趙鵬，段曉東

（中國移動通信有限公司研究院，北京 100053）

SDN/NFV發(fā)展中的關(guān)鍵：編排器的發(fā)展與挑戰(zhàn)

趙鵬，段曉東

（中國移動通信有限公司研究院，北京 100053）

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）和軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）已被業(yè)界普遍認(rèn)定為下一代電信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要方向，編排器作為未來網(wǎng)絡(luò)的“大腦”，成為運(yùn)營商靈活管理網(wǎng)絡(luò)、最大化發(fā)揮新技術(shù)優(yōu)勢的關(guān)鍵。首先闡述了編排器在下一代網(wǎng)絡(luò)中的核心地位，并對編排器的技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行介紹。而后從標(biāo)準(zhǔn)化和開源的角度對編排器產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況進(jìn)行介紹和分析。最后闡述了編排器產(chǎn)業(yè)發(fā)展中標(biāo)準(zhǔn)與開源的關(guān)系，編排器與網(wǎng)管運(yùn)營支撐系統(tǒng)（OSS）的融合、編排器對SDN的支持以及依托編排器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動化智能化運(yùn)營的理念。

編排器；網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化；軟件定義網(wǎng)絡(luò)；ETSI；Open-O；ECOMP；OSM；ONAP

1 引言

2012年10月，13家運(yùn)營商在ETSI成立了NFV（network function virtualization，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）工作組（ISG），開展網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化研究、標(biāo)準(zhǔn)制定和產(chǎn)業(yè)推動工作，致力于將虛擬化技術(shù)應(yīng)用于電信領(lǐng)域。

目前，NFV已被業(yè)界普遍認(rèn)定為下一代網(wǎng)絡(luò)的主要方向，也是通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展基礎(chǔ)性的關(guān)鍵技術(shù)，可滿足運(yùn)營商低成本、靈活性和開放性的訴求。軟/硬件解耦采用通用 COTS（commercial off-the-shelf）設(shè)備替換原有電信專用設(shè)備，可以降低運(yùn)營商設(shè)備采購成本，同時NFV帶來的自動化運(yùn)維可降低運(yùn)營商運(yùn)維支出，實(shí)現(xiàn)降本增效。在運(yùn)營商和廠商的共同推動下，NFV逐漸從一個抽象的概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，有了廣泛的試點(diǎn)和一定的部署。運(yùn)營商和廠商也在NFV的發(fā)展進(jìn)程中逐步完成自身的轉(zhuǎn)型。長期看來，引入NFV，運(yùn)營商將面臨大量基礎(chǔ)設(shè)施的改變和管理體系的重建，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)成為NFV發(fā)展過程中的熱點(diǎn)。

NFV系統(tǒng)中軟件、虛擬層和網(wǎng)絡(luò)功能分層解耦，打破了電信行業(yè)原有的“黑盒化”封閉系統(tǒng)，降低了電信準(zhǔn)入門檻，有利于打造更具活力的生態(tài)系統(tǒng)，NFV從根本上改變了CT的發(fā)展生態(tài)。一方面，充分解耦后的碎片化網(wǎng)絡(luò)對運(yùn)營商的管理和運(yùn)維帶來了巨大的挑戰(zhàn)，這需要依賴于新型的管理系統(tǒng)；另一方面，NFV給網(wǎng)絡(luò)帶來極大的靈活性和敏捷性，但是網(wǎng)絡(luò)的靈活性和敏捷性的實(shí)現(xiàn)依賴于新的管理系統(tǒng)和自動化編排系統(tǒng)。NFV體系中引入了全新的 MANO（management and orchestration，管理和編排）系統(tǒng)，編排器（orchestrator）作為其中的核心部件，是網(wǎng)絡(luò)靈活調(diào)整和資源動態(tài)調(diào)度的關(guān)鍵，毫無疑問成為下一代網(wǎng)絡(luò)的“大腦”。

以編排器為核心的未來網(wǎng)絡(luò)管理體系的創(chuàng)建，已成為運(yùn)營商憑借NFV完成網(wǎng)絡(luò)管理和運(yùn)維轉(zhuǎn)型的核心要求，也成為產(chǎn)業(yè)界研究和推動的熱點(diǎn)。

2 編排器的技術(shù)架構(gòu)

ETSI MANO標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)由VIM（virtual infrastructure manager，虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施管理）、VNFM（virtual network function manager，虛擬網(wǎng)絡(luò)功能管理）和 NFVO（network function virtualization orchestrator，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化編排器）組成，分別對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)功能和虛擬資源進(jìn)行管理。NFV系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 NFV系統(tǒng)架構(gòu)

VIM主要負(fù)責(zé)基礎(chǔ)設(shè)施層虛擬化資源、硬件資源的管理、監(jiān)控和故障上報等，面向上層VNFM和NFVO提供虛擬化資源池，負(fù)責(zé)虛擬機(jī)和虛擬網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建和管理。同時，VIM提供虛擬機(jī)鏡像管理功能。VIM通過Nf-Vi接口與NFVI進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)資源的管理；通過Vi-Vnfm和Or-Vi接口向上層提供虛擬層平臺能力。目前，業(yè)界VIM多基于 OpenStack社區(qū)進(jìn)行產(chǎn)品化，且采用OpenStack標(biāo)準(zhǔn)API進(jìn)行互通。

VNFM負(fù)責(zé)VNF的生命周期管理，包括網(wǎng)元創(chuàng)建、擴(kuò)縮容、升級、治愈、回滾、終止等。VNFM通過Or-Vnfm接口將VNF的管理能力提供給NFVO，通過Vi-Vnfm接口完成VNF生命周期所需的虛擬資源操作和監(jiān)控，通過Ve-Vnfm-vnf接口完成對 VNF相關(guān)的配置和管理，通過Ve-Vnfm-em接口向EM暴露網(wǎng)元生命周期管理能力。

NFVO負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的生命周期管理和全局跨域資源調(diào)度。NFVO通過 Or-Vnfm接口控制VNFM 完成網(wǎng)元的創(chuàng)建和生命周期管理，通過Or-Vi接口控制VIM完成虛擬資源的調(diào)度和調(diào)整。

作為運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)管理的“大腦”，業(yè)界編排器的設(shè)計借鑒了NFVO的基礎(chǔ)架構(gòu)，并結(jié)合實(shí)際網(wǎng)絡(luò)管理需求和場景進(jìn)行了不同程度的擴(kuò)充和變種，并在模塊實(shí)現(xiàn)層面呈現(xiàn)一定規(guī)律。在管理范疇上，在ETSI標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)考慮了與網(wǎng)元應(yīng)用層管理的協(xié)同和SDN的支持；在模塊設(shè)計上，多分為設(shè)計態(tài)和運(yùn)行態(tài)兩類。兩類模塊協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)整體網(wǎng)絡(luò)的自動化智能化管控。

3 編排器的發(fā)展情況

編排器作為未來網(wǎng)絡(luò)管理的“大腦”，已成為業(yè)界研究和推動的熱點(diǎn)。一方面，ETSI主導(dǎo)了包括編排器在內(nèi)的NFV相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作，同時3GPP SA5、IETF SFC、ITU-T SG13、CCSA等也在進(jìn)行相關(guān)研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作；另一方面，Open-O、ECOMP、OSM（open source MANO）、Tacker（OpenStack）、OpenBaton、Clodify等多個開源組織或項目在編排器領(lǐng)域進(jìn)行開源實(shí)現(xiàn)。

3.1 ETSI標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展

2013年1月，ETSI NFV ISG正式成立，開始NFV相關(guān)研究工作，重點(diǎn)側(cè)重于可行性研究、概念定義等，并于2013年底發(fā)布NFV架構(gòu)框架，作為后續(xù)研究基礎(chǔ)。

2014年底，NFV ISG正式發(fā)布了R1系列規(guī)范，完成了NFV及MANO架構(gòu)定義、接口定義和模型定義。同時，開始R2工作。

R2階段，NFV ISG的工作被劃分到了 IFA（Interface and Architecture）、EVE、REL、SEC、TST組中，IFA工作組主要負(fù)責(zé)MANO相關(guān)接口和模型的具體定義。其中，IFA010定義了MANO各接口的總體需求，IFA005、IFA006、IFA007、IFA008、IFA013分別定義了MANO個接口信息模型，IFA011、IFA014分別定義了VNF分組和NSD，IFA001～I(xiàn)FA004定義了硬件加速相關(guān)內(nèi)容。R2系列規(guī)范于2016年9月完成發(fā)布，R2規(guī)范定義了MANO各接口和模板的信息模型，但尚未對接口協(xié)議和實(shí)現(xiàn)級別的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行定義，無法指導(dǎo)具體接口實(shí)現(xiàn)和異廠商設(shè)備互通。

2016年，ETSI陸續(xù)開展了R3相關(guān)工作，R3工作分為兩部分：第一部分是在原工作組發(fā)布的規(guī)范基礎(chǔ)上做更進(jìn)一步的數(shù)據(jù)模型，這部分工作主要是在2016年5月成立的SOL（Solution）工作組進(jìn)行，截至 2017年 3月，SOL主要針對IFA007、IFA008、IFA011、IFA013、IFA014對應(yīng)的信息模型做數(shù)據(jù)模型定義，其中 VNF分組、VNFD/NSD相關(guān)工作借鑒了OASIS TOSCA模板內(nèi)容；第二部分是面向未來的NFV新功能系列研究報告，這些工作主要在IFA和EVE工作組進(jìn)行，包括NFV支持網(wǎng)絡(luò)切片、MANO自身管理、策略管理、NFVO架構(gòu)分離、計費(fèi)和賬單、多VIM管理、多域管理等，將探索NFV未來的功能擴(kuò)展和發(fā)展方向。

3.2 OSM進(jìn)展

OSM由ETSI主導(dǎo)發(fā)起，于2016年4月正式成立，基于ETSI NFV ISG相關(guān)規(guī)范進(jìn)行開源實(shí)現(xiàn)。截至2017年2月，已有包括7家運(yùn)營商在內(nèi)的共60個會員單位參加。

OSM 的系統(tǒng)架構(gòu)由設(shè)計態(tài)和運(yùn)行態(tài)兩類模塊組成。設(shè)計態(tài)主要用于管理和設(shè)計NS/VNF以及統(tǒng)一GUI；運(yùn)行態(tài)主要用于端到端的服務(wù)編排、NS/VNF實(shí)例的管理、資源管理、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支持，同時支持對接多種 VIM、SDN控制器和專用VNFM。與其他開源項目相比，OSM在架構(gòu)上與ETSI NFV架構(gòu)最為近似，但也已超出了ETSI R2所定義的范疇。

OSM于2016年5月發(fā)布了第一個版本R0，實(shí)現(xiàn)了簡單的 on-boarding能力和可讀性較強(qiáng)的VNFD和NSD，南向支持對接OpenStack和Open VIM，并支持基于SDN的underlay網(wǎng)絡(luò)配置和Web服務(wù)界面。同年10月，OSM發(fā)布了第一個正式版本R1，主要基于ETSI R2規(guī)范進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，同時在擴(kuò)展性方面采用了更加開放的 plugin方式，VIM 方面支持 OpenStack、Open VIM 和VMware，SDN 方面支持 OpenDaylight和Floodlight。支持多站點(diǎn)（multi-site），并在安裝部署和模板方面進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化。同時，OSM參加ETSI的PlugTest項目，與多方VNF和VIM進(jìn)行了對接測試，實(shí)現(xiàn)了 VNF和 NS的on-boarding和catalog管理、NS實(shí)例的創(chuàng)建和刪除以及在運(yùn)行的NS實(shí)例中添加和刪除VNF。

OSM OSG與NFV ISG同樣隸屬于ETSI之下，工作的開展和參與人員具有一定重合性，為兩者間的合作和互助奠定了基礎(chǔ)。在OSM開發(fā)和PlugTest測試過程中，OSM也發(fā)現(xiàn)了ETSI R2規(guī)范100多項相關(guān)問題，對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范做了很好的實(shí)踐、驗證和補(bǔ)充。

3.3 Open-O進(jìn)展

Open-O于2016年2月由MWC發(fā)起倡議，于 2016年 6月在深圳正式成立，成為隸屬于Linux基金會的編排器開源項目，目前已擁有14個會員單位。Open-O致力于打造電信級開源協(xié)同器平臺，其最大的特點(diǎn)是在設(shè)計之初就將 NFV和 SDN放在了同等地位之上，通過全局編排器實(shí)現(xiàn)NFV/SDN協(xié)同的端到端業(yè)務(wù)編排和資源綜合調(diào)度。

Open-O于2016年11月在美國華盛頓發(fā)布了R1 SUN版本，支持家庭場景和企業(yè)場景的vCPE業(yè)務(wù)編排，并于2016年12月與OPNFV Colorado版本完成了 Plugfest集成測試，成為了首個與OPNFV成功對接的MANO開源軟件。目前正在籌劃R2 Mercury版本，計劃將支持VoLTE和增強(qiáng)版vCPE場景，并在策略管理、通用VNFM支持、EMS集成、告警管理、多VIM等方面進(jìn)行增強(qiáng)。

Open-O的系統(tǒng)架構(gòu)由 GS-O、NFV-O、SDN-O、通用服務(wù)和統(tǒng)一TOSCA五大模塊構(gòu)成。各模塊間采用了充分解耦的設(shè)計思路，可作為服務(wù)單獨(dú)使用，GS-O、NFV-O和SDN-O對外均支持通過驅(qū)動方式接入外部系統(tǒng)，最大化地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的開放性。

GS-O由全局服務(wù)生命周期管理、服務(wù)分解、服務(wù)分析和北向接口構(gòu)成，通過全局服務(wù)模板定義端到端服務(wù)，并將其分解為NFV服務(wù)和SDN服務(wù)，交給NFV-O和SDN-O分別執(zhí)行和處理。北向接口提供至 BSS/OSS并接收其業(yè)務(wù)需求。NFV-O基于ETSI的架構(gòu)和信息模型，包含網(wǎng)絡(luò)服務(wù)生命周期管理、NFV資源管理和NFV監(jiān)控服務(wù)。北向提供RESTful接口至GS-O，南向通過驅(qū)動方式與VNFM、SDN控制器和VIM互通。同時，NFV-O提供基礎(chǔ)的告警監(jiān)控和性能統(tǒng)計功能。SDN-O提供跨SDN和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)編排，支持包括設(shè)計、開通和維護(hù)在內(nèi)的全生命周期管理能力，支持underlay網(wǎng)絡(luò)（L3 VPN和L2 VPN）和overlay網(wǎng)絡(luò)（VxLAN、IPSec、VPC、業(yè)務(wù)鏈）場景的業(yè)務(wù)開通。R1版本聚焦于網(wǎng)絡(luò)集成和業(yè)務(wù)自動開通，后續(xù)版本將實(shí)現(xiàn)由動態(tài)模型驅(qū)動的服務(wù)設(shè)計。通用服務(wù)模塊提供 Open-O各組件運(yùn)行所需要的通用能力，即將多個模塊都涉及的業(yè)務(wù)功能抽取出來統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)后提供給其他模塊共用，包括微服務(wù)總線、高可用性、驅(qū)動管理器、日志管理、認(rèn)證管理、外部系統(tǒng)注冊和協(xié)議棧支持。統(tǒng)一TOSCA提供Open-O的平臺級功能，是所有微服務(wù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，包括微服務(wù)總線、各微服務(wù)通用的HA、日志記錄和收集、通用的各種類型的驅(qū)動管理等。Open-O通過統(tǒng)一的GUI門戶界面對外提供交互，并考慮了整套系統(tǒng)匹配的測試驗證環(huán)境。

3.4 ECOMP進(jìn)展

AT&T于2013年12月發(fā)布了Domain2.0白皮書，并希望通過該計劃打造下一代網(wǎng)絡(luò)并實(shí)現(xiàn)公司的文化變遷，即將公司轉(zhuǎn)型成所謂軟件公司。而作為AIC（AT&T Integrated Cloud）支柱之一的ECOMP（Enhanced Control，Orchestration，Management & Policy），將成為其公司轉(zhuǎn)型，并于2020年實(shí)現(xiàn)75%的網(wǎng)絡(luò)虛擬化這一目標(biāo)的關(guān)鍵。ECOMP是一個編排器更大的體系，涵蓋了 OSS的大部分功能，希望實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)行和編排。ECOMP起初并非開源項目，2016年3月，AT&T發(fā)布了ECOMP架構(gòu)白皮書，業(yè)界才對其內(nèi)部有了一定了解。在業(yè)界環(huán)境的影響下，2016年7月AT&T決定將ECOMP開源，并于2017年2月1日正式宣布開源，與Open-O一樣隸屬于Linux基金會旗下。

目前Open-O和ECOMP已經(jīng)正式宣布兩者將整合成為一個統(tǒng)一的社區(qū)——ONAP（Open Network Automation Platform），

3.5 ONAP

2017年2月23日，Linux基金會宣布ONAP正式成立，該項目由開源編排器領(lǐng)域最重要的兩個項目——ECOMP和Open-O合并而成，凝集了業(yè)界最具影響力的運(yùn)營商和設(shè)備商參與。成立后已有包括中國移動、AT&T、華為、愛立信等在內(nèi)的多家白金會員和銀牌會員參與。

ECOMP和Open-O均是面向SDN/NFV技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同器，定位接近。Open-O由中國運(yùn)營商和設(shè)備商主導(dǎo)發(fā)起，同時吸引了國際領(lǐng)先的 CT和IT廠商參與；ECOMP由AT&T聯(lián)合廠商自主開發(fā)，起步較早且已經(jīng)部分商用部署。兩者在定位和技術(shù)架構(gòu)上存在合并的可能性，在需求方面具有極強(qiáng)的互補(bǔ)性，ECOMP于2017年2月選擇在Linux基金會正式開源，也為其Open-O的合并創(chuàng)造了基礎(chǔ)。

新的合并社區(qū) ONAP項目采用了中立的名字，基于兩個項目的已有成果采用融合的開放技術(shù)架構(gòu)和公平的管理架構(gòu)，避免了少數(shù)成員壟斷話語權(quán)，為后續(xù)進(jìn)行技術(shù)融合與協(xié)同創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。目前項目內(nèi)正在就管理架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)融合進(jìn)行磨合和分析，相信強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手的ONAP將會成為未來編排器領(lǐng)域最重要的開源力量。

4 編排器發(fā)展的關(guān)鍵問題

4.1 編排器中標(biāo)準(zhǔn)和開源的關(guān)系

NFV概念誕生于CT領(lǐng)域，但卻帶有顯著的IT烙印，NFV尤其是編排器領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展也完全不同于傳統(tǒng)CT國際標(biāo)準(zhǔn)化為主導(dǎo)的發(fā)展態(tài)勢，帶有IT基因的開源項目在編排器的產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了不可替代的作用。

ETSI作為傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化組織采用了標(biāo)準(zhǔn)制定中常用的分階段方式，從概念和需求出發(fā)完成了R1規(guī)范的定義，而后繼續(xù)進(jìn)行R2的信息模型定義，為業(yè)界描述了清晰的系統(tǒng)架構(gòu)和功能需求，引領(lǐng)了 NFV其他相關(guān)組織的工作，并成為開源項目和廠商設(shè)備實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。但需要注意的是，ETSI NFV架構(gòu)中的內(nèi)容并不都是全新創(chuàng)造的技術(shù)領(lǐng)域，尤其在NFVI云平臺和編排器方面都面臨業(yè)界已有的成熟產(chǎn)品和開源項目的挑戰(zhàn)。

NFVI云平臺的相關(guān)技術(shù)實(shí)質(zhì)是虛擬化和云計算，這在IT領(lǐng)域已有超過10年的實(shí)踐并誕生了諸如AWS、VMware、OpenStack等成功的產(chǎn)品和開源項目。以O(shè)penStack為例，其在2010年由NASA和Rackspace將已有系統(tǒng)開源所形成，并在其后一年的時間內(nèi)由42個組成成員的95名開發(fā)者迅速發(fā)展到80個組織成員的1 200多名開發(fā)者。早在ETSI R2規(guī)范完成之前，OpenStack已經(jīng)具備了基本滿足ETSI VIM的能力，并成為業(yè)界多數(shù)供應(yīng)商VIM產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，OpenStack API也大有取代ETSI IFA005、IFA006的定義而成為VIM北向接口事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的趨勢，這也迫使ETSI成立特別工作組（STF）對ETSI標(biāo)準(zhǔn)和OpenStack進(jìn)行分析，用以確定VIM北向接口R3規(guī)范的制定思路。STF的工作計劃在2017年9月才會有初步結(jié)論，屆時相信ETSI與OpenStack的合作和融合將會成為趨勢。

另一個例子是ETSI標(biāo)準(zhǔn)中NSD、VNFD的定義，NS和VNF作為NFV最重要的管理對象，其表述模板的定義將對整個生命周期管理、NFVO/VNFM的設(shè)計以及對外暴露的API產(chǎn)生重要影響。在這方面，原在IT領(lǐng)域用于資源架構(gòu)描述的OASIS社區(qū)TOSCA模板在2015年針對NFV需求進(jìn)行了NSD和VNFD定義，這部分工作早于ETSI R3的相關(guān)工作。目前，ETSI已與OASIS展開密切合作，SOL工作組與 VNF分組和NSD/VNFD相關(guān)的項目將采用與OASIS TOSCA一致的定義。

編排器領(lǐng)域更是如此，由于與運(yùn)營商實(shí)際的運(yùn)維管理需求密切相關(guān)，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)無法滿足眾多運(yùn)營商的各異需求并解決其面臨的實(shí)際問題；同時，編排器作為運(yùn)營商自身網(wǎng)絡(luò)的管理系統(tǒng)，不存在跨運(yùn)營商互聯(lián)互通的需求，因此開源項目在這個領(lǐng)域大方異彩，以IT的工作方式對標(biāo)準(zhǔn)工作和運(yùn)營需求進(jìn)行快速實(shí)現(xiàn)和驗證。在實(shí)踐的過程中，開源社區(qū)還將其挖掘出的新需求和標(biāo)準(zhǔn)修改建議反饋到標(biāo)準(zhǔn)組織中，對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了補(bǔ)充和優(yōu)化。

開源社區(qū)具有強(qiáng)者越強(qiáng)的特點(diǎn)，吸納最廣泛的參與者和最優(yōu)秀的開發(fā)人員，保持社區(qū)活躍度和影響力是開源社區(qū)成功的關(guān)鍵。從這方面來講，ONAP集合了Open-O與ECOMP兩個旗幟項目的優(yōu)勢資源，未來必將在開源編排器領(lǐng)域發(fā)揮其重要作用和影響力。

NFV涉及領(lǐng)域眾多，標(biāo)準(zhǔn)和開源將以合作互補(bǔ)的關(guān)系共同發(fā)展。帶有CT烙印的標(biāo)準(zhǔn)化將繼續(xù)在整體邏輯架構(gòu)和功能需求方面引導(dǎo)開源社區(qū)和供應(yīng)商設(shè)備實(shí)現(xiàn)，并解決具有強(qiáng)互聯(lián)互通特性的領(lǐng)域；而具備IT基因的開源項目則可針對需求逐點(diǎn)擊破、快速實(shí)現(xiàn)，尤其在運(yùn)營商個性化程度高的編排器領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢，同時其實(shí)踐成果也對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效的反饋和補(bǔ)充。標(biāo)準(zhǔn)和開源將在NFV領(lǐng)域相互協(xié)作，共同推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與成熟。

4.2 編排器與網(wǎng)管OSS的關(guān)系

標(biāo)準(zhǔn)定義的編排器關(guān)注生命周期管理和資源調(diào)度，與VNF應(yīng)用層管理無關(guān)。但在運(yùn)營商實(shí)際運(yùn)維中，網(wǎng)絡(luò)的變化和資源的調(diào)整需求往往源于業(yè)務(wù)層面，同時業(yè)務(wù)的控制和分析也離不開對資源層面的了解，兩者有著復(fù)雜的聯(lián)系，往往難以通過一個互通接口完成系統(tǒng)整合。這就需要編排器與OSS/EMS進(jìn)行深度的融合，形成統(tǒng)一的未來網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，ECOMP在設(shè)計之初就已將EMS功能納入其中，體現(xiàn)了其業(yè)務(wù)與資源統(tǒng)籌管理的思路。

此外，編排器所提供的能力對于運(yùn)營商傳統(tǒng)OSS來說是全新的，通過原有OSS升級來支持傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和NFV網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理，實(shí)質(zhì)上更像是將傳統(tǒng)OSS和編排器生硬地堆積在了一起。同時，NFV網(wǎng)絡(luò)中編排器與資源層的分層管理對運(yùn)營商運(yùn)維人員來說也需要全新的能力，從這個角度來看，初期在網(wǎng)管角度將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和NFV網(wǎng)絡(luò)分開，分別由OSS和編排器進(jìn)行管理，在資源管理和大數(shù)據(jù)分析層面對兩者匯總、統(tǒng)一分析和呈現(xiàn)，或?qū)⒊蔀檫\(yùn)營商N(yùn)FV商用初期的選擇。

4.3 編排器與SDN及控制器的關(guān)系

隨著新技術(shù)的引入，電信網(wǎng)絡(luò)將變?yōu)橛尚滦蛿?shù)據(jù)中心的節(jié)點(diǎn)和高速網(wǎng)絡(luò)連接的連線組成的“星盤格”，其中數(shù)據(jù)中心將承載電信網(wǎng)絡(luò)功能，以NFV技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的快速部署和靈活組成；高速網(wǎng)絡(luò)連接將提供節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)交換，以SDN技術(shù)為核心，自動化匹配業(yè)務(wù)調(diào)整所帶來的鏈路調(diào)整需求。單獨(dú)的 NFV編排和SDN編排都無法實(shí)現(xiàn)運(yùn)營商最終業(yè)務(wù)的快速上線和調(diào)整。

隨著電信業(yè)務(wù)的發(fā)展和5G相關(guān)需求的提出，電信網(wǎng)絡(luò)將面臨更多的業(yè)務(wù)場景和網(wǎng)絡(luò)切片，其中任何一點(diǎn)都需要NFV和SDN的協(xié)同進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。因此，編排器的定位應(yīng)在NFV管理編排和SDN控制器之上，NFV管理編排實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)功能和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的部署和生命周期控制，而SDN控制器實(shí)現(xiàn)了上述對象對外暴露的端點(diǎn)之間的連接，并對數(shù)據(jù)的流量流向進(jìn)行控制。編排器在 NFV/SDN之上對端到端的業(yè)務(wù)場景負(fù)責(zé)，并將其拆解為NFV和SDN所理解的管理對象，控制兩者協(xié)同完成端到端業(yè)務(wù)的部署和控制。在 NFV/SDN協(xié)同方面，Open-O提出的GS-O高層設(shè)計架構(gòu)試圖給出答案，值得業(yè)界關(guān)注和借鑒。

4.4 編排器成為網(wǎng)絡(luò)自動化智能化運(yùn)營的核心

隨著電信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，運(yùn)營商面對的是一個高度復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，由于低下的運(yùn)維效率和為保障電信業(yè)務(wù)可靠性而帶來的巨大運(yùn)維開支，以專用電信設(shè)備為管理對象的“基于突發(fā)的故障”和“主觀經(jīng)驗”運(yùn)維模式已逐漸走向末路。NFV/SDN將電信網(wǎng)絡(luò)變?yōu)椤败浘W(wǎng)絡(luò)”，在技術(shù)層面為運(yùn)營能力的提升創(chuàng)造了條件；同時，更加模塊化的網(wǎng)絡(luò)也對運(yùn)營商的運(yùn)營能力提出了更高的要求。從運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營體驗角度出發(fā)，ETSI也于2017年2月成立了ENI（Experiential Networked Intelligence）ISG，聚焦于新技術(shù)下運(yùn)營商自動化、智能化運(yùn)營的探索。

未來網(wǎng)絡(luò)自動化、智能化運(yùn)營將以網(wǎng)絡(luò)設(shè)計態(tài)和閉環(huán)控制為核心。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計態(tài)的重點(diǎn)是將現(xiàn)在運(yùn)營商的業(yè)務(wù)技術(shù)方案和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案連同其運(yùn)維的方法用標(biāo)準(zhǔn)的形式化語言描述為模板和策略，編排器基于這些模板和策略，對技術(shù)方案和建設(shè)方案進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，大大增加部署和調(diào)整的效率，并且具備“可復(fù)制”的屬性，徹底改變運(yùn)營商現(xiàn)有的建設(shè)和運(yùn)營流程，帶來運(yùn)營商能力的全面提升。這其中，模板和策略的定義和不斷優(yōu)化將會是一個持續(xù)的過程。

以大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)為核心的自動調(diào)整和優(yōu)化過程在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的實(shí)踐已從量變發(fā)展到質(zhì)變，深刻影響了現(xiàn)代人的生活，顛覆了很多原有的“常識性”認(rèn)知，運(yùn)營商也試圖將其應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營領(lǐng)域。NFV方面，編排器將獲得虛擬功能所對應(yīng)的物理資源、虛擬資源、業(yè)務(wù)應(yīng)用層全量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)；SDN方面，作為流控制的核心，將獲得關(guān)于網(wǎng)絡(luò)連接和流量的全部數(shù)據(jù)，如果能將這些數(shù)據(jù)加以統(tǒng)一分析，閉環(huán)反饋至網(wǎng)絡(luò)設(shè)計態(tài)系統(tǒng)，指導(dǎo)和不斷優(yōu)化當(dāng)前模板和策略，將從排除主觀經(jīng)驗的科學(xué)角度逐步最優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和運(yùn)營。

編排器作為未來網(wǎng)絡(luò)管理的“大腦”，將從網(wǎng)絡(luò)設(shè)計態(tài)和閉環(huán)控制方面進(jìn)行增強(qiáng)，成為未來網(wǎng)絡(luò)自動化、智能化運(yùn)營的核心。

5 結(jié)束語

加速向下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展是由業(yè)務(wù)需求和技術(shù)發(fā)展兩方面共同驅(qū)動的必然。在發(fā)展下一代網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與轉(zhuǎn)型已經(jīng)初露端倪。編排器是SDN和NFV發(fā)展中的關(guān)鍵，也是網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)靈活性和敏捷性的基礎(chǔ)。目前編排器處于技術(shù)發(fā)展的高峰期和應(yīng)用的早期，大量技術(shù)問題需要解決，我國已經(jīng)在這方面占有了先機(jī)。然而，編排器背后配套的組織管理變革和文化技能變革才是背后的決定性力量，任重而道遠(yuǎn)。

[1] ETSI. Network functions virtualisation (NFV); management and orchestration[EB/OL]. [2017?02?20]. http://www.etsi.org/ deliver/etsi_gs/NFV-MAN/001_099/001/01.01.01_60/gs_NFV-MAN001v010101p.pdf.

[2] ETSI. Network functions virtualisation (NFV); architectural framework[EB/OL]. [2017?02?20]. http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/ NFV/001_099/002/01.02.01_60/gs_NFV002v010201p.pdf.

[3] ETSI. Network functions virtualisation (NFV); terminology for main concepts in NFV[EB/OL]. [2017?02?20]. http://www. etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV/001_099/003/01.02.01_60/gs_ NFV003v010201p.pdf.

[4] ETSI. Network functions virtualisation (NFV); management and orchestration; functional requirements specification[EB/OL]. [2017?02?20]. http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV-IFA/001_ 099/010/02.02.01_60/gs_NFV-IFA010v020201p.pdf.

[5] Open-O. Technology[EB/OL]. [2017?02?20]. http://www.open-o.org/ technology.

[6] AT&T. ECOMP (enhanced control, orchestration, management & policy) architecture white paper[S/OL]. [2017?02?20]. http://about.att.com/content/dam/snrdocs/ecomp.pdf.

[7] ETSI. An ETSI OSM community white paper, OSM release one a technical overview[S/OL]. [2017?02?20]. https://osm.etsi.org/images/ OSM-Whitepaper-TechContent-ReleaseONE-FINAL.pdf.

趙鵬（1987?），男，中國移動通信有限公司研究院中級工程師，主要研究方向為核心網(wǎng)、NFV等。

段曉東（1977?），男，中國移動通信有限公司研究院網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所所長、高級工程師，主要研究方向為5G、下一代網(wǎng)絡(luò)等。

Key of SDN/NFV development: development and challenge of orchestrator

ZHAO Peng, DUAN Xiaodong
China Mobile Research Institute, Beijing 100053, China

Network function virtualization (NFV) and software defined networking (SDN) have been widely recognized as the main direction of the development of the next generation telecom network, and as the brain of the future network, orchestrator is the key for the operators to manage the network flexibly and maximize the advantages of new technologies. Firstly, the core position of orchestrator in the next generation network was described, and the technical architecture of orchestrator was introduced. Then, the development of orchestrator in the perspective of standardization and open source were introduced and analyzed. Finally, the relationship between standardization and open source was elaborated, including the integration of orchestrator and OSS, the support of orchestrator for SDN and the idea to realize the intelligent and automatic network operation relying on orchestrator.

orchestrator, network function virtualization, software defined networking, ETSI, Open-O, ECOMP, OSM, ONAP

TN91

A

10.11959/j.issn.1000?0801.2017098

2017?02?20；

2017?03?31