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NFV理想與現實系列（四）

編者按：NFV網絡架構的部署，為網絡資源實現靈活調度奠定了基礎。而基于網絡的靈活調度能力，全球電信運營商都在嘗試創新產品形態，滿足用戶個性化需求，降低用戶使用成本，從而充分挖掘網絡潛在市場空間。但是近年來才開始出現的NFV技術，基于運營商現網推出的商用產品較少，是否真正能夠實現成本降低、打造彈性網絡尚無定論。

云計算本質是一種基于互聯網訪問的IT服務能力，它具備按需隨選的特點，具有良好的可視化體驗，同時還具有經濟性。按需分配以及彈性伸縮是云最為重要的特征，這種特點意味著云計算不僅可以及時滿足各種需求，而且可以動態滿足需求的變化

彈性伸縮特性使網絡成本降低

筆者先解釋一下什么是云計算的按需分配以及彈性伸縮。以虛擬機為例，如這個時刻網絡需要5個虛擬機，下一時刻增加到10個虛擬機，再下一時刻僅需要3個虛擬機，傳統的IT模式很難滿足這種動態伸縮需求，這種伸縮稱為Scale Out/In，適合于原生云應用。而另一種伸縮體現在虛擬機本身資源能力的擴大和縮小，例如這一刻需要4vCPU/8G的虛擬機，下一刻擴大到8vCPU/16G，再下一刻回到4vCPU/8G，還可能包括虛擬機硬盤的伸縮，在這種伸縮的實際操作中，資源擴大比較容易，資源縮小則比較困難，通常不建議操作，這種伸縮稱為Scale Up/Down，比較適用于傳統IT平臺，另外這種彈性伸縮一般是自動化的，不需要或很少需要人為干涉，由監控系統監控資源負載情況，基于預先定義的策略自動去調度資源、擴展和回收資源（對于Scale Up/Down這種伸縮在自動化伸縮情況下極其容易出現問題）。

彈性伸縮這種特性對于互聯網/移動互聯網類應用是至為重要的，而要實現彈性伸縮就要求資源池共享程度高。資源池具有較大的規模，能夠實現較好的“錯峰填谷”，否則可能造成資源浪費（為了實現擴展，資源冗余度過高）或彈性不足（冗余不足，難以實現按需擴展）。

除了彈性伸縮，云計算還具有經濟性和低門檻的特點，成本優勢是云計算之所以大獲成功的關鍵之一，成本的降低促使中小企業和個人使用IT的門檻也隨之降低（按需彈性也降低了用戶使用云的門檻）。而云計算之所以有成本上的巨大優勢，并非簡單地引入虛擬化技術就能實現的（僅僅實現了單物理機的簡單共享能力），而要涉及到全局資源調度能力、產品模型優化（成熟度高的云服務提供商會提供上百種產品規格，以滿足各種用戶需求，避免用戶資源浪費，實際也是資金浪費）、規?；洕?、服務器高度定制化、 軟件定義技術、自動化部署與運維技術、DC機房選址以及制冷電力節能技術的引入等，但集約規模化是最主要的降低成本的手段，有效降低建設、部署、運維的成本。

另外，云計算的應用使得用戶體驗更優，而復雜度降低。傳統IT的部署、應用復雜度都較高，需要專業人員操作，同時準備周期也長，而云計算用戶能夠像使用互聯網應用一樣使用云服務，例如可以自助服務、服務迭代優化、用戶界面友好等，可以將大量的配置和運維工作交給后臺的工程師。

云架構要在集約和分布間平衡

因此，云計算的基礎設施需要盡量集約化和規?；员Ｕ献畲蠡墓蚕?、按需提供資源以及降低成本，但過于集約化和規?；赡軣o法保障最終用戶的訪問體驗，所以需要在集約和分布兩者間實現平衡，為了保證用戶使用體驗，同時還要保證規模化效應。

公有云服務商通常在數據中心的布局上費盡周章，例如AWS（亞馬遜云計算公司）典型的數據中心架構（Region+Available Zone），既要保證有規模，還要離用戶需求更近一些，同時更要保證HA，在這方面AWS為行業（公有云）樹立了標桿，目前大部分公有云提供商都按照AWS的云數據中心架構進行全球布局。

同時，隨著運營商網絡功能虛擬化（NFV）的推進，運營商未來將需要構建面向NFV的規模龐大的云基礎設施（即NFVI），雖然承載的絕大部分將是軟件化的網絡網元，但NFVI的部署同樣面臨著集約化與分布式部署的矛盾。

集約化部署的好處是建設、部署門檻較低，運營、運維成本更低，能夠集中實現冗余和災備，網絡架構較為簡單，管理統一較為容易，但是比較適合于承載計算存儲型的網絡VNF（網絡虛擬化網元），例如vIMS以及網元轉控分離后的控制功能等，不適合于實現接入型、流量型和高轉發型的網元。而例如OLT、BRAS、EPC轉發設備等（嚴格說OLT和BRAS如果實現控制分離，控制功能的NFV可以實現一定的集約），涉及到用戶網絡體驗、網絡架構調整和部署成本等問題。

分布式資源池體系挑戰巨大

因此，運營商的NFVI，無法做到像IT、VAS資源池那樣集約化，需要參考網元現有部署位置以及網元虛擬化特點進行分層部署，甚至實現轉控分離后，轉發功能還需要進一步下沉，以提升用戶體驗，包括滿足未來VR、4K、物聯網以及自動駕駛等對帶寬和時延要求高的業務需求，例如在本地網的邊緣和核心層面的數據中心上進行部署，這樣必然導致運營商NFVI的資源池節點體系非常分散，分布式的資源池體系帶來的挑戰巨大。主要面對的挑戰有以下4點。

第一，本地網目前并沒有合適的可部署NFVI的機房，需要充分利用本地網CO機房進行DC化改造，這帶來CO選址、改造的挑戰（有些CO機房改造成本過高，而新建機房又沒有資源條件）。

第二本地網NFV容量較小，資源池規模較小，這就帶來了大量的分布式的資源池建設問題，資源池的分裂（以及網絡條件限制）難以實現共享和調度，建設部署成本也較高（需要分別進行規劃、設計、集成部署等），同時每個本地網的DC都需要有容災的部署，增加了部署成本，另外在資源的維護上壓力也較大，人工成本較高。

第三，各地部署節奏、需求和CO資源差異較大，這可能帶來的問題是未來NFVI資源池五花八門，很難統一（例如軟硬件廠商類型過多，架構封閉性，自成體系，形成一個個煙囪），如何實現資源池統一部署架構，包括與已有資源池的管理架構融合，將是一個巨大的挑戰。

第四，管理部署和集成難度很大，未來的分散的每個資源池如何實現統一管理、調度和編排，管理層次和架構如何設計（NFVO、VIM、VNFM等），與現有的OSS、網管如何配合和接口，都帶來更多的復雜度。

總而言之，未來的NFV資源池部署既要考慮電信網絡設備特點和網絡架構帶來的分布式部署必然性，又要充分利用云資源池集約化部署優點，充分做好業務和DC規劃，通過包括轉控分離技術、業務流量分離技術（例如將VOIP、ITMS等業務從MSE/BRAS中分流）等技術實現一定的集約，同時也需要從資源池的部署架構（包括備份、容災）和管理架構上進行統一規范，避免因為分布式部署帶來的架構分裂和管理分散，而形成眾多的煙囪式、小規模、封閉式NFVI資源池，同時為將來條件成熟時統一部署NFVI DCI網絡，實現統一調度和業務編排創造基礎條件。