面向NFV的運(yùn)維管理，打造綠色“軟”網(wǎng)絡(luò)

　　NFV網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化是一場正在發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)革命。這場變革借助IT先進(jìn)技術(shù)，將對運(yùn)營商運(yùn)營業(yè)務(wù)產(chǎn)生持久深刻的影響。當(dāng)前，關(guān)于虛擬化和云如何用于電信產(chǎn)業(yè)以改善架構(gòu)與運(yùn)維TCO有頗多論述。從NFV的應(yīng)用上看，早期的工作集中在利用虛擬化能力優(yōu)化硬件，現(xiàn)在則逐漸轉(zhuǎn)向運(yùn)維。

　　NFV重新定義運(yùn)維

　　盡管將某些網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化確實(shí)會帶來CAPEX方面的節(jié)省，然而NFV最大的貢獻(xiàn)并不在此，而是它提供了一種實(shí)現(xiàn)電信能力的新方式，意義遠(yuǎn)不止對當(dāng)前流程的效率優(yōu)化這樣簡單。

　　按照NFV 標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，為便于虛擬資源的動態(tài)管理，特別定義了NFV網(wǎng)管支撐域，實(shí)現(xiàn)虛擬資源管理和調(diào)度、虛擬網(wǎng)元的生命周期管理等功能，該網(wǎng)管支撐域分別由NFVO（Network FuncTIon Virtual Orchestrator）、VNFM（Virtual Network FuncTIon Management）、VIM（Virtual Infrastructure Management）組成。 NFVO 實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的資源管理與調(diào)度；VNFM 實(shí)現(xiàn)虛擬化網(wǎng)元生命周期管理，包括虛擬網(wǎng)元的生成、變更、刪除等；VIM 實(shí)現(xiàn)對虛擬化資源、硬件資源池的統(tǒng)一管理。

　　利用NFV技術(shù)的優(yōu)勢對運(yùn)營商當(dāng)前的運(yùn)維進(jìn)行重新定義需要三個(gè)重要步驟：第一步，詳細(xì)制定當(dāng)前的每一個(gè)流程。第二步，分析哪些是可以實(shí)施自動化（即通過NFV平臺處理）以降低復(fù)雜度。第三步，對運(yùn)維進(jìn)行重新設(shè)計(jì)以便更加簡化和快捷。

　　NFV部署流程與傳統(tǒng)流程在很多方面有所不同。NFV的引入將對現(xiàn)有維護(hù)體系產(chǎn)生較大影響?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)一般按照分專業(yè)維護(hù)的模式（例如無線、交換、數(shù)據(jù)、承載、傳輸?shù)龋總€(gè)專業(yè)維護(hù)的相關(guān)網(wǎng)元包括硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)配置、業(yè)務(wù)質(zhì)量等內(nèi)容。NFV 引入后，維護(hù)體系的變化主要體現(xiàn)在以下兩方面：一是各實(shí)體功能網(wǎng)元演變?yōu)橐攒浖螒B(tài)存在的虛擬網(wǎng)元，傳統(tǒng)分專業(yè)維護(hù)依然存在，但是不再針對設(shè)備硬件進(jìn)行維護(hù)。二是新增加NFV云維護(hù)，針對各數(shù)據(jù)中心NFV 架構(gòu)的虛擬資源管理，包括相應(yīng)的調(diào)度軟件、云資源池硬件、云站點(diǎn)IP 網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)等。

　　由于在部署時(shí)需要專業(yè)的服務(wù)，NFV在部署初期成本會稍高。然而，這是一次性的成本。鑒于運(yùn)營商對這種架構(gòu)越來越熟悉，未來可能用自己的運(yùn)維人員，在本地開展這些工作。有了NFV，應(yīng)用可共享基礎(chǔ)架構(gòu)，所以運(yùn)營商的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)只需熟悉非常有限的一些網(wǎng)元即可。

　　引入NFV平臺不會從根本上改變運(yùn)營商規(guī)劃和獲取軟件的方式。然而NFV在上線測試和創(chuàng)建環(huán)境時(shí)能縮短時(shí)間與降低成本。運(yùn)營商可使用“沙盒”測試環(huán)境，而無需專用設(shè)備。這使得運(yùn)營商能夠創(chuàng)建可并發(fā)執(zhí)行的簡化的測試案例，并減少約三分之一的測試時(shí)間。

　　維護(hù)也是一種OPEX基礎(chǔ)架構(gòu)成本。它與運(yùn)維團(tuán)隊(duì)管理物理架構(gòu)中所包含項(xiàng)目的數(shù)量和特性直接相關(guān)。許多傳統(tǒng)架構(gòu)中的網(wǎng)元需要年度的維護(hù)費(fèi)，包括服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，例如負(fù)載均衡器、交換機(jī)和路由端口。

　　盡管任何NFV系統(tǒng)都會伴隨著許可和維護(hù)費(fèi)用，但相對于傳統(tǒng)方式，授權(quán)費(fèi)用還是會明顯減少。這是因?yàn)樾碌姆绞綄A(chǔ)架構(gòu)中網(wǎng)元的需求要少得多，且當(dāng)容量需要改變時(shí)，NFV平臺可被應(yīng)用且和業(yè)務(wù)共享。

　　NFV生命周期管理方案

　　面向NFV運(yùn)維管理，上海貝爾CloudBand管理系統(tǒng)是業(yè)界首個(gè)專門為運(yùn)營商業(yè)務(wù)NFV虛擬化設(shè)計(jì)的云計(jì)算平臺。CloudBand管理系統(tǒng)，幫助管理員精心安排，自動運(yùn)行和優(yōu)化云平臺以及各種網(wǎng)元與服務(wù)。通過安全的用戶友好界面提供方便的接入方式和管理功能。CloudBand管理系統(tǒng)使運(yùn)營商可以用最低的成本向用戶提供高級服務(wù)，通過各種定制化的優(yōu)化方式滿足運(yùn)營成本、客戶需求以及其他方面的要求，提升業(yè)務(wù)發(fā)布速度，降低CAPEX和OPEX。同時(shí)，CloudBand節(jié)點(diǎn)提供計(jì)算能力、存儲以及網(wǎng)絡(luò)交換所需要的硬件和相關(guān)軟件的節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)廣域云服務(wù)。它可以基于運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)模擴(kuò)展，同時(shí)管理與其他各種公共云、私有云、第三方云平臺的接入。

　　值得一提的是，Nuage Networks作為上海貝爾的SDN產(chǎn)品，可以集成在CloudBand管理系統(tǒng)中，共同形成支撐上層虛擬化業(yè)務(wù)的NFV基礎(chǔ)平臺。

　　虛擬化的網(wǎng)元通過CloudBand管理系統(tǒng)中的Carrier PaaS中間件，部署在云計(jì)算資源池上。Carrier PaaS層遵循TOSCA（Topology and OrchestraTIon SpecificaTIon for Cloud Application）規(guī)定為每一個(gè)應(yīng)用編寫一個(gè)控制腳本，依照控制腳本來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的云化，腳本定義了Carrier PaaS如何實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的部署和運(yùn)行過程中的管理等過程。腳本實(shí)現(xiàn)了若干重要的功能，包括網(wǎng)絡(luò)的配置、安全策略、資源量化等。應(yīng)用云化過程包括控制腳本的編寫、腳本的執(zhí)行以及業(yè)務(wù)的部署等過程，通常腳本需要擁有對資源環(huán)境完全的控制權(quán)限來完成整個(gè)應(yīng)用的云化流程。控制腳本是一組特定的層次化結(jié)構(gòu)的腳本，反映了應(yīng)用程序的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以被Carrier PaaS層解析和執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)在云計(jì)算環(huán)境下應(yīng)用的部署和管理功能。一個(gè)控制腳本由服務(wù)層、應(yīng)用生命周期管理邏輯、自愈規(guī)則、彈性縮放邏輯、監(jiān)控規(guī)則組成。

　　通過一個(gè)簡單的場景，即可了解CloudBand與Nuage SDN是如何協(xié)同工作并支持NFV的（如圖）。第一步，運(yùn)維人員將MME擴(kuò)容指令由5620 SAM網(wǎng)管發(fā)出。第二步，由于vMME建構(gòu)于CloudBand平臺，因此該需求將送至CloudBand管理系統(tǒng)，在CloudBand平臺中，提供眾多的XaaS功能，大部分的NFV功能將使用cPaaS（Carrier-PaaS）提供，與MME對應(yīng)的是vMME cPaaS，cPaaS使用預(yù)先創(chuàng)建的擴(kuò)容腳本來創(chuàng)建虛機(jī)，該腳本定義了虛機(jī)的具體配置及承載的MME功能屬性。第三步，當(dāng)新的vMME虛機(jī)創(chuàng)建成功后，下一步就要將其加入vMME Pool——承載CloudBand Node的Nuage SDN可檢測到新的虛機(jī)生成，并知曉其MME特征，據(jù)此創(chuàng)建新的vMME虛機(jī)與原vMME Pool的連接。第四步，vMME將向5620 SAM回送操作結(jié)果。

　　NFV目前已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)間段，NFV架構(gòu)對于運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)將產(chǎn)生很大的影響，在機(jī)房、設(shè)備管理、故障處理、質(zhì)量保障等方面均提出全新的要求。上海貝爾正在全球范圍內(nèi)與運(yùn)營商展開合作。將把NFV領(lǐng)域世界各國試驗(yàn)、預(yù)商用和商用的經(jīng)驗(yàn)帶到中國，通過不斷完善的CloudBand產(chǎn)品和NFV虛擬化的網(wǎng)元產(chǎn)品、開放的NFV生態(tài)環(huán)境，幫助中國網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和方興未艾的虛擬運(yùn)營商，腳踏實(shí)地地建設(shè)更軟更綠的未來網(wǎng)絡(luò)。