云原生网络功能的五大特征

王浩然

云原生网络功能的五大特征
在电信网络持续升级以契合 5G、边缘计算与自动化需求的进程中，云原生网络功能（CNF）正崭露头角，逐步取代传统的物理网络功能（PNF）与虚拟网络功能（VNF）。云原生网络功能是一类以软件形式运行于容器内的网络功能，借助 Kubernetes 进行高效编排，为电信领域带来了卓越的可扩展性、强大的弹性以及出色的效率。以下为您详细解读云原生网络功能的五大关键特征：

一、支持微服务架构
在过去，接入和移动性管理功能（AMF）常以单体式应用程序的形态，依托专用硬件开展工作。过渡到虚拟网络功能阶段时，AMF 被拆分为多个组件，依照不同供应商的架构布局，分散于各个虚拟机中。而步入云原生时代，AMF 进一步细化为运行在容器内部的微服务。此时，呈现在我们眼前的不再是单一的应用，而是由 100 多个 Kubernetes 容器构成的集合。这些容器各自承担着独立的功能，协同合作，共同构建起完整的 AMF。这种微服务架构优势显著，一旦某个小部件出现故障，能够迅速进行修复；若需扩展功能，仅对相关的小部分进行扩展即可，无需牵涉整个应用程序，极大地提升了系统的灵活性与维护效率。

二、基于高效的容器技术
云原生功能标志着从虚拟机到容器的重大技术演进，容器在其中展现出了极高的效率。这主要源于云原生网络功能在每个容器内部，无需配备完整的主机应用程序或操作系统。如此独特的架构设计，催生出诸多显著优势：有效降低了资源开销，使得系统启动与扩展更为迅速；管理流程得到简化，自动化得以更顺畅地实现；安全性大幅增强，灵活性也得到了极大提升，为电信网络的高效运转提供了坚实基础。

三、广泛采用 Kubernetes 编排
虽然并非强制要求，但在实际应用中，云原生网络功能通常借助 Kubernetes 进行编排。回顾虚拟网络功能时期，VMware、红帽 Openstack 和亚马逊云服务（AWS）等虚拟机各自运用不同的编排机制。然而在当下的云原生领域，Kubernetes 已然成为业界默认的标准。例如，亚马逊弹性 Kubernetes 服务（Kubernetes EKS）和红帽 OpenShift 均基于 Kubernetes 构建。Kubernetes 作为核心，极大地简化了网络功能的编排流程，有力支持了多云部署，实现了无缝扩展以及自动化管理，为云原生网络功能的广泛应用与高效运行提供了关键保障。

四、具备强大的自愈能力
自愈能力堪称云原生网络功能的一大突出优势，它为电信网络的高可用性与弹性提供了坚实保障。云原生网络功能借助 Kubernetes 的内置编排功能，能够实时自动检测故障，并在无需人工介入的情况下迅速开展恢复工作。一旦某个云原生网络功能容器发生崩溃，Kubernetes 会即刻重启该故障容器，将其重新调度至正常节点，或者快速启动替代容器，从而确保网络服务的连续性不受影响。与此同时，系统会持续对云原生网络功能工作负载的健康状况与运行状态进行监测，保证只有健康的实例参与网络流量的处理，全方位守护网络的稳定运行。

五、实现智能自动扩展
在云原生网络功能领域，供应商普遍采用水平 Pod 自动缩放（HPA）技术。借助这一技术，Kubernetes 能够依据实际需求，自动对工作负载资源进行更新与扩展。当网络负载增加时，水平扩展机制会及时部署更多容器来应对；与之相对的垂直扩展，是为正在运行工作负载的容器分配更多诸如内存、CPU 等资源。而当网络负载降低，且容器数量超出预先配置的最小值时，水平 Pod 自动缩放技术会指示工作负载资源进行缩减。尤其值得关注的是，在夜间等网络流量低谷时段，通过自动缩减资源，能够直接实现成本的有效节约，充分展现了云原生网络功能在资源管理与成本控制方面的智能与高效。

云原生网络功能凭借上述五大关键特征，正引领着电信网络迈向一个更加敏捷、更具韧性且成本效益更为显著的新时代。在运营商积极推进云原生转型的征程中，充分利用这些特性，将成为构建未来先进电信网络的核心所在。

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