移动网络NFV技术发展与演进

各位尊敬的来宾,大家上午好。我是来自于中兴通讯核心网产品的吴瑟,今天很荣幸跟大家一起分享一下我们在移动网络,尤其是移动核心网关于SDN,包括NFV技术的一些思路,以及我们的一些观点。 我们先来看一下移动网络这块的NFV的场景和需求。首先,我们来看一下这张图,左边这个是目前传统的移动核心网的体系架构,根据不同的业务分成不同的域,包括提供语音的CS域,提供移动分组数据的分组域,还有包括实现整个数据管理的HIR。

实际上在运营商部署的时候,存在着很多的问题,因为设备都是专用的,所有设备在进行建网的时候,根据不同的业务必须部署不同的设备。同时在维护的时候,实际上目前像运营商的维护人员也是按照不同的专业划分,这样一来了整个维护的成本也是非常高的。同时因为设备的专用,使整个新业务的引入也是非常麻烦的。需要引入一个新业务的时候,像现在的运营商必须和所有的设备提供商谈,一家一家的谈,如何进行开发和升级。所以整个的业务升级和新业务引入的周期非常长。刚才来自华为的崔先生也说了这样的问题。实际上目前整个业界都在考虑,如何能够更好的解决相应的问题。所以当SDN、NFV这样的技术出现之后,实际上给我们的运营商包括设备商打开了一扇窗。

吴瑟

实际上NFV这样的核心理念,就是软硬件相分离,把硬件的基础设施通用化去进行共享,而所有业务通过软件的方式去进行实现。因为业务和硬件分离了,使整个软件部署更快速,而且能够实现相应的自动化,这样可以节省相应的资源,同时通过自动化可以减少相应的运维的成本。因为业务的软件化,也使网络部署的灵活性大大提高,也缩短了业务推向市场的时间。目前移动网络为什么要做NFV,实际上就是通过软硬件分离,去解决运营商高成本以及新业务引入的等等现实问题。在移动网络NFV化的过程当中也会面临相应的问题。左边这块柱状的线,目前是运营商在考虑NFV化需要考虑的现实问题。我们来看看,按照关注度来看,目前主要面临的问题一个是对于NFV的运维管理。因为我们也知道,NFV化之后,软硬件分离了,所以也就是说在整个网络架构过程中有更多的设备,软硬件的提供商一起参与进来去实现相应的业务,这样就牵扯到如何对于这些更多的提供方的软硬件进行相应的管理,这是目前面临比较大的问题。

第二个,整个的虚拟化过程当中,因为提供的厂家多了,这些软硬件如何做集成,最终实现统一的服务,也是运营商非常关注问题。此外,因为我们知道整个虚拟化的过程,实际上是硬件的通用化,通过现在的IT的服务器去实现相应的业务,而这些服务器目前难以满足,原来是电信级的标准,包括设备的可靠性、安全性,都难以满足。这块也是运营商在NFV化过程当中有所顾虑的。此外,提供方多了之后,管理、接口各方面相应的因素也是运营商困扰的地方。所以我们来看,在整个移动网络去做NFV化的过程当中,实际上需要解决下面的四大类的问题。一个如何保障NFV化的系统的电信级的要求,这一块包含了软硬件如何保障电信级的可靠性、安全性。第二个是性价比的问题,这个在前面也有很多嘉宾提了。目前我们也知道,通过X86的设备整个的业务实现,在一些网络性能尤其是在用户面,就是在转发这块,目前来看困扰还是很大的。另外虚拟化的过程当中,它是通过分层的架构来实现软硬件的分离,也就是说虚拟化的层次化也有相应的开销,通用化的硬件和虚拟化的开销,最后怎么保障它的性价比的降低,这也是打一个问号的地方。第三个多厂家集成的问题,包括硬件、软件、管理,如何保证多厂家去做集成式的管理和组件的协同,这是面临的最大问题。如何做简化运维,可以通过自动化的方式提升整个运维管理的效率,虚拟化同样带来一个问题,多厂家的协同原来在传统这块遇到的问题是相对比较偏弱的,所以这块也是运营商考虑的问题。

针对前面提的挑战性的问题,目前标准化是什么样的情况和进展呢?目前和NFV相关联的,一块是管理性,一个开放性,性能和电信级。在ATSI这块已经做NFV的,2013年、2014年主要是需求的输出,更多的是偏向NFV体系架构怎么进行搭建的问题,目前这个阶段已经结束了。第二个阶段,主要的内容是如何制定架构的接口规范,NFV包,然后虚拟化进行加速问题,如何去实施基于虚拟化的加速,所以加速技术也是目前关注的问题。所以整个关注的点,整体架构的开放性,接口的标准化,后面牵扯到加速技术,包括这种安全和可靠性。目前在3GPP这块,整个阶段在于虚拟化网络管理这块。它主要分成两个阶段,研究阶段计划到2015年6月份结束,后面是工业阶段,主要包括一些TS的文稿输出,这块预计到2016年12月结束。目前在整个虚拟化更关注的一点就是系统的管理问题。然后openNFV组织,在实际运营当中怎么结合,去实现运营层面的NFV化,主要是根据版本开发的目标来做的。今年5月份准备输出第一个版本,主要针对一些基础类的原代码开发,目前的原代码如何合并到第一个版本当中来。

第二个阶段会把相应的需求结合,然后做相应的补充和增求。所以主要的关注点是如何将电信级的需求纳入到整个开放的虚拟平台当中去。所以目前来看,NFV的三大组织,目前NFV标准所关注的内容和运营商基于NFV化的痛点还是比较契合的,一个是系统的可管理性,第二个是开放性,然后是性能,最后是电信级相应的内容。我们结合这几个方面,看一下现在技术的情况以及未来的大概趋势。 首先,我们来看一下和整个的可管理性相关的,实际上是集成和运维这块的东西。在这块我们能看到整体的趋势,是未来的智能化的管理和运维是最大的技术趋势。在这块我们能看到,刚才我们在看标准当中,目前非常关注,而且把重心放在接口标准化这块,包括信息的采集、管理、控制。所以接口的标准化会成为未来NFV大力去做的这样一个事情。基于接口的标准化,一个是部署层面的自动化。在这块,刚才我们整个NFV的引入,是为了提升,包括新业务的创新以及网络的灵活性。所以未来的整个部署实际上是基于用户的需求提出来的,我基于不同的用户需求,去组织相应的网络功能组建,然后给用户提供相应的服务。在这种情况下就牵扯到如何从编排到实施的过程,这个是讨论和研究的范畴。

第二个是自动化监控,部署完了之后在整个运维当中,需要对整个网络当中各个层面的信息化以及网络状态做相应的测量,以及要把相应的各个层面的信息反馈上来,这样才会让运营商能够了解到整个网络当中的实际状况。所以整个自动化监控的过程,就是如何从网络当中各个层面去搜集信息,然后做相应组织的过程。最后是自适应的调整,可以在自动化监控基础之上,再结合相应的网络状态、用户和行为的分析做自动化的策略,然后做整个网络包括功能的部署,网络当中的一些状况的变化和调整的,整个目标是使整个网络的运行状态能够满足用户的这种需要,以及满足目前整个运营商的这样一种降低CTU的需要。通过接口的标准化,通过自动化部署,自动监控以及自动调整实现管理和运维的智能化。

第二个需要解决的问题就是性价比和灵活性的问题。首先我们来看性价比的问题,一方面整个电信的网络,我们知道主要是分成两大层面,一个是控制层面,主要做业务流程的处理,一个用户面,主要做整个业务报文的处理。所以在这种情况之下,如何实现整个NFV化这块带来的一些弊端,像刚才我们讲的中间层的虚拟化层带来的下降。首先,我们看一下控制面。控制面的趋势,从网源虚拟化,现在逐步地往功能化进行演进。网源的虚拟化,也是华为的崔先生提的。目前网络做虚拟化的时候,目前做的事情是把传统的网源的功能做软硬件的分离,把软件分离在功能之上。整个调度是基于硬件平台化,性能还是有所下降的。对于整个控制面的网源做重构,由网源的虚拟化做功能的虚拟化,可以把原来网源的公共组建抽出来,这样可以使资源的利用更充分。此外,使整个的功能组合的时候,能够提供很大的便利。实际上最终使网络根据不同的场景,自由的裁剪和组合,提升性能的提高,降低CTU。 实际上目前讨论比较热烈的包括微服务、容器技术,在网源的虚拟化当中也是扮演非常重要的角色,在移动网络当中越来越受关注,而且是现在不断深入研究的东西。这是控制面。

我们再来看一下用户面,用户面这一块,刚才我们讲如果一味的在X86的平台上进行加速,技术的引入可以改善基于X86的性能,但是没办法完全解决问题。所以我们最终需要做的事情就是把NFV和SDN相结合,是一个什么样的概念呢?目前用户面的网源,包括核心网的分组网关,通过SDN化的过程把控制和转发分离开,这样使转发面更高效。用户面这块分离出来之后可以做相应的分布式的部署,同时用户面和控制面分离之后,用户面对于硬件器件的选择可以更丰富,基于X86都可以利用起来。同时通过分布式的方式,可以使业务流量得到快速的分流,降低时延,降低传输网的压力,所以才能充分解决用户面的问题。最终实现不同的增值业务的编排。

另外在电信网络当中,NFV实际上是后期要解决的问题,就是安全和可靠性的问题。安全这块,目前来看主要是通过三大类的方式去做,如何进行隔离,如何对网络进行监视,如何进行管控。下面我们再来看看可靠性,可靠性实际上是相应的技术通过把IT当中分布式云的可靠性,也就是资源共享的可靠性,和原来传统的电信当中的异地容灾结合,实现可靠性。根据前面的趋势,我们觉得未来移动网络整体化的架构应该是这样的,整个网络可以分成运维管理的层面和最后一个业务实现的层面,运维管理的层面一方面是虚拟化的支撑,另外一方面是智能化的运营管理,包含了能力开放,大数据、策略相结合,去实现整个网络当中的协同。业务通过控制和转发分离去实现SDN化,最后使转发面更简单。控制面通过组建化的方式,最终实现整个的控制面的重构。这样一个思路可以做到能力开放,按需编排,高效流转,最后整个网络感应环境可以做闭环调度,这样去实现整个智能化的过程。

下面我们看一下,我们和全球包括运营商合作的情况。目前我们在NFV这块已经有两个商用合同,有15个POC的项目运作。我们和中国移动以及惠普参与了SDN这块的POC,这个实际上包含了惠普的一些基础化设施,包括相应的AMS,最终实现业务的验证。这个东西主要是实现多厂家方案集成的能力。第二阶段,我们会引入虚拟网管的SDN化,验证对于业务,就是SDN这块对于业务体验的提升。然后和中国移动这块,虚拟化RCS这块做了合作,即将开通RCS的业务是通过虚拟化的业务实现的。和中国移动做的RCS的联合演示验证了SDN如何和NFV相结合,最终实现用户面的SDN化,最终实现高效的用户面转发的这样一个概念。


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SDNLAB君 发表于15-05-19
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