目前,風生水起的NFV代表了“軟件化”、“云化“、“服務化”等網絡發展趨勢。其中“軟件化”代表網元形態的發展趨勢,未來的網元將以“軟件”形態存在;“云化”代表網元基礎設施承載的發展趨勢,從“專有”硬件、煙囪式承載向通用、統一的云基礎設施承載發展;“服務化”代表著網絡未來向客戶提供的方式發生變化,將提供開放、標準的服務化界面。
NFV概念之所以被提出來,是由于云計算發展到較為成熟的階段,軟件定義網絡概念興起,這讓全球運營商幾乎一致地(美國電信運營商AT&T最早開始踐行NFV)選擇NFV作為網絡演進的方向,NFV的理念就是將傳統網絡功能從封閉的專有硬件中分離出來,以軟件的形態(VNF,Virtual Network Function)存在,并承載于統一的云基礎設施之上(NFVI,即NFV Infrastructure——NFV基礎設施),同時為了更好地部署、承載和管理各類VNF,引入MANO(Management and Orchestration)管理架構,增強了網元實例生命周期管理以及網絡服務(Network Service)編排和管理能力,實現自動化的網絡服務部署與管理。
NFV成本優勢仍待商榷
對于運營商而言,部署NFV主要有兩大目標:第一,節省成本;第二 ,實現業務的敏捷部署和彈性伸縮。
業界普遍認為NFV可以為運營商帶來成本的降低,但這可能是一個偽命題,如果認為NFV一定能夠帶來成本的降低,那可能是誤解。運營商網絡成本一般包括CAPEX(整體設備成本)和OPEX(包括運維人員、機房分散、電力等成本),由于傳統網絡網元采用專有硬件,CAPEX和OPEX較高。但是經過NFV化后,軟硬分離,硬件可由云基礎設施統一承載(通用X86),成本可以有效降低,同時在規模集約化和自動化能力提升下,運營成本也可有效降低。
但是,運營商對現有網絡進行云化,大部分都是新增的投資,CAPEX包括硬件成本(X86服務器、存儲設備、接入/核心交換機等網絡設備)、軟件成本(例如Hypervisor、SDN、SDS等軟件、MANO組件、VNF等軟件License成本)、基礎設施成本(為承載NFV網元而進行CO機房改造的成本,為實現備份、HA、容災、安全需要付出的軟硬件成本以及網絡建設成本)等,能夠節省的只有部分OPEX運營成本(用電和人工等,可退出部分機房空間)。
因此,要實現NFV成本的降低,需要從硬件、軟件、基礎設施以及運營等多個方面加以考慮,實現NFV的解耦(至少VNF、虛擬化軟件、硬件三層解耦)、軟硬件通用化(非個性化與定制化的捆綁式產品)、規模化與集約化(體現規模效應、可統一管控與調度)、自動化(基于自動化軟件工具實現監控、部署與調度)才有可能實現成本的實質性降低。由于電信級網元的特定要求(例如SLA、性能等),目前業界的NFV方案在這幾個方面都有較大差距,因此很難體現成本優勢。
另外,對于運營商來說,現有存量網元如果為了NFV化而采用NFV技術,為實現云化指標而進行遷移,在網絡架構中引入大量定制化和捆綁性軟硬件,形成各種“煙囪式”資源池,TCO成本上反而可能更高。即使是針對擴容或者新建(例如提供VoLTE業務的vIMS)而先行部署NFV,成本上是否有優勢,目前也是需要商榷的。
業務快速部署限制條件多
除了對降低成本的期望,運營商部署NFV的第二個目標就是實現業務的敏捷部署和彈性伸縮。
業界通常認為,即使成本上不能節省,但NFV可以讓運營商變得跟互聯網公司一樣,即借助NFV實現業務快速部署并升級網絡,未來也可以實現迭代式開發網絡業務(例如將來引入Docker、Kubernetes等容器技術),能夠彈性滿足業務發展需要。上述說法聽起來很有吸引力,但要真正實現這些優勢需要不少條件和限制。
首先,彈性部署與伸縮需求主要針對的還是競爭劇烈、創新性強、業務發展不確定、突發性強的業務,目前運營商存量網元支撐的業務并不具備這些特征。其次,彈性伸縮有一定的技術架構要求,一方面要求云資源具備橫向擴展能力甚至是跨DC的擴展以實現真正的全局彈性(否則,在類似CO單節點資源有限情況下,彈性只能是Scale Up,難以實現橫向的Scale out),同時業務本身架構也要具備橫向伸縮能力,才能真正發揮資源池的橫向伸縮能力,目前大部分業務(VNF)仍然是傳統的軟件架構設計,難以做到Scale Out。
再次,要實現快速部署和彈性伸縮,需要資源池具備一定的規模,具備彈性擴展和按需部署的資源空間,這要求資源全局可調度和部署,對資源布局、網絡條件、資源管理和調度(至少在省域內)要求較高。
并且,網絡是一種端到端的業務,需要考慮端到端的彈性協同(終端、接入網、城域網、骨干網、核心網/業務平臺等),僅是某個網絡節點彈性,并不能保障端到端的彈性。
最后,快速部署和彈性需要改變運營商現有的規劃和建設模式。NFV下,運營商本質上仍然是采購軟硬件部署“網絡”,仍然是按照傳統規劃方式實現NFVI資源和VNF License的擴容,從規劃、建設和部署上無法支持所謂的“敏捷和彈性”。
綜上所述,NFV作為發展趨勢,對于運營商來說,提供了一個“潛力”,在統一云架構部署和升級業務可以比以前更快(理論上可以只升級VNF軟件),在理想狀態下,可以借助NFV實現網絡業務的自動化部署和智能化管理。同時,NFV也為運營商提供了自主研發的可能,創造了網絡開放的更好條件,提供了一定的網絡平臺化和創新增值空間。另外,未來5G、物聯網和大視頻時代,業務彈性需求可能要高得多,NFV肯定要比現在固化網絡更能滿足發展需要,因此引入NFV是勢在必行。
但是必須強調的是,運營商并非采取了NFV就能實現低成本和彈性能力,仍然要通過規模化、集約化和通用化實現成本降低,在VNF軟件架構、云資源池體系甚至端到端網絡上實現彈性,同時從網絡規劃和建設模式進行改變,才能做到真正意義上的“敏捷部署、彈性伸縮”。
總之,運營商應避免為了云化而云化,帶來“七國八制”和新的垂直“煙囪式”網絡架構,應該在總體架構和引入策略確定的情況下,以規模化、集約化、自動化為目標,把握和控制好NFV引入的節奏。
作者系 中國電信北京研究院網絡規劃中心主任 饒少陽