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告别凌晨割接:核心网升级不打烊

概述:割接窗口,是通信运维人又爱又恨的四个字。本文回答一个具体问题:核心网升级,能不能不再靠凌晨停机窗口赌一把?本文以爱立信官方博客与三家运营商的商用实践为主轴,拆解 ISSU(In-Service Software Upgrade,在役软件升级)如何让 5G 核心网「边跑边换」:芬兰 Elisa 成为欧洲首个在商用 5G SA 网络部署 ISSU 的运营商;澳大利亚 TPG Telecom 实测升级执行时间缩短 70%、彻底告别外部供应商到场;西班牙 Telefónica 则在用户面上完成了实践。同时,本文也保留并整理传统割接的「八步军规」——因为 3GPP 标准允许多种实现,并不是每一次升级都能在役完成,割接纪律仍然是运维人的看家本领。

目录

  1. 凌晨两点的集体记忆:割接为什么让人又怕又烦
  2. 权威锚定:爱立信说的 ISSU 到底是什么
  3. 三张商用答卷:Elisa、TPG 与 Telefónica
  4. 原理拆解:核心网凭什么能边跑边换
  5. 边界:哪些升级仍然要老老实实割接
  6. 割接夜八步军规与标准时间线
  7. 从人扛到流水线:CI/CD 进核心网
  8. 写在最后:给运维人的三条建议

一、凌晨两点的集体记忆:割接为什么让人又怕又烦

在核心网机房干过的人,都有一段相似的记忆:变更窗口定在凌晨零点到四点,晚上十点集结开会,二十多项前置检查一条条过,割接脚本打印出来钉在白板上,十几个人盯着大屏上的 KPI 曲线,谁也不敢先去眯一会儿。割接顺利,凌晨四点解除变更、各自回家;割接不顺利,天亮之前总有人开始盘算「要不要回滚」——这是整个行业最煎熬的十分钟。

割接的本质矛盾在于:风险越集中的操作,越只能放在业务低峰,而业务低峰意味着人最疲惫的时刻。传统电信设备的软件升级是「整机替换」思路——网元要重启,重启就要中断,中断就必须找窗口。窗口资源极其稀缺:大型省网的维护窗口一周就那么几个晚上,还要给例行维护、硬件扩容、传输调整排队。于是升级被压成大包大揽:半年攒一堆功能,一次换完,风险高度集中。

回看这几年本栏目复盘过的多起重大断网事故——无论是路由器维护引发的全国性瘫痪,还是一次软件包放倒全网九小时——相当一部分都发生在「变更」这个环节。变更管理水平,直接决定一个网络的可用性上限。这也是为什么「在役升级」这几年从概念变成商用:它不是锦上添花的自动化点缀,而是把风险敞口从「一次全量、凌晨执行、人工兜底」改造成「小步快跑、随时执行、流水线兜底」。

二、权威锚定:爱立信说的 ISSU 到底是什么

本文的解读主轴,是爱立信官方渠道的一系列一手材料,先把来源说清楚:

2019 年 12 月,爱立信官方博客发表《In-Service Software Upgrade: A relief planning for 5G》,明确提出:ISSU 配合金丝雀测试(Canary Testing),是核心网降低运维成本的关键特性,也是 5G 服务敏捷性的使能器。这篇文章的观点很直白——5G 核心网既然是云原生的,升级就该像互联网服务一样滚动推进,而不是靠停机窗口。

ISSU 的字面意思是「在役软件升级」:在网元承载真实业务的同时,完成软件版本从旧到新的更换,用户无感知。它的玩法对互联网工程师来说毫不陌生,就是滚动升级(Rolling Update)加灰度发布(Canary Release)的组合拳:

需要强调的是:博客讲的是理念与架构方法,属于厂商观点;而下面第三节的三张商用答卷,是可验证的事实。两者分开看。

三、三张商用答卷:Elisa、TPG 与 Telefónica

案例一:Elisa——欧洲第一个吃螃蟹

2023 年 3 月,爱立信与芬兰运营商 Elisa 联合宣布:在 Elisa 的商用生产 5G SA 网络上成功部署 ISSU 能力,Elisa 由此成为欧洲首个在现网 5G SA 网络上落地该能力的运营商。据爱立信官方通稿,该能力通过「持续交付与部署(Continuous Delivery and Deployment)」模式交付,Elisa 可以在不中断客户业务与体验的情况下高效升级核心网软件。这一消息被 CXOtoday、Voice&Data 等多家行业媒体转载交叉证实。

案例二:TPG Telecom——70% 提速与供应商解放

2024 年 2 月 25 日(MWC24 期间),爱立信发布通稿:澳大利亚 TPG Telecom(旗下拥有 Vodafone、iiNet 等品牌)在其双模 5G Core 的网元功能上成功实现自动化 ISSU,官方称之为「5G Core 与云原生技术内软件自动化的一种新架构方法」。两个关键数字值得划线:

第二点容易被忽视,但对运维团队意义巨大。传统割接的隐形成本之一,就是每次大版本升级都要协调设备商专家到场、跨时区支持、按人天计费的服务单。TPG 核心网应用总经理 Clinton Fick 在通稿中说得很清楚:自动化提升了网络效率,更重要的是「把员工的时间重新投向网络其他关键领域的创新与投资」。爱立信澳新区负责人 Emilio Romeo 则将其定位为「网络管理敏捷性与效率新时代的开端」。

案例三:Telefónica——用户面上的实践

西班牙 Telefónica 在其官网技术博客发表《ISSU or how to upgrade network software without disrupting operations》,介绍了与爱立信合作、由 O2 承载的实践:在 5G 核心网用户面(负责业务流量传输的部分)上使用 ISSU,实现不中断运营的软件更新。这篇文章未标注具体商用日期,但把用户面单独拿出来讲,恰恰说明了一个行业共识:用户面承载全部流量、吞吐压力大,是「边跑边换」最难啃的骨头之一。

三案例横向对比

维度 Elisa(芬兰) TPG Telecom(澳大利亚) Telefónica(西班牙)
公开时间 2023 年 3 月 2024 年 2 月 25 日 日期未注明
落地范围 商用 5G SA 现网 双模 5G Core 网元功能 5G 核心网用户面
关键成果 欧洲首个商用 5G SA 网 ISSU;业务零中断 升级执行时间快 70%;无需外部供应商到场 用户面不中断更新实践
交付模式 持续交付与部署(CD/CD) 自动化 ISSU 与爱立信合作实践
管理层定位 云原生数字化转型关键一步 员工时间转向创新投入 不中断运营的软件升级

三张答卷的时间线很说明问题:2023 年欧洲首个现网落地,2024 年 MWC 期间就作为成熟案例登台——ISSU 从概念验证到规模商用的间隔,比行业以往任何一次核心网架构变革都要短。

四、原理拆解:核心网凭什么能边跑边换

传统 EPC 时代不是没人想做在役升级,是做不到。5G 核心网能做,靠的是四层地基:

第一层:云原生化。 5G 核心网 NF 被拆成微服务,跑在容器平台之上。升级一个 NF,本质上是替换容器镜像并滚动重建 Pod——这是互联网行业已经跑了十年的成熟动作。旧版本副本摘流、销毁,新版本副本起苗、挂流,业务在版本间无缝过渡。

第二层:计算与状态分离。 滚动升级的前提是「副本随时可死可生」,那就要求网元尽量无状态:会话上下文、签约数据外置到统一数据层与冗余备份节点。状态不在计算节点本地,重建副本才不丢业务。

第三层:3GPP 定义的池化与冗余。 3GPP TS 23.501(5G 系统架构)定义了 AMF 集合(AMF Set)、备份 AMF 选择等机制,终端在接入侧就带有冗余锚点。同一集合内部分节点升级换代时,信令可以由集合内其他成员继续承载。需要说明的是,标准允许多种实现,各网元在升级期间的精细化行为以各厂家官方文档为准——这也是为什么灰度验证永远不能省。

第四层:金丝雀与门限。 前三层解决「能不能换」,第四层解决「敢不敢换」。真实生产流量按小比例打到新版本上,KPI 门限自动盯守——爱立信 2019 年那篇博客强调的 Canary Testing,就是这层安全网。

把四层串起来,一次典型的在役升级是这样推进的:

flowchart TD
    S["割接启动:在役升级流水线"] --> C1["前置检查全项通过"]
    C1 -->|通过| B1["批次1:灰度百分之五节点"]
    C1 -->|失败| AB["中止本次升级"]
    B1 --> K1["KPI观察10分钟"]
    K1 -->|达标| B2["批次2:放量至百分之三十"]
    K1 -->|越限| RB["仅回滚已升级批次"]
    B2 --> K2["KPI观察10分钟"]
    K2 -->|达标| B3["批次3:全量推进"]
    K2 -->|越限| RB
    B3 --> V["全量后观察四小时"]
    V --> R["升级结束:无需停机窗口"]

注意回滚那一路:只回滚已升级的批次,未动过的百分之九十五业务毫无感觉。这就是灰度架构给运维人的底气——风险敞口被物理性地切小了。

五、边界:哪些升级仍然要老老实实割接

把 ISSU 讲成万能药是不负责任的。以下几类变更,行业目前仍然依赖传统割接窗口,缺一不可:

  1. 大版本不兼容升级:涉及数据模型变更、网元服务架构大版本跨越、UDR 数据迁移的升级,新旧版本无法稳定混跑,灰度无从谈起,只能整体切换。
  2. 底座平台变更:容器平台版本、操作系统内核、网络插件这类底座升级,动的是所有 NF 共同站立的地板,必须统一窗口处理。
  3. 硬件与机房级操作:板卡更换、机框下电、机房搬迁、传输电路调整——物理世界的活儿,永远叫割接。
  4. license 与容量联动变更:软件版本与授权容量强耦合的变更,错一步就是业务挂死,宁可窗口里做。

业界一条血泪共识值得写进每本运维手册:升级失败的最大损失,往往不在新版本本身,而在回滚路径没有预先打通。这也是为什么即使 ISSU 时代,传统割接方法论仍然要传承——下面的八步军规,就是为此准备的。

六、割接夜八步军规与标准时间线

以 18 年一线经验打底,我把核心网割接归纳为八步,每一步都对应一个具体的交付物,缺件不开工:

  1. 方案三级评审:方案文档、操作脚本、回滚预案三件套,分别经科室、部门、网络口评审签字,交付物是签字版方案。
  2. 基线采集:割接前至少一周,连续采集注册成功率、会话建立成功率、切换成功率、话务量等核心 KPI 的同时段基线——没有基线,割接后的「正常」就是一句空话。
  3. 备份与回滚演练:配置、数据、镜像、license 四类备份落库,回滚操作在测试环境完整演练过一遍,交付物是回滚演练记录。
  4. 批次与门限设计:把网元分成三个批次,明确每批的比例、每批的观察时长、每项 KPI 的越限门限,以及「谁有权限喊回滚」——这个人是事先指定的,不是现场推举的。
  5. 前置检查:版本号核对、license 有效期、磁盘容量、存量告警清零等二十余项,全过才开第一枪。
  6. 割接执行三不原则:不讨论新方案、不临时扩大范围、不跳步执行。窗口里只允许做窗口前写好的事。
  7. 验证与解除:拨测、话务对比、KPI 与基线比对全部达标后,正式解除变更、解冻工单。
  8. 观察班与复盘:解除不等于结束,72 小时观察班值守,复盘报告一周内归档。

对应的夜间时间线如下:

时点 动作 关键交付物
T-7 天 方案终审、基线采集启动 签字版割接方案
T-1 天 备份完成、回滚演练、工单冻结公告 回滚演练记录
T-30 分钟 二十余项前置检查 检查单全过截图
T0 批次 1 灰度执行 批次 1 操作日志
T+15 分钟 KPI 门限评估,决定放量或回滚 门限评估记录
T+1 小时 批次 2 放量 批次 2 操作日志
T+2 小时 全量推进 全量操作日志
T+4 小时 拨测验证、解除变更 解除变更通告
T+72 小时 观察班值守结束、复盘归档 复盘报告
timeline
    title 割接夜标准时间线
    22点 集结 : 变更会交底 : 基线拨测确认
    23点 前置检查 : 版本与license核对 : 备份与回滚包就绪
    0点 割接执行 : 批次推进 : KPI门限盯守
    2点 业务验证 : 注册与呼叫拨测 : 话务与基线比对
    4点 解除变更 : 观察班交接 : 复盘排期

七、从人扛到流水线:CI/CD 进核心网

Elisa 案例里那个容易被忽略的词——「持续交付与部署模式」——其实指向了比 ISSU 更大的图景。传统割接是「项目制」:攒需求、排窗口、一次性切换;CI/CD 是「流水线制」:软件包从研发产出就进入制品库,经自动测试、灰度、门禁,小步流入现网。变化的不只是工具,是变更的组织方式:从十几个人守一夜,变成几个人盯流水线。

TPG 的「无需外部供应商到场」正是这条路线的终点站之一:升级能力内化进运营体系,运维团队重新掌握变更主导权。爱立信官网也已将 CI/CD 作为独立的主题栏目运营,面向运营商推广核心网的持续交付实践。沿着这条路线往下走,就是本栏目此前写过的自智网络高阶自治——但不必把愿景拉太远,眼前的台阶很清晰:先把灰度、门限、自动拨测这三件事做进流水线,割接的「夜」就会一天天变亮。

八、写在最后:给运维人的三条建议

第一,能在役升级的先在役,不能在役的把割接做轻。 推动设备商明确每类变更的支持边界,能走滚动升级的绝不走停机窗口;必须停机的,把批次切得更细、单批影响面压到最小。

第二,回滚路径先于升级路径设计。 每一次变更申请,先答「怎么退回来」,再答「怎么切过去」。答不出回滚方案的变更,方案写得再漂亮也不该上会。

第三,把 KPI 门限写进流水线,而不是写在值班群里。 门限一旦是口头约定,执行时就一定会被「再观察一下试试」逐渐击穿。让机器卡门限,人只做机器解释不了的判断。

凌晨四点的机房不会消失,但它应该越来越少地出现在核心网升级的日历上。当「割接」从一场战役变成一条流水线上的一次例行过站,运维人才算真正把时间买了回来——用 TPG 那句话说,投向创新,而不是投向黑夜。

参考来源

  1. TPG Telecom automates software and security updates with new Ericsson upgrade — 爱立信官方通稿(2024-02-25),TPG 双模 5G Core 自动化 ISSU、升级执行时间缩短 70%、无需外部供应商到场
  2. In-Service Software Upgrade: A relief planning for 5G — 爱立信官方博客,ISSU 与金丝雀测试(Canary Testing)的核心理念
  3. Elisa and Ericsson launch In-Service Software Upgrade in live production 5G Standalone network — 欧洲首个商用 5G SA 现网 ISSU,持续交付与部署模式
  4. ISSU or how to upgrade network software without disrupting operations — Telefónica 官网博客,5G 核心网用户面 ISSU 实践
  5. 3GPP TS 23.501: System architecture for the 5G System (5GS) — 5G 系统架构标准,AMF 集合与备份 AMF 等冗余机制的定义

本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵爱卫生(微信ID: gprshome201101)维护,聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。

[!tip] 51学通信知识星球 星主:爱卫生(微信:gprshome201101)——公众号「51学通信」创办者,19 年通信行业运维与讲师经验,著有《GPRS网络信令实例详解》《EPC原理与实践》《5G核心网原理与实践》三本纸质书(各大电商平台有售)。 星球定位:深耕 5G 核心网、IMS、NFV/AI、云原生等 ICT 领域,主打运维岗位与信令分析。 当前规模:5200 篇主题 / 990 个回答,198 元/年。 加入福利:加入星球后请加爱卫生微信,拉您进知识星球年度陪伴与答疑群——不限量回复您的各种问题,另有群内分享。 AI 加持:51学通信知识星球已作为 skill 接入 WorkBuddy,使用 deepseek-4-flash 在海量星球帖子中精准找贴、找视频、找 FAQ 和案例,做总结、找文档和 PPT 等场景全覆盖。

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