绕ip地址和端口号进行。
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第二个思路变化，就是分离。
具体来说，就是网元设备的功能开始细化，不再是一个设备集成多个功能，而是拆分开，各司其事。
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前面所说的v3平台，实际上很像一个电脑，有处理器（mp单板），有网卡（以太网接口卡，光纤接口卡）。而v4的atca平台，更像一台电脑了，前面你也看到了，名字就叫“先进电信计算平台”，也就是“电信服务器”嘛。
确切说，atca里面的业务处理单板，本身就是一台单板造型的“小型化电脑”，有处理器、内存、硬盘，我们俗称“刀片”。
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（没找到中兴的，只能放个华为的）
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5g核心网之所以要模块化，还有一个主要原因，就是为了“切片”。
很多人觉得“切片”很难，其实并非如此。
切片，就是“多种人格”。同一样东西，具有不同的特性，以应对不同的场景，也有点像“瑞士军刀”。
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以上，就是从2g到5g，核心网整个的演进过程和思路。并不难理解吧？
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