SDN、NFV成为5G网络革命关键

动通讯运营商能够独立负担的，因此共同打造、分享网络资源，譬如网络业务分离或机房、基站共构等构想，是公认较为可行的办法。

在未来的5G行动网络中，MTC预期将成为一项重要的应用。为了渗透到更多行业的MTC服务中，5G行动通讯系统应具备更强的灵活性与适应性，以适应巨量的终端设备连接(Massive Connection)与多样化的用户需求。为此，5G的MTC服务须按照一定政策将用户流量分群(譬如同属一个业者或应用服务、具有同样的QoS或SLA等级、有较重的相互通讯需求、在邻接地理区域、有相仿的流量行为特征等)，归属到同一个虚拟区域网(VLAN)内。

透过EPC中PCRF组件做为政策决策点(Policy Decision Points, PDP)，形成前述QoS政策，够过OpenStack经由SDN控制器转换为SDN的Ruleset部署到每一台SDN交换器，做为政策执行点(Policy Enforcement Points, PEP)，以赋予不同VLAN所需要的QoS等级，vEPC可以为每一运营商运行独立的VM Instance，除了保障各运营商的业务私密性外，并可依不同的服务等级隔离各方的流量；除此之外，不同的服务模式(如MTC/UDN等)也可以依同样概念予以分流，以满足传统行动通讯网络中，完全不具备此类EPC基础设施共构服务提供能力的需求。

拥有了这类网络流量调度的能力，未来运营商可以根据业务需求可弹性增加和控制虚拟设备及加值服务，毋须像目前一样新增、改变每个服务都要相应改变其网络组态等基础设置，新兴应用服务的开发周期将可大幅缩短。

图4下半部说明了这种加值服务链(Value-Added Service Chain)的运作释例，用户UE1经由VLAN1提供CG-NAT服务，UE1的流量将被引导至提供服务的SDN交换器上，以预先部署之CG-NAT RuleSet完成NAT转换动作。用户UE2很不幸地是一位被检调机关列管的刑事案件嫌疑犯，系统必须在客户本人不知情的状况下，提供DPI(深度封包检测)或LEA(合法监听)服务，经由VLAN2将UE2的流量引导至提供服务的SDN交换器上，以预先部署之Port Mirror RuleSet将封包复制到DPI/LEA VM服务器上，完成深度封包检测或合法监听纪录程序，而正常的用户数据传输路径不受影响。用户UE3订购了防火墙(FW)加值服务，经由VLAN3，其流量被转送至FW的VM，完成防火墙封包过滤动作后，再转送回数据流正确路径上。

图4 vEPC在连接性、可服务性与部署弹性之运作示例。

vEPC高度扩展性与持续运转中可维护能力

电信产业的基础设施是要求高度扩展性的，需要提供的数据容量越来越大、更复杂且需要更多数据的运算能力和互联设备数量也随之越来越多，而且用户要求的服务等级也变得越来越严格。

云端虚拟化对于上层运行的应用程序来说是一种理论上无限资源的概念，vEPC可根据需要增加或减少资源使用，在任何时候都仅使用正确大小的资源，达到高效利用整体资源的目的，而4G/5G运营商们希望利用云端的这种特性来减少OPEX支出。在NFVI除了提供冗余保护机能外的另一面向，就是使得虚拟资源和VNF能动态地被管理，包括VM的添加和移除，确保了运行的每个vEPC功能都能够一直保持正确的配置和运行环境。
但是不幸地，前述动态资源调度的美好概念，在既有应用程序不改写的前提下，其实是受限于单一服务器的整体资源。考虑电信产业的NFV规模早已超越单一实体服务器，并无法适应5G的vEPC所需的巨型规模。电信业需要的是汇集若干实体服务器的整体资源，提供一可扩展的NFVI空间，在运行的NFV不受影响的前提下，底层的NFVI资源可以动态增加或减少，这在目前还是遥不可及的梦想。因此，vEPC在设计上就要进行额外地信令交握处理，才得以满足扩展性甚至可维护性的需求。

图5显示，一旦单一MME所需的VM资源需求，已经超越一台实体服务器所能提供的全部资源时，这时势必要在另外一台实体服务器上创建第二套以上的MME VM案例，形成一个MME池(Pool)，才能有效地承受更大的业务量，至于登入网的客户端究竟要对哪一套MME副本注册，就需要服务器负载平衡(Server Load Balancing, SLB)机制介入了。

图5 vEPC在高度扩展性与可维护能力之运作示例。

传统网络架构必需有一套负载平衡服务器，主持对后方MME Pool中各个MME网络流量的平均分配，这又构成了流量瓶颈或单点失误的可能性。所幸SDN的强项即在此处，SLB功能此时幻化为一虚拟功能，在S1-MME接口上进行从简单地轮询(Round-Robin)到更复杂的高阶SLB RuleSet，完成入口信令对MME Pool的分配工作。

但是任务并未结束，由于对MME1注册的用户和注册在MME2的用户之间，会有相互寻找对方的需要，3GPP R10规范中已经