中國聯(lián)通西安研究院 | 席曉

運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)三大場景可優(yōu)先部署NFV

中國聯(lián)通西安研究院 | 席曉

面對國家“提速降費(fèi)”新政的施壓、OTT業(yè)務(wù)的攻城略地以及虛擬SIM卡的即將“攜號轉(zhuǎn)網(wǎng)”；運(yùn)營商每年的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)營成本居高不下并且還有逐年增加的趨勢；而運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)流量不斷增長，收入增長卻不明顯，“增量不增收”現(xiàn)象日益凸顯；運(yùn)營商的處境越來越艱難，以傳統(tǒng)業(yè)務(wù)為主要收入來源正遭遇著巨大轉(zhuǎn)型壓力。

如果運(yùn)營商能夠打開軟硬件垂直一體化的傳統(tǒng)封閉式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)化的通用硬件和軟件重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能，就可以極大減少高額的投資建設(shè)運(yùn)營費(fèi)用，有效緩解收入日益減少的趨勢。在4G快速發(fā)展的移動互聯(lián)網(wǎng)時代，要實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)，滿足移動互聯(lián)網(wǎng)用戶的極致業(yè)務(wù)體驗(yàn)需求，運(yùn)營商就要建設(shè)更加敏捷、開放、面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。在此情況下，NFV應(yīng)運(yùn)而生。

NFV優(yōu)勢明顯

NFV即網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，就是把通信設(shè)備從目前的專用平臺遷移到通用的X86 COTS服務(wù)器上。NFV的技術(shù)基礎(chǔ)是目前IT業(yè)界的云計(jì)算和虛擬化技術(shù)，利用通用的COTS計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)以及硬件設(shè)備通過虛擬化技術(shù)將其分解為多種虛擬資源，供上層各種業(yè)務(wù)應(yīng)用使用，使得應(yīng)用與硬件解耦，資源的供給速度大大提高。

當(dāng)前運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)使用的各種設(shè)備，均是基于私有平臺部署的，各種網(wǎng)元都是一個個封閉的盒子，各種盒子間硬件資源無法互用，設(shè)備擴(kuò)容必須通過增加硬件，經(jīng)常有硬件資源空轉(zhuǎn)閑置，硬件調(diào)整耗時長、彈性差、成本高。

而利用NFV實(shí)現(xiàn)時，各種網(wǎng)元成了獨(dú)立的應(yīng)用，可以靈活部署在底層基于標(biāo)準(zhǔn)通用服務(wù)器、路由器、存儲構(gòu)建的統(tǒng)一平臺上。軟硬件徹底解耦可實(shí)現(xiàn)分層的設(shè)施管理和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，通過應(yīng)用快速增加或減少虛擬資源達(dá)到靈活擴(kuò)容、減容的目的，可進(jìn)行動態(tài)資源調(diào)度和設(shè)備節(jié)能，大大提升了網(wǎng)絡(luò)彈性，大幅降低了運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等硬件投資成本、運(yùn)營成本以及其他資本支出；實(shí)現(xiàn)了硬件資源和業(yè)務(wù)負(fù)荷的有效匹配，提高了資源利用效率，還可以有效保證系統(tǒng)響應(yīng)速度，加快新業(yè)務(wù)部署速度，大幅縮短新業(yè)務(wù)的上線周期，更好地提升用戶滿意度。

NFV在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中的主要應(yīng)用場景

NFV極具顛覆性，且還處于不斷完善的階段，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)引入NFV不可能一蹴而就，應(yīng)按照從控制層到轉(zhuǎn)發(fā)層、從網(wǎng)絡(luò)的核心層到邊緣層、從增量設(shè)備到存量設(shè)備的原則依次進(jìn)行部署。

運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年發(fā)展，結(jié)構(gòu)錯綜復(fù)雜、多種業(yè)務(wù)不斷疊加。NFV的引入，可以從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對轉(zhuǎn)發(fā)能力和計(jì)算能力要求兩方面去權(quán)衡。根據(jù)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中對于轉(zhuǎn)發(fā)能力和計(jì)算能力的實(shí)際要求，建議對轉(zhuǎn)發(fā)能力要求低且對CPU、內(nèi)存以及存儲要求高的系統(tǒng)，適合優(yōu)先進(jìn)行NFV部署，如云IDC、移動網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)網(wǎng)元、CDN網(wǎng)絡(luò)中都可以考慮優(yōu)先部署實(shí)施NFV。

場景一：云IDC中的應(yīng)用

在云IDC中，為用戶提供VPC服務(wù)時，可以采用NFV，為VPC租戶提供相應(yīng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，如：提供虛擬防火墻vFW方案保障內(nèi)部安全，提供深度包檢測技術(shù)vDPI進(jìn)行業(yè)務(wù)流量的深度分析等，滿足多用戶的多元化、個性化需求。

云IDC中每天龐大的集中式流量給出口路由器造成了很大壓力，引入NFV后，采用基于軟件定義的路由器、防火墻以及匯聚交換機(jī)等，將其分布式地部署在底層各個通用服務(wù)器上，為每個或者集團(tuán)有共同需求的租戶分配獨(dú)立的邏輯路由器、防火墻及匯聚交換機(jī)等，并智能地將流量按最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效減輕核心交換機(jī)的壓力。

在云IDC網(wǎng)絡(luò)出口處的防火墻、負(fù)載均衡及一些高端的路由器可以考慮部署NFV，不僅能夠有效保護(hù)用戶的數(shù)據(jù)安全，還能進(jìn)行其他的業(yè)務(wù)處理，如：負(fù)載均衡、流量識別等。

場景二：移動網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用

演進(jìn)的分組核心EPC和IP多媒體IMS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS，可以利用NFV整合在相同的硬件資源池中；基站的功能，例如鏈路層、物理層以及相關(guān)協(xié)議處理不同的無線標(biāo)準(zhǔn)，如3G/4G及未來的5G等，也可以利用NFV，在一個集中、共享的硬件資源池中實(shí)現(xiàn)動態(tài)資源分配。

NFV應(yīng)用于未來5G中，將有利于移動網(wǎng)元更靠近基站，從而實(shí)現(xiàn)更低的延遲；有效調(diào)配網(wǎng)絡(luò)資源，將構(gòu)筑一個更加智能的網(wǎng)絡(luò)。用戶的業(yè)務(wù)需求是隨時變化的，用戶在看一些文檔資料時，對帶寬的要求并不高，而突然要看高清視頻，網(wǎng)絡(luò)帶寬就要隨之提升，這種靈活的調(diào)整，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)是無法實(shí)現(xiàn)的。在5G系統(tǒng)中利用NFV可以有效實(shí)現(xiàn)這種需求，而且調(diào)整前后網(wǎng)絡(luò)同樣穩(wěn)定，用戶體驗(yàn)不變。

場景三：內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)CDN的應(yīng)用

CDN服務(wù)通常部署在靠近網(wǎng)絡(luò)邊緣的內(nèi)容緩存，以改善用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量。目前，CDN提供商、運(yùn)營商利用高速緩存技術(shù)，使用專用的硬件為用戶提供這種服務(wù)。由于硬件資源的設(shè)計(jì)為高峰時滿負(fù)荷，這些緩存資源在生命周期內(nèi)大多數(shù)時間未能得到充分利用。而利用和部署NFV實(shí)現(xiàn)虛擬化緩存，底層硬件資源可以被合并，并在多個供應(yīng)商的CDN緩存和其他的VNFs中實(shí)現(xiàn)動態(tài)共享，從而可以有效提高緩存資源使用率。

總之，未來運(yùn)營商在網(wǎng)絡(luò)中若能科學(xué)合理地引入NFV，將實(shí)現(xiàn)軟硬件徹底解耦、資源虛擬化、硬件通用化、管理云化，網(wǎng)絡(luò)的自動化管理和敏捷性將大為提升,同時還能夠有效降低運(yùn)營成本、提升運(yùn)維效率，從而進(jìn)一步促進(jìn)運(yùn)營商新業(yè)務(wù)、新市場快速發(fā)展。