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运营商实施NFV面临困境:选择商业软件还是自研软件?

时间:2023-03-20 10:19:26 科技观察

目前NFV的主要目标是实现传统网络和网元设备的软硬件分离、网元功能软件化、云化、按需动态伸缩、自动部署编排、网络智能化以后的操作。采用商业软件和自主研发各有优缺点。NFV的总体趋势是底层硬件相对通用化,利用虚拟化技术、容器技术、分布式架构技术实现底层通用设备的共享、调度、弹性和可扩展性。按需为VNF(虚拟网络功能,即网络功能的软件实现)提供自动配置的资源,意味着NFV具有三个关键特征。***、基于软件的网络功能。未来网络功能的升级和增强都是通过软件完成的,不需要(或很少)对底层硬件进行升级或扩容。因此,VNF软件是未来网络发展的重点。VNF微服务化、分布式架构改造、开源、自主研发、DevOps是未来的发展趋势,但目前VNF技术基本掌握在电信设备厂商手中,运营商几乎没有能力涉足。二是构建统一的NFVI资源池体系。服务全网云化(虽然不同网元对NFVI有差异化需求,但不影响NFVI的跨专业统一规划、建设和运维,但在资源部署上必须有不同的专业网络.资源的“隔离”,例如部署在不同级别的DC)。NFVI是目前运营商实现降本的主要希望,但实际上,除了集约化带来的电力成本降低和机房空间节省外,很难从基础设施的角度评估是否降本(传统网络设备很难严格区分硬件和软件的成本),需要综合考虑新增服务器/存储/网络的成本,以及NFV软件、HA、容灾、机房改造等的整体成本.软件会占据很重要的成本。对于运营商来说,如果软件不自主研发,只有依靠通用化、规模化甚至标准化,才有可能降低成本。三是引入新的管理体制。实现对VNF、VR(虚拟资源)和PR(物理资源)的监控、配置、管理和上层网络服务编排。这部分目前由NFV架构中的MANO完成。ETSI定义的MANO架构其中,MANO由NFVO(NFVOrchestration)、VNFM(VNFManager)和VIM(VirtualInfrastructureManagement)组成,分别完成网络服务编排和管理、VNF管理和NFVI资源管理的功能.上述三个方面中,NFVI、VNF、MANO是NFV架构的关键组成部分,主要基于软件实现,有利于快速部署、规模化、成本最小化、业务连续性和迭代创新能力。一方面,运营商是采用商用产品还是选择自主研发存在一定的矛盾。自主研发的优势在于可以根据自身需求快速定制开发,实现迭代优化和进化开发,不受厂商约束,不需要复杂的解耦、兼容性测试和集成,在长期内运行它可以实现成本的不断降低,NFV有利于自身的可持续创新发展,并借助NFV/SDN发展机遇实现真正的转型。但传统运营商不具备软件研发的基因,难以在短时间内从机制、文化、流程、组织架构等方面培养和打造一支有竞争力的软件研发运营团队来支撑发展。运营商网络软件需求,难以实现网络软件的全面自主研发;使用商业软件的优势是可以实现快速大规模部署,成熟度和可靠性高,但成本会高,而且依赖厂商带来的周期性更新,难以实现快速定制和迭代发展。目前厂商的网络软件还是高度封闭的,与传统网络设备的开发模式几乎没有区别。运营商仍然受制于设备制造商和第三方软件供应商。长期发展能力和空间有限。运营商的自主研发实力依然薄弱。对于国内运营商来说,目前还不可能完全采用自主研发的软件。研发模式或深度合作研发模式推动了NFV的发展。笔者认为,应该从以下三大系统软件入手。***,NFVI。构建统一的面向NFV的大规模云资源池体系是运营商网络云化的基础和关键。因此,NFVI是运营商长期以来的工作和投资重点,而NFVI软件则是重中之重。目前主要以虚拟化软件(Hypervisor)为主,未来还将包括容器技术、分布式软件技术等软件定义技术。自主研发hypervisor的优势在于,未来hypervisor可以在全网统一,有利于网络资源的统一共享和调度,更有利于减少兼容性问题,降低集成复杂度.对于运营商来说,NFVI一定是规模大、简单。评估之后,你就会知道自主研发从长远来看是否会降低成本。目前大部分厂商都是基于开源的KVM进行商业定制和优化。尤其是对于NFV转发性能的高要求,各厂商都进行了有针对性的优化。这部分工作的难度还是比较大的,尤其是对于大规模的应用。这很困难,需要更多的资源和时间。运营商技术基础和人才积累不足,目前全面采用自研Hypervisor不太现实(至少需要投入100人左右,还需要长期大规模验证)。然而,第三方管理程序的使用也面临着巨大的挑战。各个厂商的hypervisor都与各自的VIM甚至VNF耦合捆绑在一起,形成了各自的“小王国”。不同厂商的hypervisor之间很难相互通信,需要大量的规范、测试和后期部署。集成工作,难以针对运营商的个性化需求进行定制化开发。对于hypervisor来说,自研hypervisor的窗口期已经过去。一方面,运营商应采取策略减少现网hypervisor的型号和版本(建议同一资源池内的节点只使用一个hypervisor,全网建议不超过两个hypervisor)网络)。另一方面,可以保留新技术(如容器技术),逐步引入自研软件。第二,VNF。各种网元本来就是软硬件一体化的。运营商不熟悉网元内部的实现机制,也没有真正探索如何实现网元设备的软件系统。大多数网元功能软件目前还没有提供给运营商使用。不能实施自主研发,但对于运营商而言,NFV不能仅仅停留在基础设施的统一和共享上。运营商必须逐步克服VNF,否则软件的实现只会是表面的。时间。这部分需要运营商逐步积累和投入。至少要有能力推动VNF软件的开放和架构重构,了解VNF软件的实现细节,推动VNF微服务化,为以后的分布式容器化部署打下基础,能力建立后,应该深度参与甚至独立开发一些VNF软件(如NAT、FW、CDN、DPI等)。第三,马诺。如上所述,MANO由NFVO、VNFM和VIM组成。目前VNFM和VNF强关联(VNF没有开放,开启VNF后可以实现一般的VNFM),VIM和hypervisor也强关联(目前基于Vendor的VIM或者hypervisor的开放接口实现一般的VIM功能),而目前大部分运营商都选择与OSS关系密切、与网络服务关系更大的NFVO进行自主研发。NFVO的复杂性取决于VNFM是通过NFVO还是直接与VIM交互。还要看NFVO的功能定位。只是实现基于VNFM和VIM的聚合呈现和管理,或者实现端到端的业务编排,包括VNFM和VIM以及SDN控制器的整体管控,实现VNF/VNFC的统一管理和编排(VNF组件)、资源(软件、模板、虚拟化资源和硬件)和网络连接。长期来看,运营商应全面掌控MANO管理体系(涉及VNFM和VIM的统一),近期重点关注NFVO的自主研发(适配不同厂商的VNFM和VIM)。当然,即使是NFVO,运营商也不可能在短期内全面采用自研系统。自主研发的NFVO需要通过现网的考验,不断迭代完善功能,探索运维机制。商用NFVO很可能在初始阶段被采用。与NFVO自主研发并存的解决方案。对于运营商而言,NFV整体可靠性、故障检测与自愈、可扩展性等运营能力非常重要。这是运营商的核心控制点,应该是重点研究和自主研发的对象。运营商还可以探索与相关厂商、供应商深入联合研发,建立相应的研发、运营联动机制,探索相应的规划、建设、采购新模式。作者:中国电信北京研究院网络规划中心主任|饶少阳