目前,NFV的主要目標是實現傳統網絡、網元設備的軟硬件分離、網元功能的軟件化、可以進行云化、按需動態伸縮、自動化部署和編排以及將來實現智能化網絡運營。
采用商用軟件和自主研發各有利弊
NFV的總體趨勢是底層硬件實現相對通用化,采用虛擬化技術、容器技術、分布式架構技術,實現對底層通用設備的共享、調度、彈性和可擴展,向上為VNF(虛擬網絡功能,即網絡功能的軟件實現形式)按需提供自動化配置的資源,這意味著NFV具備三個方面的關鍵特征。
第一,網絡功能軟件化。未來的網絡功能升級、增強都是通過軟件完成的,不需要(或者很少需要)底層硬件的升級或擴容,因此VNF軟件才是未來網絡發展的焦點,VNF的微服務化、分布式架構改造、開源化、自主研發、Devops是未來的發展趨勢,但當前VNF技術基本還是掌控在電信設備商手中,運營商幾乎沒有能力染指。
第二,構建統一的NFVI資源池體系。服務于全網的云化(雖然不同的網元對NFVI有差異化的需求,但并不影響NFVI的跨專業統一規劃、建設與運維,只是從資源的具體部署方面必然存在不同專業網絡一定的資源“隔離性”,例如部署在不同層次的DC)。NFVI是當前運營商認為的可以實現成本降低的主要希望,但實際上除了集約化帶來的電力成本降低以及機房空間節省外,從基礎設施角度看是否降低成本難以評估(傳統網絡設備難以嚴格區分硬件和軟件的成本),需要綜合考慮服務器/存儲/網絡新建成本,以及NFV軟件、HA、災備、機房改造等總體成本,軟件將占據很重要的成本,對于運營商來說軟件如果不是自主研發,就只有依靠通用化、規模化甚至標準化才有可能降低成本。
第三,引入新型的管理體系。實現對VNF、VR(虛擬資源)以及PR(物理資源)的監控、配置、管理以及更高層次的網絡服務編排等,這部分目前是由NFV架構中的MANO來完成,在ETSI定義的MANO架構中,MANO由NFVO(NFV Orchestration)、VNFM(VNF Manager)以及VIM(Virtual Infrastructure Management)組成,分別完成網絡服務編排與管理,VNF管理以及NFVI資源管理等功能。
在以上所述三個方面中,NFVI、VNF、MANO是NFV架構中的關鍵組成,以軟件實現為主,從利于快速部署、規模化、成本最低化、業務連續性和迭代創新能力等方面考慮,運營商是采用商業產品還是選擇自主研發目前存在一定的矛盾。
自主研發的好處是可以基于自身的需求進行快速定制化開發和實現迭代式優化與演進發展,而不是受制于廠商,不需要進行復雜的解耦、兼容性測試和集成,而且長遠看能夠實現成本的持續降低,有利于自身的可持續創新和發展,借助NFV/SDN發展機遇實現真正的轉型。但傳統運營商并沒有軟件研發的基因,從機制、文化、流程、組織架構等方面難以較短時間內培育打造一支有競爭力的軟件研發和運營團隊,以支持運營商網絡軟件化的發展需要,難以實現全面的網絡軟件自主研發;而采用商業化軟件帶來的好處是可以實現快速規模化部署,成熟度和可靠性高,但成本也會較高,而且依賴廠商帶來的周期性更新,難以實現快速定制與迭代式發展,目前看廠商的網絡軟件仍然是高度封閉的,與傳統網絡設備發展模式幾乎沒有差異,運營商仍然受制于設備商和第三方軟件商,長期發展能力和空間有限。
運營商自主研發實力尚薄
目前,對國內的運營商而言,還不具備條件全面采用自主研發的軟件,需要基于需求、定位、資源以及自身能力,有的放矢地選擇部分核心和關鍵組件,采用自主研發模式或者深度合作研發模式推進NFV的發展。筆者認為應該從以下三大系統軟件入手。
第一,NFVI。打造一個統一的面向NFV的規模化云資源池體系,是運營商網絡云化的基礎和關鍵,因此,NFVI是較長時間內運營商工作與投資的重點,其中NFVI軟件又是重中之重,目前主要以虛擬化軟件(Hypervisor)為主,未來還包括容器技術、分布式軟件技術等軟件定義技術。
Hypervisor自主研發的好處是未來可以全網統一Hypervisor,有利于全網資源的統一共享與調度,更利于減少兼容問題和降低集成復雜度,對于像運營商來說,NFVI必然是規模龐大的,簡單評估一下就會知道自主研發長遠看是否降低成本。目前大部分廠商都是基于開源KVM進行商業化定制和優化,特別是針對NFV轉發性能要求高的特點,各個廠商都做了針對性的優化,這部分工作仍然難度相當大,尤其是規模化應用難度大,需要投入的資源和時間較多。
運營商技術基礎和人才積累不足,目前完全采用自主研發Hypervisor并不現實(至少要投入100人左右,而且需要經過長時間的大規模驗證)。但是采用第三方Hypervisor也面臨巨大的挑戰,各個廠商的Hypervisor與各自的VIM甚至VNF存在耦合與捆綁,形成各自的“小王國”,不同廠商Hypervisor難以互通,需要大量的規范、測試和后期的部署集成工作,而且也很難針對運營商的個性需求進行定制開發。對于Hypervisor,自主研發的窗口期已經過去,運營商一方面當前應采取減少現網Hypervisor的型號和版本的策略(同一資源池節點建議只采用一種Hypervisor,全網建議不要超過2種Hypervisor),另一方面可在新技術(例如容器技術)方面進行儲備,并且逐步引入自主研發軟件。
第二,VNFs。各類網元原來都是軟硬件一體化的,運營商對網元的內部實現機制并不熟悉,也沒有真正去探究網元設備軟件系統該如何實現,大部分網元功能軟件目前對于運營商來說還沒有可能采取自主研發來實現,但對于運營商而言,NFV也不能停留于僅僅實現基礎設施的統一和共享,VNFs是運營商必然要去逐步攻克的,否則實現軟件化只是表面的工夫。這部分需要運營商逐步去積累和投入,至少要具備能力去推動VNF軟件的開放和架構重構,了解VNF軟件的實現細節,推動VNF微服務化,為將來實現分布式和容器化部署打下基礎,在能力具備后,應深度介入甚至自主研發部分VNF軟件(例如NAT、FW、CDN、DPI等)。
第三,MANO。如前所述,MANO是由NFVO、VNFM和VIM組成的,當前VNFM與VNF是強關系的(VNF并不開放,VNF開放后可實現通用VNFM)、VIM與hypervisor也是強關系的(當前可基于廠商VIM或Hypervisor開放的接口實現通用VIM功能),目前大部分運營商選擇與OSS關系緊密、與網絡業務關系較大的NFVO進行自主研發。
NFVO的復雜度決定于VNFM是通過NFVO還是直接與VIM交互,同時也決定于NFVO的功能定位,僅僅是實現基于VNFM和VIM的聚合呈現與管理,還是端到端的業務編排,包括對VNFM、VIM以及SDN控制器的全面掌控,實現VNF/VNFC(VNF的組件)、資源(軟件、模板、虛擬化資源以及硬件)和網絡連接的統一管理和編排。長遠來說,運營商應完全掌控MANO管理體系(涉及到VNFM和VIM的統一),近期以NFVO自主研發為主(適配不同廠商的VNFM和VIM)。當然即使是NFVO,對于運營商來說完全采用自主研發系統近期也還無法做到,自主研發的NFVO需要經過現網的考驗,功能不斷迭代完善,探索運營維護機制,初期很可能采用商業化NFVO和自主研發NFVO并存的方案。
對于運營商而言,NFV整體可靠性、故障檢測與自愈,以及可擴展性等運營能力十分重要,這是運營商的核心掌控點,應是重點研究和自主研發的對象。運營商也可以探索與相關廠商與提供商進行深度聯合研發,建立相應的研究、開發、運營的聯動機制,同時探索相應的規劃、建設、采購新模式。