NFV技術研究-NFV概念

NFV技術研究(yánjiū)－NFV概念2014.10共十九頁NFV產(chǎn)生(chǎnshēng)的背景網(wǎng)絡發(fā)展趨勢移動性，促進設備和網(wǎng)絡流量爆發(fā)式發(fā)展云計算服務大量涌現(xiàn)對網(wǎng)絡提出了更高要求(yāoqiú)高性能通用服務器大量交付計算、存儲、網(wǎng)絡設備融合發(fā)展網(wǎng)絡虛擬化技術使得硬件抽象化，網(wǎng)絡具備彈性、可擴展性、自動化特征軟件定義網(wǎng)絡（SDN）技術涌現(xiàn)運營商面臨的挑戰(zhàn)需要大量資本投資來應對當前發(fā)展趨勢電信運營商在一段時間內(nèi)需要面對網(wǎng)絡投資和收入的懸殊差距復雜性:運營商網(wǎng)絡的專用、非標準化硬件設備大量增加，種類繁多硬件設備使用周期逐漸縮短缺乏靈活性和敏捷性:不能實現(xiàn)隨時按需調(diào)度網(wǎng)絡資源新業(yè)務系統(tǒng)建設和上線復雜且周期時間長，需要將集成已有網(wǎng)絡設備，或者調(diào)用已有網(wǎng)絡設備能力共十九頁網(wǎng)絡(wǎngluò)功能虛擬化NFV運營商非常關注(guānzhù)NFV,希望將專用硬件替代為“通用硬件+軟件”，大幅降低成本，提高靈活度共十九頁Gartner對SDN/NFV技術趨勢(qūshì)的看法在變化，NFV成為熱點2012年Openflow是上升期技術(jìshù)熱點2013年NFV取代Openflow2012年Garter行業(yè)技術趨勢曲線2013年Garter行業(yè)技術趨勢曲線共十九頁NFV的概念(gàiniàn)和理念NFV目的是希望通過IT虛擬化技術，采用業(yè)界標準的大容量服務器、存儲和交換機承載各種各樣的網(wǎng)絡軟件功能，實現(xiàn)(shíxiàn)網(wǎng)絡能力的靈活配置，提高網(wǎng)絡設備的統(tǒng)一化、通用化以及適配性，加快網(wǎng)絡部署和調(diào)整的速度，降低業(yè)務部署的復雜度。NFV=NetworkFunctionVirtualization網(wǎng)絡功能虛擬化共十九頁NFV優(yōu)勢(yōushì)分析DynamicControl:ElasticscaleResourcepoolingRapiddeploymentLocationoptimizationCost(TCO):CapExOpExVIRTULIZATIONBENEFITSMOST(BUTNOTALL)NETWORKDOMAINSAnalyticsPlatformsHighLowMoreLessDynamicControlGainMediaGatewaysControlPlaneFunctionsEdgeRoutersCoreRouters&EthernetSwitchesNetworkAppsNFV/SDNControlPacketGatewaysOSS/BSSEMS/NMSCPERadioAccessNetworkMediaServersandCDNChargingApplicationsIndicatesactivevirtualizationactivitieswithinALU共十九頁NFV的5個關鍵(guānjiàn)需求：全自動CLOUD節(jié)點(jiédiǎn)自動化網(wǎng)絡管理分布式CLOUD應用生命周期管理開放,

多供應商開源-即插即用-自治-網(wǎng)絡規(guī)模架構-商業(yè)化硬件

+開源

-成本,成本,成本-容量管理-可靠的模型-智能部署-最優(yōu)化

-多棧-基于應用而非虛擬機-自治愈-自動伸縮-簡化部署-自動化-定義拓撲-引入SDN-支持老設備-如EC2般簡單-開放API-降低鎖區(qū)-社區(qū)速度-開源減少成本共十九頁NFV的技術(jìshù)體系–ETSI定義實現(xiàn)了轉發(fā)層面與控制層面的分離，并在控制層面之上提出了類似SDN中應用層的虛擬化架構的管理和編排層；在南向接口上，除了ONF倡導的OpenFlow協(xié)議之外，還包含了ForCES、PCE-P等之前已經(jīng)在IETF等傳統(tǒng)網(wǎng)絡標準化組織中獲得認可的接口；對控制層面進行了更細致的劃分，提出了端到端（E2E）的網(wǎng)絡控制器層，能夠對多個(duōɡè)數(shù)據(jù)中心和不同技術制式提供支持；在管理和編排層，從運營商角度研究了如何通過網(wǎng)絡能力的高效管理和按需交付推動網(wǎng)絡業(yè)務的創(chuàng)新，從而更著重考慮對網(wǎng)絡資源的調(diào)配能力共十九頁NFV通用(tōngyòng)架構ETSI提出的通用NFV網(wǎng)絡(wǎngluò)架構：基礎設施管理和編排網(wǎng)元軟件協(xié)同管理OSS/BSS及協(xié)同層-業(yè)務支撐和運維支撐-虛擬化網(wǎng)絡功能協(xié)同虛擬化網(wǎng)絡功能層-網(wǎng)元管理模塊-虛擬化網(wǎng)元云計算虛擬化資源架構層-虛擬化資源池-硬件資源池共十九頁NFV帶給運營商的價值(jiàzhí)降低設備成本設備數(shù)量減少(jiǎnshǎo)，標準服務器因規(guī)模采購價格低鼓勵更多創(chuàng)新軟件開發(fā)門檻低，容易創(chuàng)新，將帶來新的服務和新的收入來源。多租戶單一平臺即可為不同用戶提供服務，使運營商能夠實現(xiàn)資源共享降低新產(chǎn)品、新業(yè)務上線周期軟件開發(fā)的速度快于硬件產(chǎn)品，同時軟件升級方式也比硬件替換方式對運營商影響小快速推出有針對性的服務可以根據(jù)地理位置和客戶需求快速推出有針對性的服務，同時快速實現(xiàn)性能的提升或者降低（scaledup/down）共十九頁運營商SDN/NFV

SDN理念運營商并不陌生

SDN控制與轉發(fā)分離的理念和組網(wǎng)架構在電信網(wǎng)里很早就存在，比如程控交換網(wǎng)。后來(hòulái)的傳輸網(wǎng)管、軟交換、IMS系統(tǒng)都包含了控制轉發(fā)分離的思想。

SDN帶來新的價值SDN帶來兩方面的價值。1、相比傳統(tǒng)的網(wǎng)管，在“看”和“管”的基礎上，增強了“靈活調(diào)整”的能力；2、軟件化，“輕”網(wǎng)絡，業(yè)務部署更加便捷SDN+NFV成為重要趨勢

NFV關注硬件設備X86化，SDN關注系統(tǒng)架構軟件化，兩者整合構建強大的競爭力共十九頁NFV和SDN產(chǎn)業(yè)鏈關系(guānxì)共十九頁NFV與SDN融合(rónghé)關系傳統(tǒng)網(wǎng)絡：每個用戶站點一臺路由器（提供服務），有自己的控制平面(píngmiàn)和轉發(fā)平面(píngmiàn)NFV：使用虛擬路由器的功能，所有用戶站點的左側不是一臺路由器，而是一個網(wǎng)絡接口設備（NID）----虛擬路由器，虛擬的控制和轉發(fā)平面，更節(jié)省方便NFV+SDN：控制平面完全從設備上分離，集中到一起共十九頁謝謝！共十九頁NFV挑戰(zhàn)1：可靠性如何(rúhé)達到傳統(tǒng)電信級5個9的標準？核心網(wǎng)虛擬化提高系統(tǒng)可靠性的關鍵技術，目前有以下幾種方式：實時的監(jiān)控系統(tǒng)：采用心跳消息等機制，及時發(fā)現(xiàn)故障并處理虛擬機分散：將同一個網(wǎng)元功能的多個虛擬機散布到異址物理設備上，降低單點故障對網(wǎng)絡的影響虛擬機備份：通過對虛擬機進行熱備份，專有設備備份及建立(jiànlì)通用備份池對多個網(wǎng)元的虛擬機進行備份的方式，提高網(wǎng)元可靠性管理系統(tǒng)備份：對CMS，VNFM等管理系統(tǒng)同樣采用備份、帶外管理等機制，進一步提升系統(tǒng)可靠性U1U2UnU2U1Un傳統(tǒng)網(wǎng)絡HWHWHWHWHWHWVMM

HWVMM

HWVMM

HWMMMMMMU1VU1VUnVUnVU2VU2VVMM

HW傳統(tǒng)核心網(wǎng)采用高可靠性的專有電信設備，可靠性達到5個9基礎設施虛擬化虛擬化核心網(wǎng)設備基于通用服務器。而通用服務器的可靠性明顯低于傳統(tǒng)專用的電信設備虛擬化網(wǎng)絡虛擬化設備的可靠性還有待驗證共十九頁NFV挑戰(zhàn)2：虛擬化設備在數(shù)據(jù)(shùjù)存儲轉發(fā)方面性能低于傳統(tǒng)設備？設備的性能主要體現(xiàn)在設備的計算能力、數(shù)據(jù)轉發(fā)能力及存儲能力。虛擬化核心網(wǎng)的性能瓶頸主要集中在I/O接口數(shù)據(jù)轉發(fā)上。從目前測試的結果(jiēguǒ)看，和傳統(tǒng)設備相比大概有30-40%的性能損失，未來目標是減少到10%之內(nèi)。16設備定制化、專有化網(wǎng)絡設備功能虛擬化性能的提升可通過以下方法：底層設備定制操作系統(tǒng)優(yōu)化業(yè)務層軟件優(yōu)化共十九頁NFV挑戰(zhàn)(tiǎozhàn)3：虛擬化核心網(wǎng)業(yè)務部署方式將發(fā)生革命性變化？MANO–核心網(wǎng)虛擬化的關鍵(guānjiàn)使能部件MANO編排和部署多虛擬化應用實現(xiàn)虛擬化網(wǎng)元的生命周期管理的完全自動化智能的VM分布算法，提供最大的效率、可靠性和用戶QoE自動化容量調(diào)整和容量管理，提供應用級別的靈活性資源聚集資源視圖HypervisorComputingStorageNetworkVNFsCSCFMMES/P-GWNFVMANO多平臺適配網(wǎng)絡資源編排VNF狀態(tài)監(jiān)控及生命周期管理OSS業(yè)務部署方式變化傳統(tǒng)網(wǎng)絡：所部署業(yè)務網(wǎng)絡容量測算--》硬件設備集采--》到貨調(diào)試--》上線虛擬化網(wǎng)絡：硬件采用虛擬化的硬件池中的資源

由MANO實現(xiàn)業(yè)務編排、虛擬資源需求計算及申請，完成網(wǎng)絡能力部署業(yè)務部署方式的變化對現(xiàn)行的設備采購模式，運行維護模式產(chǎn)生較大的沖擊，虛擬化核心網(wǎng)如何集成、運維是一個巨大挑戰(zhàn)共十九頁NFV挑戰(zhàn)4：虛擬化核心網(wǎng)架構中標準化工作如何(rúhé)開展？NFV要求各接口必須是標準的、開放的，當前主要接口情況如下：接口①涉及OSS和Orchestrator間的分工，預計3GPPSA5或TMF中進行標準化，通過開源OpenStackHeat實現(xiàn)Orchestrator是NFV選項之一；接口②③④

涉及VNFM，相關接口預計3GPPSA5或者(huòzhě)TMF進行標準化，基于開源的Cloudfoundry或OpenStack；接口④⑤⑥

則很可能基于開源（如OpenStack）完善。123456云基礎設施：與傳統(tǒng)電信標準化工作差異大：NFV虛擬化架構需要標準化的內(nèi)容并非電信網(wǎng)絡架構、功能，更多集中在管理接口；虛擬化架構的接口及協(xié)議標準化涉及多個標準化組織及開源組織

虛擬化架構中接口及協(xié)議標準化工作還未落地哪些接口需要標準化，由哪一標準化組織負責標準化工作的問題需要明確接口采用協(xié)議需要明確虛擬化架構對當前電信標準的影響分析還未完成，其中MANO是Gap分析的核心MANO的業(yè)務編排模式與現(xiàn)網(wǎng)差異較大，其模版、流程等標準化直接關系到網(wǎng)絡、業(yè)務順利部署

虛擬化網(wǎng)絡的