SDN/NFV正在全球電信網(wǎng)絡(luò)中掀起重構(gòu)熱潮。作為顛覆性技術(shù)，SDN/NFV的出現(xiàn)從根本上改變了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)體系。SDN重新定義了控制集中的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，而NFV則意味著資源的重新配置，同時(shí)帶來(lái)了運(yùn)維和采購(gòu)方式的轉(zhuǎn)變。有觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為，以SDN/NFV技術(shù)為基礎(chǔ)、以云數(shù)據(jù)中心為核心載體的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，是運(yùn)營(yíng)商向輕資產(chǎn)型、互聯(lián)網(wǎng)公司、跨界經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)型的有效手段。目前，包括運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商在內(nèi)的業(yè)界多方，正在積極推動(dòng)SDN/NFV的發(fā)展……
NFV技術(shù)作為當(dāng)前ICT領(lǐng)域熱門(mén)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一，其技術(shù)架構(gòu)和特征契合運(yùn)營(yíng)商互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型、降本增效的需求。隨著技術(shù)和產(chǎn)品的不斷成熟，NFV技術(shù)勢(shì)必在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中大有可為。
應(yīng)需而生的NFV
NFV（Network ns Virtualization）即網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，通過(guò)利用IT虛擬化技術(shù)，采用通用的標(biāo)準(zhǔn)化硬件設(shè)備，包括大容量的服務(wù)器、存儲(chǔ)和交換機(jī)等，承載現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)中的各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)功能，滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)商及企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的各種功能需求。
NFV的概念最早由一些國(guó)際領(lǐng)先的電信運(yùn)營(yíng)商在2012年聯(lián)合提出。運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)采用大量的專(zhuān)用硬件設(shè)備，通常價(jià)格昂貴，部署維護(hù)也較復(fù)雜。同時(shí)，專(zhuān)有硬件設(shè)備在滿(mǎn)足新業(yè)務(wù)需求時(shí)，從規(guī)劃開(kāi)發(fā)到部署上線(xiàn)的響應(yīng)周期較長(zhǎng)，大大限制了運(yùn)營(yíng)商在業(yè)務(wù)功能方面快速部署及技術(shù)創(chuàng)新的能力。隨著虛擬化技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，運(yùn)營(yíng)商希望也可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行虛擬化，能夠隨時(shí)隨地按需部署，不受專(zhuān)用設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞南拗啤?/p>
由此，NFV的理念應(yīng)運(yùn)而生。在NFV的概念中，網(wǎng)絡(luò)功能基于軟件的實(shí)現(xiàn)方式，部署在通用的硬件之上，打破專(zhuān)有硬件對(duì)網(wǎng)絡(luò)的限制，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的靈活加載、遷移，在不同的位置上按需部署。NFV技術(shù)的引入，將加快網(wǎng)絡(luò)部署和調(diào)整的速度，降低業(yè)務(wù)上線(xiàn)的復(fù)雜度，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的統(tǒng)一化、通用化等，從整體上降低運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的CAPEX和OPEX，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商效益和效率的雙提升。
NFV和SDN的異同與融合
SDN（Software-defined Networking）即軟件定義網(wǎng)絡(luò)，作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)常與NFV一起被提及。在SDN概念中，強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)層控制面與轉(zhuǎn)發(fā)面的分離，側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)連接的控制；而在NFV的理念中，強(qiáng)調(diào)的是網(wǎng)絡(luò)功能的軟件與硬件分離，更側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)功能的實(shí)現(xiàn)。
NFV和SDN兩者可以融合應(yīng)用、相互補(bǔ)充，但并不完全互相依賴(lài)。NFV可以?xún)H依賴(lài)于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)部署，而不用借助SDN的理念。不過(guò)，當(dāng)兩者技術(shù)方案進(jìn)行結(jié)合使用時(shí)，可以產(chǎn)生潛在的疊加增值效應(yīng)。通過(guò)SDN技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與轉(zhuǎn)發(fā)面的分離，從而提高NFV技術(shù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)現(xiàn)的性能，提供對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)更好的兼容性，并實(shí)現(xiàn)運(yùn)維工作的便利性。
總工點(diǎn)評(píng)：
在云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下，電信運(yùn)營(yíng)商一直尋求通過(guò)技術(shù)革新進(jìn)行轉(zhuǎn)型，抓住業(yè)務(wù)發(fā)展的新機(jī)遇。同時(shí)，能夠降低CAPEX和OPEX，提高運(yùn)營(yíng)效率，實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約。NFV概念的提出，正是符合了運(yùn)營(yíng)商當(dāng)下發(fā)展的需求。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化，將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的靈活部署，促進(jìn)運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)快速發(fā)展，進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)成本，為運(yùn)營(yíng)商的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供機(jī)會(huì)。當(dāng)前，NFV技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始在國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行試驗(yàn)部署。隨著技術(shù)和產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展與成熟，我們有理由相信NFV將會(huì)為電信運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)更大的價(jià)值。
——江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院總工程師袁源
NFV在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中加速落地
NFV的概念由電信運(yùn)營(yíng)商提出，設(shè)計(jì)之初即為運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)環(huán)境考慮。當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)承載了多種不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)功能錯(cuò)綜復(fù)雜。NFV的引入，需要從網(wǎng)絡(luò)功能對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)能力和計(jì)算能力兩方面的要求去考慮。對(duì)計(jì)算能力要求越高、對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)能力要求越低的網(wǎng)絡(luò)功能，更適合優(yōu)先進(jìn)行NFV化。隨著技術(shù)的發(fā)展和成熟，NFV未來(lái)的潛在應(yīng)用場(chǎng)景將會(huì)擴(kuò)展到運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)角落。目前，一些應(yīng)用場(chǎng)景已得到了廣泛的認(rèn)同，主要包括：云數(shù)據(jù)中心、核心網(wǎng)、城域網(wǎng)業(yè)務(wù)邊緣和無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)等。
云數(shù)據(jù)中心
當(dāng)前，運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)中心正處于資源池化和云化的進(jìn)程中，虛擬化技術(shù)的部署使得數(shù)據(jù)中心的計(jì)算、存儲(chǔ)等資源得以抽象化和池化，滿(mǎn)足資源的更大限度共享和靈活調(diào)用部署。但在網(wǎng)絡(luò)資源方面，仍無(wú)法較好地實(shí)現(xiàn)資源的靈活調(diào)度。為滿(mǎn)足用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)功能的需求，如虛擬路由、VPN、網(wǎng)絡(luò)加速和安全服務(wù)等，通常是通過(guò)購(gòu)買(mǎi)各種專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
多租戶(hù)的業(yè)務(wù)環(huán)境下，云數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)越來(lái)越復(fù)雜化。數(shù)據(jù)報(bào)文在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳遞時(shí)，需要經(jīng)過(guò)各種各樣的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，才能保證向用戶(hù)提供安全、快速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，典型的包括防火墻、負(fù)載均衡、入侵檢測(cè)等網(wǎng)絡(luò)功能節(jié)點(diǎn)。通常的做法是將數(shù)據(jù)流量根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯的要求，按照既定順序穿過(guò)這些網(wǎng)絡(luò)功能節(jié)點(diǎn)。由于這些網(wǎng)絡(luò)功能節(jié)點(diǎn)都采用專(zhuān)用硬件單獨(dú)承載，作為一種固定的形式加入網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲校渴鸱绞胶懿混`活。隨著NFV的引入，網(wǎng)絡(luò)功能被抽象化，采用虛擬化設(shè)備的承載方式使得業(yè)務(wù)編排更加靈活。運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)用戶(hù)的個(gè)性化需求，創(chuàng)建服務(wù)鏈，部署各功能節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)邏輯，根據(jù)業(yè)務(wù)特征將需要進(jìn)入服務(wù)鏈處理的用戶(hù)業(yè)務(wù)流量引入服務(wù)鏈中進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)面向業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)功能部署以及業(yè)務(wù)流量處理，突破傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)涞闹萍s，讓網(wǎng)絡(luò)的部署方式更為靈活，更符合云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的業(yè)務(wù)發(fā)展需求。
在數(shù)據(jù)中心引入NFV技術(shù)，將原來(lái)運(yùn)行在專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的這些網(wǎng)絡(luò)功能，運(yùn)用虛擬化技術(shù)部署到通用標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)器上，以一臺(tái)或多臺(tái)虛擬機(jī)的形式展現(xiàn)，在降低資金成本的同時(shí)提高整體的靈活性。NFV技術(shù)的部署，允許數(shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)進(jìn)行重新配置，在通用標(biāo)準(zhǔn)化硬件上實(shí)時(shí)地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)功能和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的擴(kuò)展。由于數(shù)據(jù)中心將使用虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備替代專(zhuān)用硬件設(shè)備，從而降低了采購(gòu)成本，以及電源、空調(diào)、機(jī)架空間等各類(lèi)硬性條件的要求。此外，網(wǎng)絡(luò)功能的配置和調(diào)整都在虛擬設(shè)備中進(jìn)行，降低了對(duì)運(yùn)維管理的要求，更方便進(jìn)行故障的定位和排除。
核心網(wǎng)
運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)網(wǎng)元種類(lèi)繁多，硬件資源難以共享，普遍的硬件資源利用率較低，性能的提升通常依賴(lài)于硬件的更新替換。由于軟硬件緊耦合，新業(yè)務(wù)引入困難，開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)。此外，核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的工作量較大，升級(jí)和擴(kuò)容復(fù)雜度高。
借助NFV技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)彈性的云化核心網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)實(shí)現(xiàn)硬件平臺(tái)的歸一化，從而簡(jiǎn)化設(shè)備種類(lèi)，減少備品備件的儲(chǔ)備。利用虛擬化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件資源的細(xì)粒度分配，大大提高資源利用率。網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化部署方式也使得業(yè)務(wù)部署周期大大縮短，提升運(yùn)營(yíng)商對(duì)于市場(chǎng)的反應(yīng)能力，真正提升運(yùn)營(yíng)商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
在核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，控制面功能網(wǎng)元主要需求是計(jì)算資源，并且一些設(shè)備已經(jīng)部署在x86架構(gòu)上。IMS網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元IT化程度較高，網(wǎng)元之間接口也是IP化實(shí)現(xiàn)，具有較早引入NFV技術(shù)的優(yōu)先條件。EPC單個(gè)網(wǎng)元的網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)的統(tǒng)一，較好地解決運(yùn)營(yíng)商成本增加的問(wèn)題。
城域網(wǎng)業(yè)務(wù)邊緣
隨著增值業(yè)務(wù)的部署和發(fā)展，傳統(tǒng)的城域網(wǎng)邊緣設(shè)備越來(lái)越顯現(xiàn)出業(yè)務(wù)能力弱、新增業(yè)務(wù)功能開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)等問(wèn)題。隨著NFV技術(shù)的發(fā)展，可以通過(guò)部署x86架構(gòu)下的虛擬CPE（VCPE）和虛擬BRAS（VBRAS）等虛擬網(wǎng)絡(luò)功能節(jié)點(diǎn)，使得運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)邊緣的設(shè)備能力得以靈活擴(kuò)展。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可以將新的業(yè)務(wù)功能作為軟件化模塊直接下發(fā)到邊緣硬件設(shè)備上，而取代原有硬件淘汰的方式，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活部署，降低硬件更新?lián)Q代成本。
通過(guò)VCPE的部署，在用戶(hù)家庭側(cè)僅部署簡(jiǎn)單的二層接入設(shè)備，原有用戶(hù)家庭接入網(wǎng)關(guān)的高級(jí)功能集中在匯聚節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，這種部署方式將大大降低客戶(hù)端的投資和維護(hù)成本。同時(shí)，布局家庭網(wǎng)絡(luò)入口，通過(guò)在VCPE上進(jìn)行視頻點(diǎn)播、云存儲(chǔ)等業(yè)務(wù)的引入，實(shí)現(xiàn)增值業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，達(dá)到降本增效的雙重效果。此外，運(yùn)營(yíng)商將可以在不用實(shí)際去現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)和更換硬件的情況下，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)新業(yè)務(wù)和服務(wù)的部署，大大提升業(yè)務(wù)開(kāi)通效率。
BRAS作為綜合多業(yè)務(wù)接入邊緣的核心設(shè)備，當(dāng)前通常通過(guò)固定的模式進(jìn)行擴(kuò)容建設(shè)，無(wú)法形成資源的有效共享，鏈路和帶寬的利用率都不高。通過(guò)NFV技術(shù)的引入，將BRAS作為虛擬網(wǎng)絡(luò)功能部署在標(biāo)準(zhǔn)x86服務(wù)器上，可以通過(guò)平滑擴(kuò)展的方式實(shí)現(xiàn)計(jì)算和轉(zhuǎn)發(fā)能力的靈活擴(kuò)展。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)創(chuàng)建、設(shè)備能力的開(kāi)放，大大減少業(yè)務(wù)推出時(shí)間。運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)自身業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，向用戶(hù)提供差異化的增值業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代價(jià)值的提升。
無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)
面對(duì)包括移動(dòng)視頻在內(nèi)的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的爆炸式增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)商無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)已越來(lái)越難以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。通過(guò)引入NFV技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)功能的虛擬化，采用標(biāo)準(zhǔn)化的軟硬件設(shè)備，可以有效地降低系統(tǒng)投入成本，加快新技術(shù)和業(yè)務(wù)更新步伐，幫助運(yùn)營(yíng)商有效應(yīng)對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的競(jìng)爭(zhēng)。
虛擬無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)基于通用標(biāo)準(zhǔn)化硬件之上的部署方式，實(shí)現(xiàn)集中部署的BBU池，通過(guò)高速的光傳輸網(wǎng)絡(luò)滿(mǎn)足和遠(yuǎn)端RRU設(shè)備的互聯(lián)通信需求。利用虛擬化管理層可以為上層業(yè)務(wù)提供統(tǒng)一的抽象化虛擬硬件資源，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量的動(dòng)態(tài)靈活配置，針對(duì)不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型提供個(gè)性化的虛擬資源，從而滿(mǎn)足各類(lèi)業(yè)務(wù)不同的服務(wù)需求。
此外，開(kāi)放式的架構(gòu)可以為第三方應(yīng)用提供通用的平臺(tái)，為各類(lèi)邊緣應(yīng)用的融合提供可能，提高終端用戶(hù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的感知體驗(yàn)。這將改變運(yùn)營(yíng)商基于傳統(tǒng)封閉平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)模式，為運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)增值提供空間。
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商紛紛跟進(jìn)NFV技術(shù)的進(jìn)展，針對(duì)一些應(yīng)用場(chǎng)景已開(kāi)展驗(yàn)證性測(cè)試工作。隨著技術(shù)研究的深入和產(chǎn)品成熟度的提升，NFV的應(yīng)用將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展到運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的其他領(lǐng)域，如OSS/BSS業(yè)務(wù)系統(tǒng)、AAA服務(wù)器等，為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)降本增效的雙重效益。
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