范文NFV知識(shí)培訓(xùn)課件

目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國(guó)移動(dòng)電信云工作進(jìn)展NFV知識(shí)培訓(xùn)精品文檔1目錄NFV基本概念和架構(gòu)NFV知識(shí)培訓(xùn)精品文檔1解耦開(kāi)放簡(jiǎn)化廠(chǎng)商A廠(chǎng)商B廠(chǎng)商C廠(chǎng)商D廠(chǎng)商EFrom:傳統(tǒng)煙囪式結(jié)構(gòu)：軟件和硬件合一To:軟件和硬件解耦NFV即NetworkFunctionsVirtualization（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化），就是將傳統(tǒng)的CT業(yè)務(wù)部署到云平臺(tái)上（云平臺(tái)是指將物理硬件虛擬化所形成的虛擬機(jī)平臺(tái)，能夠承載CT和IT應(yīng)用），從而實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦合。什么是NFV精品文檔2解耦開(kāi)放簡(jiǎn)化廠(chǎng)商A廠(chǎng)商B廠(chǎng)商C廠(chǎng)商D廠(chǎng)商EFrom:傳統(tǒng)煙NFV的ETSI標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)包括虛擬機(jī)管理軟件和硬件Hypervisor是每個(gè)服務(wù)器上的虛擬計(jì)算、虛擬存儲(chǔ)、虛擬網(wǎng)絡(luò)能力的直接提供者運(yùn)行在虛擬化平臺(tái)上的網(wǎng)元軟件最小部署單元是一個(gè)或者多個(gè)VMNFVO（NFVOrchestration)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的部署，比如VoLTE服務(wù)、RCS服務(wù)……，以及跨廠(chǎng)家、跨數(shù)據(jù)中心的全局資源管理VNFM(VNF

manager）負(fù)責(zé)網(wǎng)元生命周期管理，基本能力包括網(wǎng)元VM的增、刪、查、改VIM（VirtualInfrastructureManager）是云平臺(tái)的管理，負(fù)責(zé)硬件管理、VM部署、VM協(xié)調(diào)和調(diào)度等VNF：虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能NFVI:NFV基礎(chǔ)設(shè)施MANO

=NFVO+VNFM+VIMComputingHardwareStorageHardwareNetworkHardwareHardwareresourcesVirtualisationLayerVirtualisedInfrastructureManagerVNFManagerVNF2OrchestratorOSS/BSSVNF3VNF1VirtualComputingVirtualStorageVirtualNetworkNFVManagementandOrchestrationEMS2EMS3EMS1Service,VNFandInfrastructureDescriptionNFVIVNF精品文檔3NFV的ETSI標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)包括虛擬機(jī)管理軟件和硬件運(yùn)行在虛擬化ETSINFVISG特點(diǎn)：運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)分析需求，制定架構(gòu)250+家廠(chǎng)商參與，IT廠(chǎng)商參與眾多2012.10，13家運(yùn)營(yíng)商發(fā)起產(chǎn)業(yè)互動(dòng)驗(yàn)證NFV的起源及標(biāo)準(zhǔn)化：以商業(yè)化為目標(biāo)，應(yīng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)20132014201520162017Phase1：定義框架，流程存在爭(zhēng)議Phase2：解決爭(zhēng)議問(wèn)題，以及互操作和具體實(shí)現(xiàn)；Phase3：聚焦部署場(chǎng)景ETSINFVISGNFV標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展NFV的開(kāi)源平臺(tái)（OpenPlatformForNFV）項(xiàng)目，目標(biāo)是成為運(yùn)營(yíng)級(jí)別的集成開(kāi)源參考平臺(tái)，從而加速NFV技術(shù)演進(jìn)和商用進(jìn)程：當(dāng)前聚焦云基礎(chǔ)設(shè)施。3GPPSA5主要研究NFV的管理接口，各項(xiàng)目仍處于功能需求討論的初級(jí)階段2018精品文檔4ETSINFVISG特點(diǎn)：2012.10，13家運(yùn)營(yíng)商發(fā)NFV/SDN的發(fā)展體現(xiàn)了CT和IT的結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化組織開(kāi)源組織SDNForwardingControllerAPP北向接口OpenFlow南向接口Netconf…APPAPP開(kāi)放：軟硬件的解耦，功能軟件化成為趨勢(shì)，帶來(lái)原有封閉產(chǎn)業(yè)的開(kāi)放和IT/CT產(chǎn)業(yè)的互相滲透，通信協(xié)議接口變成了API調(diào)用的軟件接口，軟件互操作成為主要內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：需要依賴(lài)事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)投入來(lái)增強(qiáng)互通性，需重視開(kāi)源發(fā)展和軟件開(kāi)發(fā)、集成和認(rèn)證能力，提升軟件層面的互操作能力VIMNFVOVNFM云管理Hypervisor/虛擬機(jī)管理VMM硬件資源（計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)）虛擬機(jī)VM虛擬機(jī)VMVNF(vCSCF，vHSS...)VNF(vCPE,vBRAS…)虛擬層硬件OSS/BSS虛擬網(wǎng)元KVM/OVS/DPDKNFV/SDN的發(fā)展體現(xiàn)了CT和IT的結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化組織開(kāi)源組織NetworkVirtualizationStorageVirtualizationOPNFVDanubeOverviewComputeVirtualizationManagementandOrchestrationVirtualNetworkFunctionsOpenStackKVMOpenDaylightOVSONOSComputeStorageNetworkInfrastructurePharosCommunityLabsOPNFVBareMetalLabUpstreamProjectCollaboration:IntegrationTestingNewFeaturesOpenContrailCephODPDPDKAlignmentInstallationCompositionFunctionalSystemPerformanceNFVFeaturesContinuousIntegration/ContinuousDeploymentDocumentationSecurityFD.ioDataPlaneLXD精品文檔6NetworkStorageOPNFVDanubeOve目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國(guó)移動(dòng)電信云工作進(jìn)展精品文檔7目錄NFV基本概念和架構(gòu)精品文檔7資源獨(dú)立操作系統(tǒng)必須與硬件緊耦合資源抽像成共享資源池上層操作系統(tǒng)與硬件解耦，操作系統(tǒng)從資源池中分配資源傳統(tǒng)架構(gòu)/模式虛擬化架構(gòu)/模式虛擬化

：引入虛擬化層，對(duì)物理資源進(jìn)行抽象，讓資源使用者更加靈活地使用資源。IT虛擬化的優(yōu)勢(shì)降低運(yùn)營(yíng)成本降低能源消耗提升資源利用率提高應(yīng)用兼容性加速應(yīng)用部署動(dòng)態(tài)調(diào)度資源虛擬化是什么？精品文檔8資源獨(dú)立資源抽像成共享資源池傳統(tǒng)架構(gòu)/模式虛擬化架構(gòu)/模式虛NFV不僅是虛擬化，更需要軟件云化架構(gòu)提高彈性與可靠性傳統(tǒng)盒子云化架構(gòu)軟件與硬件綁定虛擬化虛擬機(jī)軟硬件解耦VNF內(nèi)部視角(如CSCF)軟硬件解耦云化關(guān)鍵能力區(qū)別程序與數(shù)據(jù)分離，轉(zhuǎn)發(fā)與數(shù)據(jù)分離支持水平擴(kuò)容

，內(nèi)存分布式數(shù)據(jù)庫(kù)虛擬化業(yè)務(wù)邏輯與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)綁定VNF（如CSCF）業(yè)務(wù)邏輯與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)綁定業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)層（內(nèi)存分布式數(shù)據(jù)庫(kù)）業(yè)務(wù)邏輯層會(huì)話(huà)轉(zhuǎn)發(fā)層精品文檔9NFV不僅是虛擬化，更需要軟件云化架構(gòu)提高彈性與可靠性傳統(tǒng)盒秒級(jí)彈性縮容及業(yè)務(wù)“零”中斷分鐘級(jí)彈性擴(kuò)容彈性：業(yè)務(wù)按需快速自動(dòng)伸縮主DB備DBABC…無(wú)狀態(tài)分布式N+M冗余的業(yè)務(wù)處理模塊實(shí)時(shí)話(huà)務(wù)實(shí)時(shí)話(huà)務(wù)…業(yè)務(wù)分發(fā)新生產(chǎn)模塊根據(jù)CPU負(fù)載分發(fā)獲取動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù):用戶(hù)簽約數(shù)據(jù)，鏈路局向配置數(shù)據(jù)，穩(wěn)態(tài)呼叫會(huì)話(huà)數(shù)據(jù)無(wú)狀態(tài)分布式N+M冗余的業(yè)務(wù)處理模塊實(shí)時(shí)話(huà)務(wù)實(shí)時(shí)話(huà)務(wù)…業(yè)務(wù)分發(fā)根據(jù)CPU負(fù)載分發(fā)穩(wěn)態(tài)話(huà)務(wù)可以在立即在其他模塊中重建實(shí)時(shí)話(huà)務(wù)ABC…主DB被DBABC…ABC…業(yè)務(wù)分發(fā)業(yè)務(wù)分發(fā)主備主備精品文檔10秒級(jí)彈性縮容及業(yè)務(wù)“零”中斷分鐘級(jí)彈性擴(kuò)容彈性：業(yè)務(wù)按需快速高可靠性：多層HA機(jī)制協(xié)同確保業(yè)務(wù)5個(gè)9可用性應(yīng)用層網(wǎng)元網(wǎng)元：組Pool容災(zāi)網(wǎng)元業(yè)務(wù)模塊冗余機(jī)制2：無(wú)狀態(tài)N+M業(yè)務(wù)模塊業(yè)務(wù)模塊CloudOS冗余機(jī)制：虛擬機(jī)快速重建新生成虛擬機(jī)硬件層冗余機(jī)制：簇化以及物料冗余硬件層/VM層/業(yè)務(wù)層各層可靠性各自獨(dú)立，高度互補(bǔ)確保整體可用性確保應(yīng)用層會(huì)話(huà)”0”中斷確保資源永遠(yuǎn)可用99.999%可用性

虛擬機(jī)精品文檔11高可靠性：多層HA機(jī)制協(xié)同確保業(yè)務(wù)5個(gè)9可用性應(yīng)用層網(wǎng)元網(wǎng)元IMSEPC…NFV網(wǎng)絡(luò)云化演進(jìn)：從NFV云化到微服務(wù)化物理機(jī)軟件與硬件耦合業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)無(wú)法解耦云化VNF三層云化架構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)分離,業(yè)務(wù)處理邏輯無(wú)狀態(tài)化通過(guò)編排器Orchestrator實(shí)現(xiàn)多廠(chǎng)商應(yīng)用的自動(dòng)化部署OrchestrationDatabaseLoadBalanceRegionalDCEdgeDCCenterDCApplogicApplogicAppLogic~20152016-2017面向微服務(wù)的軟件架構(gòu)輕量級(jí)虛擬化(容器技術(shù))E2E自動(dòng)化編排可編程&切片MicroServiceSlicingOn-Demand2018-2020超越虛擬化、立足云化，建設(shè)面向5G微服務(wù)化演進(jìn)的NFV云化網(wǎng)絡(luò)微服務(wù)化精品文檔12IMSEPC…NFV網(wǎng)絡(luò)云化演進(jìn)：從NFV云化到微服務(wù)化物理目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國(guó)移動(dòng)電信云工作進(jìn)展精品文檔13目錄NFV基本概念和架構(gòu)精品文檔13通用硬件：提升轉(zhuǎn)發(fā)能力，匹配電信業(yè)務(wù)需求vRANvGWvMSEvSWITCH電信云：3GPP網(wǎng)狀互通東西流量大IT云：Client/Server模式南北流量大vAPP1vAPP2vAPP3vSWITCHIT網(wǎng)絡(luò)關(guān)注計(jì)算和存儲(chǔ)電信網(wǎng)絡(luò)關(guān)注數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和I/O吞吐量會(huì)話(huà)表示層應(yīng)用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)算物理數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)絡(luò)傳輸層吞吐量硬件CloudOSVNFXGbps4Gbps硬件CloudOSVNF通用X86DPDK+SR-IOV直通技術(shù)X

倍性能提升/板卡=1

加速子卡

X單板加速板卡軟硬直通通用IPSec/SA/Gb加速子卡COTSOSVNFMANO集成服務(wù)精品文檔14通用硬件：提升轉(zhuǎn)發(fā)能力，匹配電信業(yè)務(wù)需求vRANvGWvMS虛擬層：基于開(kāi)放、開(kāi)源架構(gòu)打造多業(yè)務(wù)電信級(jí)云平臺(tái)物理機(jī)I層管理進(jìn)程VM普通虛擬機(jī)VM低時(shí)延虛擬機(jī)Cpu0Cpu1Cpu2Cpu3Cpu4Cpu5Cpu6Cpu7Cpu8VM普通虛擬機(jī)OpenStack創(chuàng)建虛擬機(jī)指定低時(shí)延敏感屬性低時(shí)延業(yè)務(wù)VM獨(dú)占資源HostOS&HypervisorHostOS&HypervisorHostOS&Hypervisor共享資源池FailedServer++①服務(wù)器故障：異常下電，宕機(jī)，物理組件故障……②HostOS故障：Crash，關(guān)鍵進(jìn)程Hangup親和性調(diào)度實(shí)現(xiàn)電信級(jí)性能虛擬機(jī)大頁(yè)、IO-NUMA、虛擬機(jī)帶寬調(diào)度等電信親和性調(diào)度算法vCPU綁定到物理CPU核，禁止超分配、內(nèi)存預(yù)占等，避免超分帶來(lái)性能下降和不確定性以開(kāi)放開(kāi)源OPENSTACK架構(gòu)以及KVM虛擬化層為基礎(chǔ)，通過(guò)親和性調(diào)度及電信級(jí)故障檢測(cè)與恢復(fù)進(jìn)行電信級(jí)增強(qiáng)加固1s內(nèi)故障檢測(cè)（Watchdog、亞健康檢測(cè)、黑匣子、主機(jī)故障檢測(cè)機(jī)制）30s內(nèi)恢復(fù)虛擬機(jī)電信級(jí)故障檢測(cè)與恢復(fù)保證高可靠性COTSOSVNFMANO集成服務(wù)精品文檔15虛擬層：基于開(kāi)放、開(kāi)源架構(gòu)打造多業(yè)務(wù)電信級(jí)云平臺(tái)物理機(jī)I層管傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(軟硬件耦合)IMSEPCDCCloudOSvEPCvIMS虛擬化(軟硬件解耦)DCDCCloudOSCloudOS跨DC中間件分布式DB負(fù)載均衡層業(yè)務(wù)處理層云化架構(gòu)(軟件原子化&數(shù)據(jù)處理分離)虛擬化是技術(shù)視角的概念：實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦的IT技術(shù)云化的第一步云化是業(yè)務(wù)視角的概念：?jiǎn)文K快速擴(kuò)縮容，提升資源利用率虛擬機(jī)故障隔離，快速故障恢復(fù)獨(dú)立備份機(jī)制提供更高的可靠性軟硬件解耦軟件功能原子級(jí)化業(yè)務(wù)處理&數(shù)據(jù)分離分布式內(nèi)存智能負(fù)載均衡跨DC的分布式部署、業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)分離、負(fù)載均衡是VNF重構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)

VNF：電信級(jí)可靠性和彈性需要全分布式的云化軟件架構(gòu)COTSOSVNFMANO集成服務(wù)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)IMSEPCDCCloudOSvEPCvIMS虛擬MANO：從一個(gè)配置實(shí)例來(lái)看MANO各部件的業(yè)務(wù)職責(zé)配置設(shè)計(jì)終結(jié)運(yùn)行管理部署MANO：全生命周期管理OSS/BSSVNFNFVIEMSVIMVNFMNFVOWANInfrastructureManagerVNFDMANO21345獲取資源NFVO從VIM獲取虛擬資源狀態(tài)下發(fā)執(zhí)行NFVO決策EPC部署并下發(fā)VNFM執(zhí)行VNF請(qǐng)求VNFM向VIM請(qǐng)求創(chuàng)建MME/GW的VMVM創(chuàng)建VIM根據(jù)要求創(chuàng)建VMVNF配置VNFM知會(huì)EMS配置MME/GW業(yè)務(wù)12345以實(shí)例化一個(gè)EPC網(wǎng)絡(luò)為例COTSOSVNFMANO集成服務(wù)MANO：從一個(gè)配置實(shí)例來(lái)看MANO各部件的業(yè)務(wù)職責(zé)配置設(shè)計(jì)MANO：對(duì)NFV整體及各層理解和實(shí)踐是MANO應(yīng)用的基礎(chǔ)開(kāi)放架構(gòu)異廠(chǎng)家及VNF與PNF管理異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和跨DC資源管理可編程API，支持多種接口形式算法建模業(yè)務(wù)建模預(yù)測(cè)跨層故障關(guān)聯(lián)和自愈能力易部署圖形化界面，簡(jiǎn)化配置難度功能插件化，增值服務(wù)套件快速集成與業(yè)務(wù)發(fā)放業(yè)務(wù)故障恢復(fù)資源高效利用IOT測(cè)試電信運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)定制化能力電信業(yè)務(wù)理解服務(wù)集成能力MANODC/VNF資源預(yù)測(cè)歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)123456891011127OSS/BSSVNFNFVIEMSVIMNFVOVNFMPNFVNF…PNFMANOHSSCSCFFirewallPGWMMEVNFLibraryPolicyLibraryScale-InPolicyScale-OutPolicyAlarmPolicyResourcePolicy…VNFCOTSOSVNFMANO集成服務(wù)精品文檔18MANO：對(duì)NFV整體及各層理解和實(shí)踐是MANO應(yīng)用的基礎(chǔ)開(kāi)目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國(guó)移動(dòng)電信云工作進(jìn)展精品文檔19目錄NFV基本概念和架構(gòu)精品文檔19下一代網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的發(fā)展目標(biāo)未來(lái)新型數(shù)據(jù)中心，采用IT通用服務(wù)器構(gòu)建資源池，電信設(shè)備軟硬解耦，以軟件形式形成電信云，并支撐內(nèi)容分發(fā)、邊緣計(jì)算等能力新型數(shù)據(jù)中心（云化部署形態(tài)）核心技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化NFV、

電信云核心技術(shù)：軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN未來(lái)新型網(wǎng)絡(luò)，采用控制轉(zhuǎn)發(fā)分離和路由集中計(jì)算，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)靈活、智能調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)能力的開(kāi)放新型網(wǎng)絡(luò)（智能化網(wǎng)絡(luò)調(diào)度）未來(lái)新型大腦，實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域、端到端、全網(wǎng)資源和網(wǎng)元流量流向管理編排和調(diào)度新型大腦（智能網(wǎng)絡(luò)編排）核心技術(shù)：協(xié)同編排Orchestrator架構(gòu)可靈活調(diào)整資源可彈性伸縮流量可全局調(diào)度能力可全面開(kāi)放未來(lái)網(wǎng)絡(luò)將從“以語(yǔ)音和數(shù)據(jù)為核心”的架構(gòu)轉(zhuǎn)向“以?xún)?nèi)容和流量為核心的數(shù)據(jù)中心”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)精品文檔20下一代網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的發(fā)展目標(biāo)未來(lái)新型數(shù)據(jù)中心，采用IT通用服務(wù)目標(biāo)架構(gòu)設(shè)計(jì)：云化的數(shù)據(jù)中心，智能化的流量調(diào)度，內(nèi)容與計(jì)算能力下沉新型數(shù)據(jù)中心的發(fā)展原則控制面集中：控制功能集中，形成核心云，實(shí)現(xiàn)更靈活的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度媒體面下沉：流量快速卸載，形成邊緣云，優(yōu)化流量和用戶(hù)體驗(yàn)，提高網(wǎng)絡(luò)效率新型網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展原則面向DC東西向的連接：流量流向可規(guī)劃，應(yīng)完全采用智能化控制實(shí)現(xiàn)流量最優(yōu)調(diào)度面向用戶(hù)接入南北向的連接：引入智能調(diào)度作為網(wǎng)絡(luò)流量的優(yōu)化手段，提升利用率核心云(含新型大腦，管理調(diào)度平臺(tái))BRAS硬件層虛擬層SDN控制器5GIMS核心DC50~100邊緣DC1000~3000接入AP100萬(wàn)硬件層虛擬層邊緣云BRAS5GCDNsCPE硬件層虛擬層邊緣云BRAS5GCDNsCPE硬件層虛擬層邊緣云BRAS5GCDNsCPE接入AP硬件層虛擬層PTN5GEC接入APPTNOLTOTN接入AP硬件層虛擬層OLTECPTNOTN核心云(含新型大腦，管理調(diào)度平臺(tái))BRAS硬件層虛擬層SDN控制器5GIMS編排器編排器目標(biāo)架構(gòu)設(shè)計(jì)：云化的數(shù)據(jù)中心，智能化的流量調(diào)度，內(nèi)容與計(jì)算能云化、標(biāo)準(zhǔn)化的云數(shù)據(jù)中心（TIC）是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基本單元以云化、標(biāo)準(zhǔn)化的云數(shù)據(jù)中心（TIC）重構(gòu)云化核心網(wǎng)絡(luò)TIC具備高等級(jí)服務(wù)質(zhì)量要求的標(biāo)準(zhǔn)組網(wǎng)、標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)設(shè)施和統(tǒng)一管理編排體系，可承載各類(lèi)虛擬化應(yīng)用，可統(tǒng)一調(diào)度，可快速?gòu)?fù)制基于規(guī)范的VNFD和NSD快速部署網(wǎng)元和網(wǎng)絡(luò)模板化編排管理服務(wù)器統(tǒng)一為計(jì)算密集型、存儲(chǔ)密集型，轉(zhuǎn)發(fā)密集型采用標(biāo)準(zhǔn)化硬件管理接口統(tǒng)一的硬件資源模型按照管理、存儲(chǔ)、業(yè)務(wù)三個(gè)平面以及標(biāo)準(zhǔn)的子網(wǎng)模型規(guī)劃TIC底層網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的undercloud網(wǎng)絡(luò)采用PXE批量安裝采用腳本+工具規(guī)范集成自動(dòng)化快速部署虛擬層軟件規(guī)范化VNFM規(guī)范化EMS以及OSS協(xié)同規(guī)范的虛擬網(wǎng)元及管理通過(guò)openstackneutron、SDN控制器、OVS協(xié)同實(shí)現(xiàn)規(guī)范的TIC業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的overcloud網(wǎng)絡(luò)在openstack基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)范化增強(qiáng)規(guī)范的虛擬資源管理TIC內(nèi)采用規(guī)范的供電、散熱等配套設(shè)施規(guī)范的TIC配套設(shè)施云化、標(biāo)準(zhǔn)化的云數(shù)據(jù)中心（TIC）是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基本單元以目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國(guó)移動(dòng)電信云工作進(jìn)展NFV知識(shí)培訓(xùn)精品文檔23目錄NFV基本概念和架構(gòu)NFV知識(shí)培訓(xùn)精品文檔1解耦開(kāi)放簡(jiǎn)化廠(chǎng)商A廠(chǎng)商B廠(chǎng)商C廠(chǎng)商D廠(chǎng)商EFrom:傳統(tǒng)煙囪式結(jié)構(gòu)：軟件和硬件合一To:軟件和硬件解耦NFV即NetworkFunctionsVirtualization（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化），就是將傳統(tǒng)的CT業(yè)務(wù)部署到云平臺(tái)上（云平臺(tái)是指將物理硬件虛擬化所形成的虛擬機(jī)平臺(tái)，能夠承載CT和IT應(yīng)用），從而實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦合。什么是NFV精品文檔24解耦開(kāi)放簡(jiǎn)化廠(chǎng)商A廠(chǎng)商B廠(chǎng)商C廠(chǎng)商D廠(chǎng)商EFrom:傳統(tǒng)煙NFV的ETSI標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)包括虛擬機(jī)管理軟件和硬件Hypervisor是每個(gè)服務(wù)器上的虛擬計(jì)算、虛擬存儲(chǔ)、虛擬網(wǎng)絡(luò)能力的直接提供者運(yùn)行在虛擬化平臺(tái)上的網(wǎng)元軟件最小部署單元是一個(gè)或者多個(gè)VMNFVO（NFVOrchestration)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的部署，比如VoLTE服務(wù)、RCS服務(wù)……，以及跨廠(chǎng)家、跨數(shù)據(jù)中心的全局資源管理VNFM(VNF

manager）負(fù)責(zé)網(wǎng)元生命周期管理，基本能力包括網(wǎng)元VM的增、刪、查、改VIM（VirtualInfrastructureManager）是云平臺(tái)的管理，負(fù)責(zé)硬件管理、VM部署、VM協(xié)調(diào)和調(diào)度等VNF：虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能NFVI:NFV基礎(chǔ)設(shè)施MANO

=NFVO+VNFM+VIMComputingHardwareStorageHardwareNetworkHardwareHardwareresourcesVirtualisationLayerVirtualisedInfrastructureManagerVNFManagerVNF2OrchestratorOSS/BSSVNF3VNF1VirtualComputingVirtualStorageVirtualNetworkNFVManagementandOrchestrationEMS2EMS3EMS1Service,VNFandInfrastructureDescriptionNFVIVNF精品文檔25NFV的ETSI標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)包括虛擬機(jī)管理軟件和硬件運(yùn)行在虛擬化ETSINFVISG特點(diǎn)：運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)分析需求，制定架構(gòu)250+家廠(chǎng)商參與，IT廠(chǎng)商參與眾多2012.10，13家運(yùn)營(yíng)商發(fā)起產(chǎn)業(yè)互動(dòng)驗(yàn)證NFV的起源及標(biāo)準(zhǔn)化：以商業(yè)化為目標(biāo)，應(yīng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)20132014201520162017Phase1：定義框架，流程存在爭(zhēng)議Phase2：解決爭(zhēng)議問(wèn)題，以及互操作和具體實(shí)現(xiàn)；Phase3：聚焦部署場(chǎng)景ETSINFVISGNFV標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展NFV的開(kāi)源平臺(tái)（OpenPlatformForNFV）項(xiàng)目，目標(biāo)是成為運(yùn)營(yíng)級(jí)別的集成開(kāi)源參考平臺(tái)，從而加速NFV技術(shù)演進(jìn)和商用進(jìn)程：當(dāng)前聚焦云基礎(chǔ)設(shè)施。3GPPSA5主要研究NFV的管理接口，各項(xiàng)目仍處于功能需求討論的初級(jí)階段2018精品文檔26ETSINFVISG特點(diǎn)：2012.10，13家運(yùn)營(yíng)商發(fā)NFV/SDN的發(fā)展體現(xiàn)了CT和IT的結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化組織開(kāi)源組織SDNForwardingControllerAPP北向接口OpenFlow南向接口Netconf…APPAPP開(kāi)放：軟硬件的解耦，功能軟件化成為趨勢(shì)，帶來(lái)原有封閉產(chǎn)業(yè)的開(kāi)放和IT/CT產(chǎn)業(yè)的互相滲透，通信協(xié)議接口變成了API調(diào)用的軟件接口，軟件互操作成為主要內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：需要依賴(lài)事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)投入來(lái)增強(qiáng)互通性，需重視開(kāi)源發(fā)展和軟件開(kāi)發(fā)、集成和認(rèn)證能力，提升軟件層面的互操作能力VIMNFVOVNFM云管理Hypervisor/虛擬機(jī)管理VMM硬件資源（計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)）虛擬機(jī)VM虛擬機(jī)VMVNF(vCSCF，vHSS...)VNF(vCPE,vBRAS…)虛擬層硬件OSS/BSS虛擬網(wǎng)元KVM/OVS/DPDKNFV/SDN的發(fā)展體現(xiàn)了CT和IT的結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化組織開(kāi)源組織NetworkVirtualizationStorageVirtualizationOPNFVDanubeOverviewComputeVirtualizationManagementandOrchestrationVirtualNetworkFunctionsOpenStackKVMOpenDaylightOVSONOSComputeStorageNetworkInfrastructurePharosCommunityLabsOPNFVBareMetalLabUpstreamProjectCollaboration:IntegrationTestingNewFeaturesOpenContrailCephODPDPDKAlignmentInstallationCompositionFunctionalSystemPerformanceNFVFeaturesContinuousIntegration/ContinuousDeploymentDocumentationSecurityFD.ioDataPlaneLXD精品文檔28NetworkStorageOPNFVDanubeOve目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國(guó)移動(dòng)電信云工作進(jìn)展精品文檔29目錄NFV基本概念和架構(gòu)精品文檔7資源獨(dú)立操作系統(tǒng)必須與硬件緊耦合資源抽像成共享資源池上層操作系統(tǒng)與硬件解耦，操作系統(tǒng)從資源池中分配資源傳統(tǒng)架構(gòu)/模式虛擬化架構(gòu)/模式虛擬化

：引入虛擬化層，對(duì)物理資源進(jìn)行抽象，讓資源使用者更加靈活地使用資源。IT虛擬化的優(yōu)勢(shì)降低運(yùn)營(yíng)成本降低能源消耗提升資源利用率提高應(yīng)用兼容性加速應(yīng)用部署動(dòng)態(tài)調(diào)度資源虛擬化是什么？精品文檔30資源獨(dú)立資源抽像成共享資源池傳統(tǒng)架構(gòu)/模式虛擬化架構(gòu)/模式虛NFV不僅是虛擬化，更需要軟件云化架構(gòu)提高彈性與可靠性傳統(tǒng)盒子云化架構(gòu)軟件與硬件綁定虛擬化虛擬機(jī)軟硬件解耦VNF內(nèi)部視角(如CSCF)軟硬件解耦云化關(guān)鍵能力區(qū)別程序與數(shù)據(jù)分離，轉(zhuǎn)發(fā)與數(shù)據(jù)分離支持水平擴(kuò)容

，內(nèi)存分布式數(shù)據(jù)庫(kù)虛擬化業(yè)務(wù)邏輯與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)綁定VNF（如CSCF）業(yè)務(wù)邏輯與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)綁定業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)層（內(nèi)存分布式數(shù)據(jù)庫(kù)）業(yè)務(wù)邏輯層會(huì)話(huà)轉(zhuǎn)發(fā)層精品文檔31NFV不僅是虛擬化，更需要軟件云化架構(gòu)提高彈性與可靠性傳統(tǒng)盒秒級(jí)彈性縮容及業(yè)務(wù)“零”中斷分鐘級(jí)彈性擴(kuò)容彈性：業(yè)務(wù)按需快速自動(dòng)伸縮主DB備DBABC…無(wú)狀態(tài)分布式N+M冗余的業(yè)務(wù)處理模塊實(shí)時(shí)話(huà)務(wù)實(shí)時(shí)話(huà)務(wù)…業(yè)務(wù)分發(fā)新生產(chǎn)模塊根據(jù)CPU負(fù)載分發(fā)獲取動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù):用戶(hù)簽約數(shù)據(jù)，鏈路局向配置數(shù)據(jù)，穩(wěn)態(tài)呼叫會(huì)話(huà)數(shù)據(jù)無(wú)狀態(tài)分布式N+M冗余的業(yè)務(wù)處理模塊實(shí)時(shí)話(huà)務(wù)實(shí)時(shí)話(huà)務(wù)…業(yè)務(wù)分發(fā)根據(jù)CPU負(fù)載分發(fā)穩(wěn)態(tài)話(huà)務(wù)可以在立即在其他模塊中重建實(shí)時(shí)話(huà)務(wù)ABC…主DB被DBABC…ABC…業(yè)務(wù)分發(fā)業(yè)務(wù)分發(fā)主備主備精品文檔32秒級(jí)彈性縮容及業(yè)務(wù)“零”中斷分鐘級(jí)彈性擴(kuò)容彈性：業(yè)務(wù)按需快速高可靠性：多層HA機(jī)制協(xié)同確保業(yè)務(wù)5個(gè)9可用性應(yīng)用層網(wǎng)元網(wǎng)元：組Pool容災(zāi)網(wǎng)元業(yè)務(wù)模塊冗余機(jī)制2：無(wú)狀態(tài)N+M業(yè)務(wù)模塊業(yè)務(wù)模塊CloudOS冗余機(jī)制：虛擬機(jī)快速重建新生成虛擬機(jī)硬件層冗余機(jī)制：簇化以及物料冗余硬件層/VM層/業(yè)務(wù)層各層可靠性各自獨(dú)立，高度互補(bǔ)確保整體可用性確保應(yīng)用層會(huì)話(huà)”0”中斷確保資源永遠(yuǎn)可用99.999%可用性

虛擬機(jī)精品文檔33高可靠性：多層HA機(jī)制協(xié)同確保業(yè)務(wù)5個(gè)9可用性應(yīng)用層網(wǎng)元網(wǎng)元IMSEPC…NFV網(wǎng)絡(luò)云化演進(jìn)：從NFV云化到微服務(wù)化物理機(jī)軟件與硬件耦合業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)無(wú)法解耦云化VNF三層云化架構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)分離,業(yè)務(wù)處理邏輯無(wú)狀態(tài)化通過(guò)編排器Orchestrator實(shí)現(xiàn)多廠(chǎng)商應(yīng)用的自動(dòng)化部署OrchestrationDatabaseLoadBalanceRegionalDCEdgeDCCenterDCApplogicApplogicAppLogic~20152016-2017面向微服務(wù)的軟件架構(gòu)輕量級(jí)虛擬化(容器技術(shù))E2E自動(dòng)化編排可編程&切片MicroServiceSlicingOn-Demand2018-2020超越虛擬化、立足云化，建設(shè)面向5G微服務(wù)化演進(jìn)的NFV云化網(wǎng)絡(luò)微服務(wù)化精品文檔34IMSEPC…NFV網(wǎng)絡(luò)云化演進(jìn)：從NFV云化到微服務(wù)化物理目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國(guó)移動(dòng)電信云工作進(jìn)展精品文檔35目錄NFV基本概念和架構(gòu)精品文檔13通用硬件：提升轉(zhuǎn)發(fā)能力，匹配電信業(yè)務(wù)需求vRANvGWvMSEvSWITCH電信云：3GPP網(wǎng)狀互通東西流量大IT云：Client/Server模式南北流量大vAPP1vAPP2vAPP3vSWITCHIT網(wǎng)絡(luò)關(guān)注計(jì)算和存儲(chǔ)電信網(wǎng)絡(luò)關(guān)注數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和I/O吞吐量會(huì)話(huà)表示層應(yīng)用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)算物理數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)絡(luò)傳輸層吞吐量硬件CloudOSVNFXGbps4Gbps硬件CloudOSVNF通用X86DPDK+SR-IOV直通技術(shù)X

倍性能提升/板卡=1

加速子卡

X單板加速板卡軟硬直通通用IPSec/SA/Gb加速子卡COTSOSVNFMANO集成服務(wù)精品文檔36通用硬件：提升轉(zhuǎn)發(fā)能力，匹配電信業(yè)務(wù)需求vRANvGWvMS虛擬層：基于開(kāi)放、開(kāi)源架構(gòu)打造多業(yè)務(wù)電信級(jí)云平臺(tái)物理機(jī)I層管理進(jìn)程VM普通虛擬機(jī)VM低時(shí)延虛擬機(jī)Cpu0Cpu1Cpu2Cpu3Cpu4Cpu5Cpu6Cpu7Cpu8VM普通虛擬機(jī)OpenStack創(chuàng)建虛擬機(jī)指定低時(shí)延敏感屬性低時(shí)延業(yè)務(wù)VM獨(dú)占資源HostOS&HypervisorHostOS&HypervisorHostOS&Hypervisor共享資源池FailedServer++①服務(wù)器故障：異常下電，宕機(jī)，物理組件故障……②HostOS故障：Crash，關(guān)鍵進(jìn)程Hangup親和性調(diào)度實(shí)現(xiàn)電信級(jí)性能虛擬機(jī)大頁(yè)、IO-NUMA、虛擬機(jī)帶寬調(diào)度等電信親和性調(diào)度算法vCPU綁定到物理CPU核，禁止超分配、內(nèi)存預(yù)占等，避免超分帶來(lái)性能下降和不確定性以開(kāi)放開(kāi)源OPENSTACK架構(gòu)以及KVM虛擬化層為基礎(chǔ)，通過(guò)親和性調(diào)度及電信級(jí)故障檢測(cè)與恢復(fù)進(jìn)行電信級(jí)增強(qiáng)加固1s內(nèi)故障檢測(cè)（Watchdog、亞健康檢測(cè)、黑匣子、主機(jī)故障檢測(cè)機(jī)制）30s內(nèi)恢復(fù)虛擬機(jī)電信級(jí)故障檢測(cè)與恢復(fù)保證高可靠性COTSOSVNFMANO集成服務(wù)精品文檔37虛擬層：基于開(kāi)放、開(kāi)源架構(gòu)打造多業(yè)務(wù)電信級(jí)云平臺(tái)物理機(jī)I層管傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(軟硬件耦合)IMSEPCDCCloudOSvEPCvIMS虛擬化(軟硬件解耦)DCDCCloudOSCloudOS跨DC中間件分布式DB負(fù)載均衡層業(yè)務(wù)處理層云化架構(gòu)(軟件原子化&數(shù)據(jù)處理分離)虛擬化是技術(shù)視角的概念：實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦的IT技術(shù)云化的第一步云化是業(yè)務(wù)視角的概念：?jiǎn)文K快速擴(kuò)縮容，提升資源利用率虛擬機(jī)故障隔離，快速故障恢復(fù)獨(dú)立備份機(jī)制提供更高的可靠性軟硬件解耦軟件功能原子級(jí)化業(yè)務(wù)處理&數(shù)據(jù)分離分布式內(nèi)存智能負(fù)載均衡跨DC的分布式部署、業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)分離、負(fù)載均衡是VNF重構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)

VNF：電信級(jí)可靠性和彈性需要全分布式的云化軟件架構(gòu)COTSOSVNFMANO集成服務(wù)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)IMSEPCDCCloudOSvEPCvIMS虛擬MANO：從一個(gè)配置實(shí)例來(lái)看MANO各部件的業(yè)務(wù)職責(zé)配置設(shè)計(jì)終結(jié)運(yùn)行管理部署MANO：全生命周期管理OSS/BSSVNFNFVIEMSVIMVNFMNFVOWANInfrastructureManagerVNFDMANO21345獲取資源NFVO從VIM獲取虛擬資源狀態(tài)下發(fā)執(zhí)行NFVO決策EPC部署并下發(fā)VNFM執(zhí)行VNF請(qǐng)求VNFM向VIM請(qǐng)求創(chuàng)建MME/GW的VMVM創(chuàng)建VIM根據(jù)要求創(chuàng)建VMVNF配置VNFM知會(huì)EMS配置MME/GW業(yè)務(wù)12345以實(shí)例化一個(gè)EPC網(wǎng)絡(luò)為例COTSOSVNFMANO集成服務(wù)MANO：從一個(gè)配置實(shí)例來(lái)看MANO各部件的業(yè)務(wù)職責(zé)配置設(shè)計(jì)MANO：對(duì)NFV整體及各層理解和實(shí)踐是MANO應(yīng)用的基礎(chǔ)開(kāi)放架構(gòu)異廠(chǎng)家及VNF與PNF管理異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和跨DC資源管理可編程API，支持多種接口形式算法建模業(yè)務(wù)建模預(yù)測(cè)跨層故障關(guān)聯(lián)和自愈能力易部署圖形化界面，簡(jiǎn)化配置難度功能插件化，增值服務(wù)套件快速集成與業(yè)務(wù)發(fā)放業(yè)務(wù)故障恢復(fù)資源高效利用IOT測(cè)試電信運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)定制化能力電信業(yè)務(wù)理解服務(wù)集成能力MANODC/VNF資源預(yù)測(cè)歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)123456891011127OSS/BSSVNFNFVIEMSVIMNFVOVNFMPNFVNF…PNFMANOHSSCSCFFirewallPGWMMEVNFLibraryPolicyLibraryScale-InPolicyScale-OutPolicyAlarmPolicyResourcePolicy…VNFCOTSOS