話說在5G時代，苟日新，日日新，又日新，一個個新的概念層出不窮，讓人目不暇接。

網路切片就是在5G引入的新概念之一。

切”，漢字部件構造：七刀。例如：切片，本意是“從物品上切出的扁薄部分”。

然而，網路就是一臺臺硬體裝置，還有上面飛奔的資料，這切片到底是咋回事？這就引出了下面這一連串的問號：

為什麼5G需要網路切片？

網路切片，到底切的是什麼？

怎麼實現網路切片？

5G網路切片會帶來哪些商業模式的更新？

一頭霧水

要回答“為什麼5G需要網路切片”這個問題，就首先需要明白網路切片到底是什麼。首先我們將從5G的前輩，3G和4G說起。

從3G時代開始，資料業務，也就是“手機上網”這一需求異軍突起，對於運營商來說，流量就是嘩嘩進賬的銀子啊。但網路資源有限，不可能保證所有業務都能全速進行，總得撿重要的首先保障。

3G網路，拉開了無線網際網路的序幕！

於是，一幫專家們對所有使用者的各種型別的業務進行了充分研究之後，根據不同業務對時延、丟包率的不同要求進行了如下的分類：

會話類：語音和影片電話就是最典型的會話類業務，其特點是端到端時延小，業務量上下行對稱或幾乎對稱。

互動類：互動類業務一般指的是終端和伺服器進行線上資料互動的業務，特點是請求響應模式。最典型的互動類業務就是網頁瀏覽、資料庫檢索、網路遊戲等。

流媒體類：流類業務也是實時性的，但是由於它是單向傳輸，不需要進行互動，所以實時性要求沒有會話類業務那麼嚴格，並且允許一定的丟包率和錯包率。典型的流類業務是人們在網路上欣賞音訊或者影片節目。

後臺類：背景類業務包括一些自動的後臺電子郵件接收、彩信或者接收一些檔案和資料庫下載。這類業務的特點是使用者對傳輸時間沒有特別的要求，但是對丟包率的要求很高。

3G定義的業務型別

根據這些不同的業務的需求排出個優先順序，優先保證對網路要求高的業務，然後再兼顧低優先順序的業務。這樣所有業務都能基本滿足，大家都滿意。

到了4G時代，更是定義了9種最基本的QoS等級，對於不同業務的服務級別的管理更加精細化。

4G標準的QoS等級定義

可是到了5G時代，這一切都發生了變化。

因為5G不再只用於人和人之間的通訊，而是懷揣著萬物互聯的夢想而降生。

5G網路的三大場景及其QoS需求

我們來看看上圖中的5G的三大場景對於網路的需求：

增強型移動寬頻（eMBB）：需要關注峰值速率，容量，頻譜效率，移動性，網路能效等這些指標，和傳統的3G和4G類似。

海量機器通訊（mMTC）：主要關注連線數，對下載速率，移動性等指標不太關心。

高可靠低時延通訊（uRLLC）：主要關注高可靠性，移動性和超低時延，對連線數，峰值速率，容量，頻譜效率，網路能效等指標都沒有太大需求。

所謂汝之蜜糖，彼之砒霜，這些業務對網路要求側重點的完全不同。

例如，自動駕駛需要在行駛過程中，為了應對危險，需要在1毫秒左右的超低時延內和網路進行極高可靠的通訊。與之不同的是，自來水公司擁有成千上萬個智慧水錶需要上報資料，因此超大容量是至關重要的，至於網速慢一些，誤位元速率高一些問題都不大，甚至連小區切換功能都不需要。

這些不同業務截然不同的特點，讓脫胎於3G和4G時代，僅針對智慧手機的移動寬頻業務的QoS方案使用起來捉襟見肘。

並且，在5G時代“萬物互聯”的宏大構想內，除了eMBB繼承自之前的手機上網業務之外，mMTC和uRLLC都是屬於物聯網業務。運營商要開展物聯網業務，必然涉及到和其他物聯網服務提供商的合作和定製化，如何為合作伙伴提供一張按需定製，獨立運維，穩定高效的網路，也就成了亟需解決的技術需求。

於是，這些聰明的工程師想到了一個點子：何不布上幾張獨立的子網路來支援5G的幾大場景？這些子網路的無線、承載和核心網等資源都完全和其他網路隔離開來，而QoS依舊只侷限在某一張子網路的內部進行服務質量管理。

比如說，我們建上三大類子網路：eMBB，mMTC和uRLLC各一類，這些網路之間是獨立不受影響，每張子網路內部的不同業務依舊使用QoS來管理。並且在同一類子網路之下，還可以再次進行資源的劃分，形成更低一層的子網路，比如mMTC子網路還可以按需分為：智慧停車子網路，自動抄表子網路，智慧農業子網路等等。

相當於把QoS從二維擴充套件到了三維，這些相互隔離的子網路就叫做網路切片或者子切片。

5G網路切片劃分示意圖

既然要切片，首先必須要把各個模組統一起來管理，形成一個有機整體，然後才能有切片的可能。就像製作切片面包一樣，先要把麵粉、雞蛋，奶等各種原料糅合，經由發酵過程，在烤製成一大塊的完整面包之後，才能進行切片，不同切片再透過協調工作，才能組成美味的三明治。

那麼5G是怎樣實現各個模組的統一管理和資源切分呢？這就要引入NFV和SDN技術了。

NFV的全稱是“Network function virtualization”，這就是大名鼎鼎的虛擬化。隨著通用伺服器處理能力的大幅增強，便有了餘力拿出一部分資源作為虛擬化層，把網路中的計算（類似電腦的CPU，記憶體）、儲存（類似電腦的硬碟），以及網路（類似電腦的網絡卡）這些資源進行統一管理，按需劃分。這樣一來，一臺，甚至多臺物理伺服器的硬體就形成了資源池，可以按照需要劃分成若干邏輯伺服器，供各種應用來使用。

虛擬化基本架構

SDN的全稱是“Software Defined Network”，又叫軟體定義網路。區別於傳統網路中的各個路由轉發節點各自為政，獨立工作的現狀，SDN引入了中樞控制節點：控制器，用來統一指揮下層裝置的資料往哪裡發，下層網路裝置只需要照著執行即可。這樣一來，就像網路有了大腦一樣，可以實現控制和轉發分離，網路靈活性和可擴充套件性大為增強。

SDN架構

依託如今大行其道的虛擬化和軟體定義網路(NFV/SDN技術，我們可以把所有的硬體抽象為計算，儲存和網路這三類資源進行統一管理分配，給不同的切片不同大小的資源，且完全隔離互不干擾，實現了邏輯上的高層統一管理和靈活切割。因此NFV/SDN成為了網路切片技術的基礎。

5G網路切片和壽司像極了！

遙想3G和4G時代的QoS管理，雖說無線，承載跟核心網都有參與，但卻是在各立山頭，分別處理，都只管自己的那一畝三分地，沒有任何的全域性把控。

跟3G和4G錦上添花的QoS管理功能不同，5G對網路切片進行了全面的設計，可以對各類資源及QoS進行端到端的管理，橫貫無線，承載與核心網，並使之成為5G網路的基本特徵之一。

在這樣的架構之下，在負責高層網路切片管理功能之下，分為無線，承載，核心網幾個子切片，分工合作，完成重任。

這樣一來，網路切片就劃分為了縱向和橫向兩個維度。先在縱向的無線，承載，核心網子切片完成自身的管理功能，再在橫向上組成各個功能端到端的網路切片。所謂橫向協同，縱向到底。

5G端到端網路切片及統一管理

無線子切片：切片資源劃分和隔離，切片感知，切片選擇，移動性管理，每個切片的QoS保障。

承載子切片：基於SDN的統一管理，承載也可以被抽象成資源池來進行靈活分配，從而切割成網路切片。

核心網子切片：核心網在5G時代可謂變得媽都不認識了，基於SBA（服務化架構 Service Based Architecture），以前所有的網元都被打散，重構為一個個實現基本功能集合的微服務，再由這些微服務像搭積木一樣按需拼裝成網路切片。

最後，經過無線，承載和核心網這些縱向子切片的協同工作，為端到端的橫向切片：eMBB、mMTC和uRLLC提供支撐，不同的業務得以在不同的切片之上暢行。

基於網路切片，運營商以此可以把業務從傳統的語音和資料拓展到萬物互聯，也將形成新的商業模式，從傳統的通訊提供商蛻變為平臺提供商，透過網路切片的運營，為垂直行業提供實驗、部署和管理的平臺，甚至提供端到端的服務。

運營商可以用B2B2C的方式來銷售網路切片，並透過引入DevOps（開發和運營同步進行）的理念和模式，可以極大地提升切片運營的效率。

網路切片的運營閉環

DevOps工作流肇端於客戶的切片訂購和需求輸入，然後經過切片模型定義，切片設計，切片部署，切片監控，切片保障和切片運營這樣一個切片設計和運營的閉環，使5G網路切片靈活高效運轉。

結語：如果說4G網路是一把刀，雖然鋒利但用途單一；那麼，5G網路就是一把瑞士軍刀，靈活方便、用途多功能強，而網路切片正是發揮5G網路優勢的利器。

隨著2020年5G規模商用的臨近，5G正在積極熱身排練，即將閃亮登場。