王海寧，趙慧玲

（中國(guó)電信股份有限公司北京研究院，北京 102209）

NFVO標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐

王海寧，趙慧玲

（中國(guó)電信股份有限公司北京研究院，北京 102209）

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要趨勢(shì)，也是目前全球各大標(biāo)準(zhǔn)組織和開源社區(qū)的工作重點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化編排器（NFVO）是編排和管理NFV網(wǎng)絡(luò)的核心功能，也是運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備廠商關(guān)注的焦點(diǎn)。全面梳理了NFVO相關(guān)的國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)組織及開源項(xiàng)目的最新研究進(jìn)展，闡述了中國(guó)電信股份有限公司北京研究院聯(lián)合江蘇分公司研發(fā)的NFVO系統(tǒng)架構(gòu)和關(guān)鍵組件，并基于現(xiàn)網(wǎng)實(shí)踐指出NFVO在未來研發(fā)和部署中的挑戰(zhàn)。

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化；NFVO；編排

1 NFVO標(biāo)準(zhǔn)和開源研究進(jìn)展

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（network function virtualization，NFV）是網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的重要趨勢(shì)之一，全球各大標(biāo)準(zhǔn)和開源組織紛紛圍繞NFV展開了相關(guān)工作。

虛擬網(wǎng)絡(luò) MANO（management and orchestration，管理和編排）系統(tǒng)，由網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化編排器（network functions virtualization orchestrator，NFVO）、虛擬網(wǎng)絡(luò)功能管理器（virtualized network functions manager，VNFM）以及虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施管理器（virtualized infrastructure manager，VIM）共同組成，以實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)層、虛擬網(wǎng)元層、虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施分層管理功能。其中 NFVO是整個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)的“大腦”，負(fù)責(zé)管理和編排網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（network service，NS），指揮 VNFM 和VIM 共同完成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的生命周期管理工作。下面逐一介紹 NFVO相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和開源組織的最新工作進(jìn)展。

1.1 ETSI

歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）是由歐共體委員會(huì)于1988年批準(zhǔn)建立的非營(yíng)利性電信標(biāo)準(zhǔn)化組織，標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域主要面向于電信業(yè)，并涉及與其他組織合作的信息及廣播技術(shù)領(lǐng)域。ETSI是最早制定NFV技術(shù)相關(guān)行業(yè)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)組織，ETSI NFV ISG發(fā)布的成果有著舉足輕重的影響力。

2012年10月，ETSI于在德國(guó)舉辦的軟件定義網(wǎng)絡(luò)（software defined networking，SDN）和OpenFlow世界大會(huì)上正式發(fā)布了NFV白皮書。2012年11月，7家運(yùn)營(yíng)商選擇在 ETSI制定NFV行業(yè)規(guī)范，并于2013年2月正式成立了NFV行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工作組（NFV ISG）。2013年10月，NFV ISG發(fā)布了NFV基礎(chǔ)架構(gòu)框架以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，被業(yè)內(nèi)廣泛用于相應(yīng)虛擬化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)，并公布了NFV的OPNFV（Open Platform）等新的開放源代碼組織。與此同時(shí)，NFV ISG提出了用概念驗(yàn)證（proof of concept，PoC）的方式驗(yàn)證NFV可促進(jìn)開放性生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。目前，25項(xiàng)PoC正在順利展開或完成，其論證成果也為NFV ISG所普遍認(rèn)可。

2014年11月ETSI結(jié)束了NFV行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的第一階段工作，發(fā)布了 3版 NFV白皮書和包括MANO在內(nèi)的17份工作組規(guī)范。至此，NFV ISG已發(fā)展至包括235家企業(yè)、34家服務(wù)供應(yīng)商組織。在這部分工作中，NFV ISG定義了MANO的需求、通用架構(gòu)、功能模塊、描述模板、參考點(diǎn)、接口基本描述以及部分操作流程和信息模型。但是第一階段的接口消息、語義、信元缺乏協(xié)議級(jí)的定義，無法滿足多廠商設(shè)備互操作的要求。

2015年末，NFV ISG結(jié)束了第二階段工作，并于2016年2月發(fā)布了第二階段的工作進(jìn)展報(bào)告及相關(guān)文件，其成果基于第一階段的工作做了更加細(xì)化的定義，其中，NFV ISG細(xì)化了NFV架構(gòu)體系里NFV-MANO中VIM、VNFM以及NFVO功能模塊的具體功能要求，并定義了相應(yīng)功能需求參考點(diǎn)以及詳細(xì)的接口協(xié)議規(guī)范，包括接口需求、功能、消息、語義、輸入輸出參數(shù)、信元等。提供了MANO在實(shí)際部署時(shí)的各種架構(gòu)選項(xiàng)，例如 NFVO分裂為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)編排（network service orchestrator，NSO）和資源編排（resource orchestrator，RO）；可由一個(gè)通用VNFM管理多個(gè)VNF，或者由特定VNFM管理特定VNF；EM可作為VNF或者VNFC或者軟件包里單獨(dú)的一類來部署；NFVO對(duì)VNFM生命周期操作進(jìn)行批量授權(quán)等。

此外，對(duì)各部分功能的需求、接口以及信息模型都進(jìn)行了相應(yīng)細(xì)化，包括虛擬化資源管理和變更通知、虛擬化資源的故障和性能管理、VNF封裝和軟件圖像化管理、VNF生命周期管理和變更通知、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)生命周期、VNF描述信息模型等。

第三階段工作的成果將于2017年年中發(fā)布，其中將包括相關(guān)用例的指定以及整體需求、架構(gòu)和接口的進(jìn)一步完善。目前，第三版工作成果已確定包括18項(xiàng)關(guān)鍵特征，其中15項(xiàng)為新設(shè)特征點(diǎn)，3項(xiàng)為在第二版工作基礎(chǔ)上的補(bǔ)充和擴(kuò)展，總體內(nèi)容進(jìn)一步展開，涵蓋了計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、會(huì)計(jì)細(xì)則、許可證管理、安全感知組件、政策分配框架等新的領(lǐng)域以及加速、信息模型等已有領(lǐng)域的功能整合。

1.2 3GPP SA5

3GPP（3rd Generation Partnership Project）是移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的權(quán)威組織，定義了 GSM、WCDMA、LTE/EPC及5G等多代移動(dòng)通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

3GPP SA5（Service and System Aspects Working Group 5：Telecom Management）于2014年中在R13首次針對(duì)如何在3GPP網(wǎng)絡(luò)背景下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化進(jìn)行具體調(diào)查研究，啟動(dòng)關(guān)于虛擬網(wǎng)元相關(guān)接口的研究工作，并于2015年底完成。目前即將完成的R14標(biāo)準(zhǔn)包括對(duì)原有北向接口的增強(qiáng)和與MANO新接口的定義，包括虛擬化移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理相關(guān)的概念、用例、需求，性能管理，故障管理，配置管理和生命周期管理等內(nèi)容。

1.3 ITU-T

國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)分局（ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector）是國(guó)際電信聯(lián)盟管理下的專門制定電信標(biāo)準(zhǔn)的分支機(jī)構(gòu)。其中第 13研究組（SG13）主要進(jìn)行關(guān)于云計(jì)算、下一代網(wǎng)絡(luò)（next-generaty network，NGN）、IMT-2020網(wǎng)絡(luò)（ITU定義的5G網(wǎng)絡(luò)）等未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定工作，第11研究組（SG11）主要進(jìn)行相應(yīng)的協(xié)議和信令相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定工作。

目前ITU-T已在其定義的NGN和IMT-2020架構(gòu)中引入了對(duì) NFV技術(shù)的支持。2016年底，ITU-T SG13已完成了 NGN控制網(wǎng)元虛擬化（virtualization of control network entity，VCN）的功能架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。在2017—2020年研究期，正在開展 NGN 的 VCNMO（virtualized control network-entity management and orchestrator）的功能細(xì)分定義、NGN全局編排需求和能力框架以及IMT-2020網(wǎng)絡(luò)切片編排和管理相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)制定工作。

1.4 OpenMANO

OpenMANO是西班牙電信 Telefonica在2015年公開的開源MANO項(xiàng)目，并于2016 年納入ETSI的開源工作組。它基于ETSI第一階段的MANO架構(gòu)，提供了ETSI標(biāo)準(zhǔn)的NFV參考架構(gòu)的接口，包括3部分基本組件。

其中，OpenVIM參考NFV-VIM模塊，連接了基礎(chǔ)資源中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)與OpenFlow控制器，以提供計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)功能并部署虛擬機(jī)。它提供了類似 OpenStack的面向高級(jí)云服務(wù)的北向接口，這些服務(wù)包括創(chuàng)建、刪除和管理鏡像、計(jì)算節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)，接口參照NFV-PER001標(biāo)準(zhǔn)。

OpenMANO作為核心組件參考了NFV-O模塊，實(shí)現(xiàn)了NFVO的基本功能，通過API與NFV VIM交互，并提供基于REST（OpenMANO API）的北向操作接口，北向提供包括創(chuàng)建和刪除VNF模板與實(shí)例、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模板與實(shí)例等NFV服務(wù)，可以創(chuàng)建刪除虛擬網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景或虛擬網(wǎng)元。

OpenMANO-GUI組件提供了實(shí)現(xiàn)與OpenMANO服務(wù)器的北向API友好交互的Web界面。

1.5 OSM

2016年4月ETSI成立了開源工作組（Open Source Group，OSG），OSM（Open Source MANO）是其首個(gè)開源項(xiàng)目，OSM由運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)，專注于以 ETSI的 NFV信息模型為標(biāo)準(zhǔn)，提供開源MANO以滿足NFV網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)需求。

OSM 第一版本已完成設(shè)計(jì)、測(cè)試和文檔編寫，作為一套可擴(kuò)展、可互操作的開源MANO環(huán)境，在全球范圍內(nèi)的運(yùn)營(yíng)商實(shí)驗(yàn)室里，OSM可實(shí)現(xiàn)快速安裝，大大提高了與其他組件（VNF、VIM、SDN控制器等）的互操作性，且提供了一個(gè)插件框架，使平臺(tái)更加易于擴(kuò)展和維護(hù)。此外，第一版本在可用性和安裝程序上提升了管理員與開發(fā)者體驗(yàn)，并改進(jìn)了VNF和NS模型。作為此開源項(xiàng)目的目的之一，這些模型也將對(duì)ETSI的NFV進(jìn)行完善和補(bǔ)充。第一版本還提供了極其靈活的虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能配置以及先進(jìn)的網(wǎng)管系統(tǒng)，同時(shí)提升了故障排除能力。

OSM提供了NFVO和通用VNFM的集成模塊，支持外部的專用 VNFM，同時(shí)還支持與OpenStack VIM的集成。支持對(duì)NS和VNF的各種生命周期管理操作。OSM整合了之前已有的一些開源組件，使用OpenMANO作為RO模塊，使用juju作為VNF配置和管理模塊，使用Riftware作為NSO模塊。

1.6 OpenStack Tacker項(xiàng)目

OpenStack是開源的云計(jì)算管理平臺(tái)，提供部署云的操作平臺(tái)和工具集。OpenStack的 Tacker項(xiàng)目提供了一個(gè)集成在一起的NFVO和VNFM模塊，未暴露二者之間的Or-Vnfm接口，但可以支持連接外部VNFM。目前支持的能力包括VNF模板管理、VNF實(shí)例化和終止、VNF配置管理、VNF監(jiān)控和自愈等。

Tacker由四大組件組成：VNFD目錄、VNF設(shè)置、VNF配置管理以及VNF監(jiān)控與自動(dòng)修復(fù)。

TOSCA（Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications，針對(duì)云應(yīng)用的拓?fù)渑c編排規(guī)范）作為OASIS協(xié)會(huì)下的一個(gè)技術(shù)委員會(huì)，主要致力于為全球信息社會(huì)推動(dòng)開放標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)、整合與應(yīng)用，其中也包括如何呈現(xiàn)VNF的標(biāo)準(zhǔn)化。目前，TOSCA的NFV概要文件草案已經(jīng)完成。該規(guī)范描述了VNF的屬性以及Tacker對(duì)VNFD目錄的維護(hù)。一旦VNF被規(guī)定使用TOSCA NFV模板，那么它們就能夠進(jìn)入Tacker VNF目錄中。之后，Tacker就可以通過編譯TOSCA模板和翻譯器翻譯部分OpenStack Heat，實(shí)現(xiàn)VNF的實(shí)例化。Tacker還側(cè)重于VNF的配置和持續(xù)性監(jiān)控，如果需要，自動(dòng)修復(fù)可貫穿ETSI MANO所描述的整個(gè)生命周期。

通過上述的 Heat模板，Tacker可以使用OpenStack Nova設(shè)置計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。OpenStack Nova的許多功能可以在計(jì)算設(shè)置程序過程中被使用。通過利用 SR-IOV透?jìng)?、NUMA、CPU pinning和大頁面分配等特定屬性創(chuàng)建的一些功能，計(jì)算資源可以針對(duì)VNF進(jìn)行優(yōu)化。

Tacker將通過配置驅(qū)動(dòng)推動(dòng)VNF所需的特殊配置。配置管理被設(shè)計(jì)為可插入式框架，不同的VNF廠商可以為他們的VNF編寫自己的配置驅(qū)動(dòng)。另一個(gè)方法是使用SDN控制器。目前已經(jīng)就如何將SDN和NFV整合在一起展開了許多討論，例如對(duì)于使用SDN控制器插件的Tacker，如何推動(dòng)配置使用SDN控制器南向接口的特殊VNF。

Tacker的一個(gè)關(guān)鍵職責(zé)是監(jiān)視VNF的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。通過出臺(tái)一系列旨在指導(dǎo) OpenStack其他項(xiàng)目設(shè)計(jì)的規(guī)范，Tacker可以隨時(shí)使用如ICMP-ping和HTTP-ping等可加載的監(jiān)控驅(qū)動(dòng)。它們還被規(guī)劃與Ceilometer進(jìn)行整合，如今VNF廠商已經(jīng)能夠編寫自身帶有特殊監(jiān)控屬性的監(jiān)控驅(qū)動(dòng)。

1.7 ONAP（Open-O + 開源ECOMP)

Open-O是由中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、華為、中興通訊等中國(guó)公司推動(dòng)的業(yè)界首個(gè) NFV/SDN融合協(xié)同器開源項(xiàng)目，于2016年6月成立，由Linux基金會(huì)管理。ECOMP是AT&T下一代運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，2016年與Linux基金會(huì)合作準(zhǔn)備推動(dòng)開源。2017年2月23日，Open-O和開源ECOMP宣布合并為ONAP。

Open-O基礎(chǔ)架構(gòu)參照了ETSI的NFV框架以及 MANO模塊，并在此基礎(chǔ)上引入了更多的模塊。Open-O的架構(gòu)主要由 3個(gè)編排模塊組成：GS-O（global service-orchestrator）、NFV-O 和SDN-O。其中，GS-O為服務(wù)層面功能模塊，實(shí)現(xiàn)端到端的服務(wù)組合和交付；NFV-O負(fù)責(zé)通過VNFM和 VIM實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的編排；SDN-O在SDN或傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上確保網(wǎng)絡(luò)連通性和網(wǎng)絡(luò)虛擬化實(shí)現(xiàn)。通過對(duì) GS-O、NFV-O和SDN-O的協(xié)同使用，Open-O可提供一系列通用服務(wù)，包括政策管理、安全性管理、系統(tǒng)分析、日志記錄以及其他管理功能。

ECOMP主要包括8個(gè)軟件子系統(tǒng)，涵蓋兩個(gè)主要框架結(jié)構(gòu)。其中 MSO（master service orchestrator）和控制器組件大致分別對(duì)應(yīng)ETSI定義的NFVO和VNFM。此外，ECOMP拓展了ETSI的MANO的范圍，增加了控制器和政策組件，而政策在控制和管理不同VNF運(yùn)作以及框架管理中影響重大。ECOMP顯著擴(kuò)展了ETSI MANO的資源描述部分，提供了虛擬環(huán)境的生命周期管理的完整元數(shù)據(jù)。ECOMP的設(shè)計(jì)框架也用于定義資源、服務(wù)、產(chǎn)品以及各種規(guī)則。由元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的通用VNF管理器使用戶能夠快速部署新的VNF類型，避免了漫長(zhǎng)的開發(fā)過程和集成周期，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同VNF的高效管理。

1.8 CCSA

中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（China Communications Standards Association，CCSA）于2013年開始啟動(dòng)關(guān)于 NFV 網(wǎng)絡(luò)的研究，目前分布于TC1/TC3/TC5/TC6/TC7/TC8等技術(shù)工作委員會(huì)，范圍包括城域網(wǎng)虛擬化、核心網(wǎng)虛擬化、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)虛擬化、接入和傳輸網(wǎng)虛擬化、網(wǎng)管、安全等。

2017年初，為盡快啟動(dòng)國(guó)內(nèi)NFVO標(biāo)準(zhǔn)化工作、確定國(guó)內(nèi)NFVO領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系、更好地支持NFV國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，協(xié)會(huì)技術(shù)管理委員會(huì)下設(shè)“NFV特設(shè)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組”對(duì)該領(lǐng)域項(xiàng)目進(jìn)行研究。目前，正在圍繞NFVO的架構(gòu)、業(yè)務(wù)流程、接口、模板等方面開展行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工作。

2 中國(guó)電信NFVO研發(fā)和部署實(shí)踐

中國(guó)電信基于ETSI一階段定義的NFV框架，在 vBRAS、vIMS等網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下，開展了分層解耦的NFV網(wǎng)絡(luò)部署實(shí)踐活動(dòng)，從運(yùn)維管理編排層、虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能層、網(wǎng)絡(luò)云基礎(chǔ)設(shè)施層3個(gè)層面，對(duì)ETSI參考體系架構(gòu)中的NFVO、VNFM和VNF以及VIM和NFVI的功能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)。

其中，中國(guó)電信股份有限公司北京研究院（以下簡(jiǎn)稱中國(guó)電信北京研究院）與中國(guó)電信股份有限公司江蘇分公司（以下簡(jiǎn)稱江蘇電信）聯(lián)合研發(fā)的NFVO系統(tǒng)，支持對(duì)全局網(wǎng)絡(luò)云資源池的可視化監(jiān)控和管理，VNFM的注冊(cè)和管理，網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)元模板的編排和管理，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和虛擬網(wǎng)元的實(shí)例化、終止、查看等生命周期操作以及虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)控等基本功能，并且實(shí)現(xiàn)了與基于OpenStack的VIM互通、與異廠商VNFM的互通。該系統(tǒng)的架構(gòu)如圖1所示。

圖1 NFVO系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)包括如下幾個(gè)主要的組成部分。

（1）業(yè)務(wù)編排和執(zhí)行模塊

一個(gè)NS由一個(gè)或多個(gè)VNF、VL以及VNFFG（VNF forwarding graph，VNF轉(zhuǎn)發(fā)圖）組成，業(yè)務(wù)編排主要通過編排 NS的模板結(jié)構(gòu)，定義提供特定服務(wù)的虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，包括組成NS的VNF、VNF與VNF之間的VL、VNF之間的VNFFG以及 NS所需的客戶化參數(shù)等元素；業(yè)務(wù)編排和執(zhí)行模塊還提供針對(duì) NS的生命周期管理功能，同時(shí)包括完成相關(guān)的策略定義。使用者通過圖形化界面進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可視化操作，如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的定義、編輯和保存等，最后生成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的TOSCA/YAML文件。業(yè)務(wù)執(zhí)行包括解析NS模板文件，并且調(diào)用VNFM和云資源池的能力執(zhí)行模板所描述的功能，實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)/網(wǎng)元實(shí)例的創(chuàng)建和管理。定義和存儲(chǔ)全局NFV實(shí)例數(shù)據(jù)，且可存儲(chǔ) NS模板目錄數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)策略等資源數(shù)據(jù)，策略管理支持NS實(shí)例和VNF實(shí)例相關(guān)的策略管理（如NS/VNF的擴(kuò)縮容操作策略、存取控制策略、資源管理策略、告警關(guān)聯(lián)策略等）。

（2）資源編排和管理模塊

資源編排模塊主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)云資源池里資源管理以及相關(guān)的策略管理，資源管理支持跨VIM的資源編排，為業(yè)務(wù)編排提供資源管理接口，實(shí)現(xiàn)NFVO對(duì)于VNF資源的預(yù)留和分配機(jī)制，并且提供統(tǒng)一的配置管理數(shù)據(jù)庫(kù)。

（3）運(yùn)行監(jiān)控和保障模塊

為了保障VNF實(shí)例的運(yùn)行，系統(tǒng)要支持全網(wǎng)集中運(yùn)行監(jiān)控，包括告警、性能、狀態(tài)和系統(tǒng)監(jiān)控，支持NS業(yè)務(wù)層面監(jiān)控、VNF運(yùn)行實(shí)例監(jiān)控以及底層資源層的監(jiān)控保障等。實(shí)現(xiàn)分層關(guān)聯(lián)的NS監(jiān)控和NFVI性能監(jiān)控，在將來可集成第三方監(jiān)控或者中國(guó)電信的BSS/OSS。負(fù)責(zé)運(yùn)行日志的維護(hù)，支持主動(dòng)告警功能。負(fù)責(zé)對(duì)關(guān)鍵虛擬網(wǎng)元在應(yīng)用層面的配置。

另外，NFVO還包括如下對(duì)外的接口模塊。

· 與VNFM的接口：提供與VNFM的通信接口。

· 與VIM的接口：提供與VIM的通信接口。

· UI界面：提供NFVO系統(tǒng)的人機(jī)交互界面。

· OSS/BSS的通信接口模塊：提供與OSS/BSS的通信接口。

上述系統(tǒng)已于2016年10月在江蘇無錫電信正式上線，實(shí)現(xiàn)了vBRAS等虛擬化網(wǎng)元的自動(dòng)編排和快速部署，提供網(wǎng)絡(luò)資源的靈活調(diào)度、業(yè)務(wù)按需開通以及維護(hù)保障等能力，是國(guó)內(nèi)第一個(gè)由運(yùn)營(yíng)商研發(fā)并在現(xiàn)網(wǎng)部署應(yīng)用的NFVO系統(tǒng)。實(shí)際運(yùn)行情況表明，使用NFVO創(chuàng)建虛擬網(wǎng)元，可以使相關(guān)業(yè)務(wù)部署從月級(jí)縮短至分鐘級(jí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)市場(chǎng)需求的快速響應(yīng)。

3 面臨的挑戰(zhàn)

在以NFVO為中心的虛擬網(wǎng)絡(luò)編排部署和管理實(shí)踐活動(dòng)中，也遇到了一些問題，需要在NFV網(wǎng)絡(luò)大范圍商用部署前解決。

分層解耦的虛擬網(wǎng)絡(luò)相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)引入了更多的網(wǎng)絡(luò)功能模塊和參與方，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)控和故障定位復(fù)雜。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行信息采集渠道集中，一般通過設(shè)備網(wǎng)管EMS，并且故障直接定位到物理設(shè)備，責(zé)任清晰；而虛擬網(wǎng)絡(luò)面臨著物理資源層面、虛擬資源層面、虛擬網(wǎng)絡(luò)功能層面等不同層次的故障定位問題，相應(yīng)地，運(yùn)行信息采集渠道除傳統(tǒng)網(wǎng)管EMS之外，增加了VIM、VNFM、NFVO的渠道，需要選擇一個(gè)信息匯聚的節(jié)點(diǎn)對(duì)多個(gè)渠道的信息做關(guān)聯(lián)分析，確定出現(xiàn)問題的具體層次和原因，責(zé)任可能涉及多廠商，因此故障定位比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更復(fù)雜、周期更長(zhǎng)。

對(duì)虛擬資源的分配和調(diào)度，存在直接模式和間接模式兩種方式，直接模式是由VNFM直接對(duì)VIM提出資源操作請(qǐng)求，間接模式由VNFM通過NFVO向VIM提出資源操作請(qǐng)求。目前無論在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方面還是虛擬化產(chǎn)品方面，直接模式的支持力度都相對(duì)較好，可以實(shí)現(xiàn)快速部署和運(yùn)維，但是很難實(shí)現(xiàn)三層解耦。從運(yùn)營(yíng)商角度考慮，在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)云資源池上構(gòu)建多種業(yè)務(wù)場(chǎng)景的虛擬網(wǎng)絡(luò)是NFV的典型場(chǎng)景之一，需要統(tǒng)一管理資源池，為不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)分配資源，間接模式能夠更好地保證資源的統(tǒng)一分配。

接口和模板標(biāo)準(zhǔn)化程度不足，目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于相關(guān)接口和信息模型的定義尚未完成，各NS和VNF模板廠商也存在差異，導(dǎo)致NFVO每對(duì)接一個(gè)廠商的VNFM或者VNF，都需要進(jìn)行開發(fā)適配工作。

4 結(jié)束語

本文介紹了ETSI、3GPP、ITU-T、CCSA的國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)組織在NFVO方面的標(biāo)準(zhǔn)工作內(nèi)容及最新進(jìn)展以及 OpenMANO、OSM、OpenStack Tacker、ONAP各開源項(xiàng)目提供的網(wǎng)絡(luò)管理與編排系統(tǒng)的功能及差異。本文還詳細(xì)闡述了中國(guó)電信北京研究院和江蘇電信聯(lián)合研發(fā)的NFVO系統(tǒng)的功能、架構(gòu)、關(guān)鍵組件、主要接口以及該系統(tǒng)部署上線運(yùn)行的實(shí)踐活動(dòng)。最后，基于中國(guó)電信在NFVO研發(fā)和試點(diǎn)部署的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，指出在NFV網(wǎng)絡(luò)大范圍商用部署前需要解決分層解耦網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行監(jiān)控與故障定位、虛擬資源的統(tǒng)一分配和調(diào)度、接口和模板標(biāo)準(zhǔn)化的問題。

[1] ETSI. SDN & OpenFlow world congress[EB/OL]. (2015?10?12) [2017?02?01]. https://www.opendaylight.org/events/2015?10?12?000000?2015?10?16?000000/sdn-openflow-world-congress.

[2] 3GPP. Overview of 3GPP release 14 v0.0.1[EB/OL]. (2014?09?02) [2017?02?01]. http://max.book118.com/html/2015/0619/19393239. shtm.

[3] NFV Labs. OpenMANO[EB/OL]. [2017?02?01]. https://github. com/nfvlabs/openmano/wiki.

[4] ETSI. OSM community white paper: OSM release one, a technical overview[R]. 2016.

[5] 趙慧玲, 史凡. SDN/NFV的發(fā)展與挑戰(zhàn)[J]. 電信科學(xué), 2014, 30(8): 13-18. ZHAO H L, SHI F. Development and challenge of SDN/NFV[J]. Telecommunications Science, 2014, 30(8): 13-18.

[6] 李晨, 段曉東, 陳煒, 等. SDN和NFV的思考與實(shí)踐[J]. 電信科學(xué), 2014, 30(8): 23-27. LI C, DUAN X D, CHEN W, et al. Thoughts and practices about SDN and NFV[J]. Telecommunications Science, 2014, 30(8): 23-27.

[7] 馬書惠, 毋濤. NFV標(biāo)準(zhǔn)與開源技術(shù)現(xiàn)狀[J]. 電信科學(xué), 2016, 32(3): 43-47. MA S H, WU T. Standards and open source technology of NFV[J]. Telecommunications Science, 2016, 32(3): 43-47.

王海寧（1982?），女，中國(guó)電信股份有限公司北京研究院高級(jí)工程師，ITU-T、ETSI、3GPP、CCSA、ONAP等標(biāo)準(zhǔn)和開源組織參會(huì)代表，ITU-T SG11 Q6報(bào)告人，主要研究方向?yàn)?5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)、SDN與NFV架構(gòu)和接口等。

趙慧玲，女，長(zhǎng)期從事電信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)工作?，F(xiàn)任中國(guó)通信學(xué)會(huì)常務(wù)理事；中國(guó)通信學(xué)會(huì)信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)主任委員；中國(guó)通信學(xué)會(huì)北京通信學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)；中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)能力技術(shù)工作委員會(huì)主席；工業(yè)和信息化部科學(xué)技術(shù)委員會(huì)委員；中國(guó)電信科學(xué)技術(shù)委員會(huì)常務(wù)委員兼核心網(wǎng)組負(fù)責(zé)人；國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織MEF顧問董事；SDN、NFV產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟技術(shù)委員會(huì)副主任。發(fā)表技術(shù)文章百余篇、技術(shù)專著12部，曾獲得多個(gè)國(guó)家及省部級(jí)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)項(xiàng)。

NFVO standards and practice

WANG Haining, ZHAO Huiling
Beijing Research Institute of China Telecom Co., Ltd., Beijing 102209, China

Network function virtualization (NFV) is an important trend in the development of future network, and is currently the work focus of the world’s major standards organizations and open source communities. Network functions virtualization orchestrator (NFVO) is the core function of arranging and managing the NFV network and is the focus for operators and equipment manufacturers. The latest research progress of NFVO related international and domestic standards organizations and open source projects was expatiated, the NFVO system architecture and key components developed by Beijing Research Institute of China Telecom Co., Ltd. and Jiangsu Branch of China Telecom Co., Ltd. was expounded and NFVO’s challenges in future R&D and deployment was pointed out based on the existing practice of network.

network function virtualization, network functions virtualization orchestrator, orchestration

TN915

A

10.11959/j.issn.1000?0801.2017096

2017?02?01；

2017?03?29