第4章 信息系统架构（四）

4.6 网络架构

网络是信息技术架构中的基础，不仅是用户请求和获取IT信息资源服务的通道，同时也是 信息系统架构中各类资源融合和调度的枢纽。特别是云计算、大数据和移动互联网技术飞速发 展的今天，网络更加成为实现这些技术跨越的重要环节。因此网络架构的设计在信息系统架构中有着举足轻重的地位。

4.6.1 基本原则

网络作为整个基础架构的基础，这些设计原则更强调突出高可靠性、高安全性、高性能、可管理性、平台化和架构化等方面。

4.6.2 局域网架构

局域网指计算机局部区域网络，是一种为单一组织所拥有的专用计算机网络。其特点包括：

①覆盖地理范围小，通常限定在相对独立的范围内，如一座建筑或集中建筑

群内(通常在 2.5km内)；

②数据传输速率高(一般在10Mb/s以上，典型1Gb/s，甚至10Gb/s)；

③低误码率(通常在10-9以下) ，可靠性高；

④支持多种传输介质，支持实时应用。就网络拓扑而言，有总线、环形、星

形、树状等类型。从传输介质来说，包含有线局域网和无线局域网等。局域

网通常由计算机、交换机、路由器等设备组成。

4.6.3 广域网架构

通俗来讲，广域网是将分布于相比局域网络更广区域的计算机设备连接起来的网络。广域网由通信子网与资源子网组成。

通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网来构建，

将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来，实现资源子网的共享。

广域网属于多级网络，通常由骨干网、分布网、接入网组成。在网络规模较小时，可仅由骨干网和接入网组成。在广域网规划时，需要根据业务场景及网络规模来进行三级网络功能的选择。

4.6.4 移动通信网架构

5G常用业务应用方式包括：5GS (5G System)与DN (Data Network,数据网络互联、5G网络边缘计算等。

1.5GS与DN互连

5GS在为移动终端用户 (User Equipment, UE) 提供服务时，通常需要DN网络，如Internet、IMS (IP Media Subsystem) 专用网络等互连来为UE提供所需的业务。各式各样的上网、语音、AR/VR、工业控制和无人驾驶等5GS中，UPF网元作为DN的接入点。5GS和DN之间通过5GS定义的N6接口互连。

在5GS和DN基于IPv4/IPv6互连时，从DN来看，UPF可看作是普通路由器与UPF通过N6接口互连的设备，通常也是路由器。换言之，相反从5GS来看，5GS和和DN之间是一种路由关系。UE访问DN的业务流在它们之间通过双向路由配置实现转发。

就5G网络而言，把从UE流向DN的业务流称之为上行 (UL，UpLink) 业务流；把从DN流向UE的业务流称为下行 (DL,DownLink) 业务流。UL业务流通过UPF上配置的路由转发至DN；DL业务流通过与UPF邻近的路由器上配置的路由转发至UPF。

此外，从UE通过5GS接入DN的方式来说，存在两种模式：透明模式和非透明模式。

1)透明模式

UE在向5GS发起会话建立请求时，通常5GS不触发向外部DN-AAA (认证、授权和计费)服务器发起认证过程。UE访问某个Intranet网络时，UE级别的配置仅在UE和Intranet网络之间独立完成，这对5GS而言是透明的。

2)非透明模式

作为UE会话建立的一部分，5GS中SMF通常通过向外部DN-AAA服务器 (如Radius,Diameter服务器)发起对UE进行认证。在对UE认证成功后，方可完成UE会话的建立，之后UE才可访问Intemet/ISP的服务。

2.5G网络边缘计算

5G网络的边缘计算 (Mobile Edge Computing, MEC)架构，支持在靠近终端用户UE的移动网络边缘部署5GUPF网元，结合在移动网络边缘部署边缘计算平台 (Mobile Edge Platform,MEP) ，为垂直行业提供诸如以时间敏感、高带宽为特征的业务就近分流服务。于是，一来为用户提供极佳服务体验，二来降低了移动网络后端处理的压力。

从业务连续性来说，5G网络可提供：

·SSC模式1(在用户移动过程中用户会话的IP接入点始终保持不变

·SSC模式2 (用户移动过程中网络触发用户现有会话释放并立即触发新会话建立)

·SSC模式3(用户移动过程中在释放用户现有会话之前先建立一个新的会话)供业务提供者ASP (Application Service Provider) 或运营商选择。