基于NFV的端局機(jī)房云化數(shù)據(jù)中心架構(gòu)研究

1 引言

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV，Network Function Virtualization）提供了一種新的方法，這種方法可以實(shí)施和管理控制網(wǎng)絡(luò)功能。并且，這種方法可以激勵(lì)新網(wǎng)絡(luò)功能的開發(fā)和部署?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)不能滿足網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的快速變化和較大范圍的服務(wù)類型，這些導(dǎo)致了大量物理資源的浪費(fèi)。本文對(duì)于基于NFV的端局機(jī)房云化數(shù)據(jù)中心進(jìn)行了研究，提出了基于NFV的端局機(jī)房云化數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。

2 傳統(tǒng)端局機(jī)房組成部分及流程運(yùn)轉(zhuǎn)

客戶終端設(shè)備上行可連接無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)，下行可連接具體業(yè)務(wù)設(shè)備，以完成待接入網(wǎng)絡(luò)與用戶設(shè)備的有效連接。光網(wǎng)絡(luò)單元也即小區(qū)/企業(yè)中的光纖分路器。光纖線路終端可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能：將網(wǎng)線傳輸?shù)男盘?hào)轉(zhuǎn)化成光信號(hào)并于小區(qū)/企業(yè)的光網(wǎng)絡(luò)單元相連；有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)光纖分路器的管控等功能。端局機(jī)房和固網(wǎng)通過(guò)寬帶接入服務(wù)器進(jìn)行連接。各組成部分均需要專用硬件設(shè)備和專業(yè)運(yùn)營(yíng)及運(yùn)維團(tuán)隊(duì)。

基于NFV的云化端局機(jī)房架構(gòu)將數(shù)據(jù)處理類應(yīng)用轉(zhuǎn)移，從在硬件應(yīng)用層面的運(yùn)行轉(zhuǎn)移到在虛擬機(jī)上運(yùn)行。并且，基于NFV的云化端局機(jī)房架構(gòu)通過(guò)服務(wù)器整合和使用通用硬件替代了高邊際利潤(rùn)率專用設(shè)備，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了基于軟件的編排架構(gòu)。

3 基于NFV的端局機(jī)房云化數(shù)據(jù)中心架構(gòu)

目前許多運(yùn)營(yíng)商都試圖在電信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新，以支持未來(lái)的電信網(wǎng)絡(luò)需求。云計(jì)算技術(shù)和大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展為運(yùn)營(yíng)商的創(chuàng)新帶來(lái)契機(jī)。許多運(yùn)營(yíng)商在云基礎(chǔ)設(shè)施上使用NFV技術(shù)重新部署傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)功能。本文以云化數(shù)據(jù)中心的形式架構(gòu)局端機(jī)房，在新架構(gòu)中，基于NFV的端局機(jī)房以網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及租戶應(yīng)用的形式提供基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。本文主要將傳統(tǒng)端局機(jī)房的光纖線路終端（OLT）、客戶終端設(shè)備（CPE）、寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)控制設(shè)備（BNG）進(jìn)行虛擬化，以支持虛擬光纖線路終端（VOLT）、虛擬客戶終端設(shè)備（VCPE）、虛擬寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)控制設(shè)備（VBNG）接入基于NFV的云化數(shù)據(jù)中心端局機(jī)房。

本文將現(xiàn)有設(shè)備光纖線路終端、寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)控制設(shè)備、虛擬客戶終端設(shè)備均進(jìn)行了虛擬化實(shí)現(xiàn)。虛擬化現(xiàn)存的硬件設(shè)備，轉(zhuǎn)換每一個(gè)設(shè)備成為相應(yīng)功能軟件服務(wù)并且運(yùn)行軟件服務(wù)于通用硬件上。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能將以新的方式分解并重新包裝對(duì)用戶提供?；贜FV的端局機(jī)房云化數(shù)據(jù)中心架構(gòu)圖中采用兩級(jí)交換結(jié)構(gòu)，底層交換機(jī)連接虛擬光纖線路終端、虛擬寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)控制設(shè)備、虛擬客戶終端設(shè)備、動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議、遠(yuǎn)程用戶撥號(hào)認(rèn)證協(xié)議及具有輸入/輸出功能的接入鏈路。而且，虛擬光纖線路終端、虛擬寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)控制設(shè)備、虛擬客戶終端設(shè)備、動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議、遠(yuǎn)程用戶撥號(hào)認(rèn)證協(xié)議均可承載于通用硬件資源之上。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的端局機(jī)房云化數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的硬件設(shè)備和軟件功能解耦，通過(guò)虛擬化方式實(shí)現(xiàn)了一個(gè)開放且靈活的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并有效降低了用戶對(duì)于已有硬件設(shè)備的依賴度。基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的端局機(jī)房云化數(shù)據(jù)中心架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器整合，并且，專用硬件設(shè)備被通用硬件替代，同時(shí)還融合了基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的編排架構(gòu)。進(jìn)而，有效減少了資本性支出和運(yùn)營(yíng)及運(yùn)維成本。并且，進(jìn)一步使得新業(yè)務(wù)的部署及推廣發(fā)布具有較高的靈活性和伸縮性。同時(shí)，由于擺脫了專用硬件設(shè)備更新?lián)Q代的限制，還有效增強(qiáng)了業(yè)務(wù)創(chuàng)新能力。

[1]Mijumbi, R.; Serrat, J.; Gorricho, J.-L.; et al , Management and orchestration challenges in network functions virtualization, Communications Magazine on IEEE, Vol. 54, No. 1,p98 – 105,2016

[2]Wu, J.; Ota, K.; Dong, M.; Li, C., A Hierarchical Security Framework for Defending against Sophisticated Attacks on Wireless Sensor, Access on IEEE, No. 99,p1-1,2016