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发布时间 2019/03/08 16:49:46 最后回复 wosakaka 2019/12/26 17:36:23 版块 智能云网
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NFV与SDN有什么关系2.1 SDN对NFV有什么价值SDN(Software Defined Network)即软件定义网络,开放网络基金会(ONF)将软件定义网络定义为三个特征:l   控制平面与转发平面分离l   控制平面集中化l   网络可编程SDN给网络带来的变化和价值包括以下几点:l   控制平面与转发平面分离,实现控制平面与转发平面的松耦合,SDN控制器多样化的南向接口与多种类网络硬件对接,摆脱了传统通信设备软硬件紧耦合、封闭的束缚,使得单一控制面控制多种类硬件设备成为可能,同时使得网络设备通用化在理论上成为可能。l   集中控制相比让控制器具备了全局拓扑和全网运行状态信息,设备的配置具有全局关联性和上下文一致性,使得单一控制面实现多节点统一控制和配置成为可能,集中控制也为SDN网络可编程提供了前提条件。l   SDN网络可编程属性,解决了过去网络静态配置,与业务没有直接关联,无法根据上层业务需求动态调整的不足,上层业务或者云平台可以通过SDN控制器北向接口对网络进行编程。SDN的上述三个特征是相辅相成的,SDN网络使得多种类网络设备可以更灵活的组网,集中配置和控制,上层业务可以根据业务需求动态的调整网络配置,更好的满足业务部署要求。由上述SDN的特点可以看出,与NFV关注单个网元的实现不同,SDN侧重是面向整个网络的部署,如果说NFV更加关注一个点的问题,SDN则是关注面的问题。SDN可以很好的解决前文提到的NFV部署中对于多类型网元的集中控制、网元之间连接创建、网元动态配置等问题。因此,SDN是NFV架构的必要拼图和补充。SDN和NFV在实际部署中的分工在下图中体现:如图所示,NFV更侧重于VNF虚拟网元的部署,而SDN则为物理网元、虚拟网元提供几种的控制和配置,NFV和SDN的紧密配合,提供完整的网络服务。2.2 SDN和NFV怎么配合使用上文谈到SDN对NFV而言是个重要补充,而NFV实际应用中和SDN的分工和配合是目前该领域一个重要课题。当前运营商网络中NFV的部署一般集中在数据中心和网络边缘,数据中心区域内容易实现计算、存储和网络设备的规模化部署并实现资源虚拟化,有利于大规模部署计算密集型VNF网元,例如无线业务核心网元vEPC,网关设备vBNG。网络边缘主要是vCPE的部署,作为多功能用户接入网元使用。运营商的业务往往是端到端部署的,NFV网络服务需要贯穿接入网络、广域网和数据中心,因此NFV部署除了需要解决VNF的实现,还需要解决端到端的网络连接。整体而言,SDN作为一个模块集成到NFV架构中,为NFV架构中的上层模块提供网络资源管理、控制和配置的功能。在数据中心内部,SDN作为NFV VIM的一部分实现对数据中心内部NFVI中网络设备的控制,并配合计算、存储资源管理平台(如OpenStack)向上层的VNFM和NFVO组件提供虚拟化资源管理和配置服务。在数据中心之外网络,SDN则提供传统网络的集中控制和配置功能,为NFVO提供接口分配、连接建立、策略配置等功能,实现广域网络与数据中心网络、接入节点的对接,为上层业务提供端到端的网络服务。整体的部署见下图:如上图所示,数据中心内部的SDN控制器作为网络资源专用VIM模块实现NFVI中虚拟网络设备和物理网络设备集中控制,SDN控制器通过北向接口与OpenStack Neutron模块对接,继而由Neutron模块为上层的NFV MANO模块提供接口。广域网SDN控制器负责数据中心外部网络的集中控制和配置,并提供北向接口与NFV Orchestrator对接,由此实现广域网和数据中心内部网元的统一控制和配置,为端到端网络服务提供基础。下图是数据中心内部SDN控制器作为VIM的网络资源管理组件,与计算、存储资源管理组件(OpenStack)以及NFVI的接口关系。
发布时间 2019/03/08 16:49:46 最后回复 wosakaka 2019/12/26 17:36:23 版块 智能云网
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1.3 NFV主要应用场景NFV的愿景是应用于电信网络中任意的场景,替代各类网元设备。电信的网元种类多样,电信网络中的网元类型很多,有侧重计算密集型的(以处理信令和协议为主),也有侧重转发性能的。从NFV的应用类型来看,当前NFV应用主要是计算密集型的网元,随着CPU处理网络报文性能的提高,才可能逐步覆盖那些侧重转发的网元。从NFV的场景分类,NFV主要应用于以下场景:l  数据中心:云计算是当前数据中心发展方向,NFV所采用的基础技术与云计算是通用的,因此具天然的云计算特性。NFV在云计算数据中心主要的应用形态是vSwitch、vRouter、vFW、vLB等网元。l  Gi-LAN:当前核心网网元主要的功能是信令和协议处理,这与当前NFV硬件性能比较匹配,另外核心网网元通常集中部署,便于在集中的虚拟化资源上部署。当前NFV实验和试商用的热点集中在移动网络核心网节点vEPC和IP语音核心网元vIMS。l  城域POP节点:城域网POP节点是运营商业务提供的重要节点,信令和协议处理需求较大的网元如BRAS和MSE是当前NFV改造的重点。目前vBNG/vBRAS/vMSE是NFV应用的热点。l  用户接入节点:传统的运营商用户接入节点具有多种网元设备需求、要求远程管理和配置能力、接入节点数量庞大、单节点业务处理能力要求较低等特点。NFV能够较好的解决上述问题,满足运营商集中部署和维护、单一硬件平台实现多种网元部署,降低硬件采购和维护成本等要求。因此vCPE是当前NFV重要应用。随着NFV的成熟和性能进一步提升,未来NFV还可以在移动回传网络,城域网等应用场景部署。目前运营商网络仍然是NFV部署的最重要场景,随着NFV技术和产业的进一步成熟,未来NFV还可能应用于企业网络等其他市场。
发布时间 2019/03/08 16:49:46 最后回复 wosakaka 2019/12/26 17:36:23 版块 智能云网
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1.2 NFV架构解读NFV的准制定工作主要由ETSINFV ISG(产业规范组)负责,自2012年提出NFV概念至今,NFV标准化工作一直在持续进行,NFV架构也更加成熟。NFV的参考架构如下图所示:同当前的网络架构(专用通信设备网络+OSS系统)相比,NFV从纵向和横向上进行了解构,从纵向看NFV标架构分为三层:l  基础设施层:NFVI是NFV Infrastructure的简称,底层物理硬件设备包括标准的服务器、存储和网络设备,NFVI需要将物理计算/存储/交换资源通过虚拟化技术转换为虚拟的计算/存储/交换资源池。NFVI指的是底层硬件和由此形成的虚拟化资源的总称。l  虚拟网络层:虚拟网络层对应的就是目前各个电信网络,每个物理网元映射为一个虚拟网元VNF(virtual network function),VNF所需资源需要分解为虚拟的计算/存储/交换资源,由NFVI来承载,VNF之间的接口依然采用传统网络定义的信令接口,VNF的业务网管依然采用NE(网元)-EMS(网元管理)-NMS(网络管理)网管体系。l  运营支撑层:运营支撑层就是目前的OSS/BSS系统,需要为虚拟化进行必要的修改和调整。从横向看,NFV标准架构分为两个域,即业务网络域和管理编排域。l  业务网络域:就是上文提到的三个层级的电信网络,沿袭现有的层次划分和网管体系。l  管理编排域:同传统网络最大区别就是,NFV增加了一个管理编排域,简称MANO,MANO负责对整个NFVI资源的管理和编排,负责业务网络和NFVI资源的映射和关联,负责OSS业务资源流程的实施等,MANO内部包括VIM,VNFM和NFV Orchestrator三个实体,分别完成对NFVI,VNF和NS(NetworkService:即业务网络提供的网络服务)三个层次的管理。按照NFV的定义,一个业务网络可以分解为一组VNF和VNFL(VNF Link),表示为VNF-FG(VNF Forwarding Graph),然后每个VNF可以分解为一组VNFC(VNFComponet)和内部连接图,每个VNFC映射为一个VM;对于每个VNFL,对应着一个连接,需要分配一定的链路资源(流量,QoS,路由等参数)。上述业务编排由NFV orchestrator完成,通过这样的编排流程,一个业务网络可以通过NFVO分解,并传递到VNFM模块进行虚拟网元的创建和生命周期管理,VNF对应虚拟资源等资源由VIM分配。以上是ETSI定义的NFV标准架构和模块组成,NFV的实现中,NFV架构的多个模块有可能融合在一个软件平台上实现,也可以使独立部署,尤其是MANO部分的各个模块目前各个设备商的实现方式存在较大差异。各个模块的具体功能如下表:   层次      网元      英文全称      中文全称      功能说明     OSS/BSS及协同层    OSS/BSS    Operations Support System/Business Support System    运营支撑系统/业务支撑系统    运营商业务支撑和运维支撑系统    NFVO    Network Functions Virtualization Orchestrator    网络功能虚拟化编排    业务生命周期管理:提供跨数据中心的资源调度能力,提供跨厂商的业务生命周期管理能力,包括业务部署/扩容/缩容/下线    虚拟化网络功能层    EMS    Element management system    网元管理系统    整合应用层和资源层故障监控&定界,保持现有网管的管理能力,可统一管理云化和非云化网元    VNF    Virtualized Network Function    虚拟网络功能    支持云化的网元应用,由VM组成    VNFM    VNF Manager    VNF管理器    网元的生命周期管理:提供包括部署/扩容/缩容/下线等自动化能力    虚拟化资源架构层    NFVI    Network Functions Virtualization Infrastructure    网络功能虚拟化基础设施    云化网络(I层),提供对计算、存储和网络等基础资源的访问    VIM    Virtualised Infrastructure Manager    虚拟基础设置管理器    I层厂商提供的I层资源分配和管理功能  NFV各个层次和模块之间采用标准化接口,接口标准化是NFV实现软硬件解耦和开放性的保障,也是目前ETSI NFV ISG的工作重点之一,目前接口功能的定义已经明确,但标准化工作仍在进行,下表是NFV各层次接口功能说明:   接口类型      功能描述     Ve_Vnfm    VNFM与VNF之间的接口,实现VNF生命周期管理、VNF配置、VNF性能和故障管理。    Vi-Vnfm    提供业务应用管理系统/业务编排系统与虚拟化层管理软件之间交互接口。  业务应用管理系统可以执行网元生命周期管理和虚拟网络系统优化。业务编排系统可以协同编排网元实现端到端业务。    Nf-Vi    虚拟化层管理软件与基础设施之间的接口,提供NFVI虚拟计算、存储和网络系统管理;虚拟基础架构配置和连接;系统利用率、性能监控和故障管理。    Vn-Nf    虚拟机与I层基础设施之间的接口,确保虚拟机可以部署在I层基础设施上,满足性能、可靠性和可扩展性要求。I层基础设施提供虚拟机操作系统兼容性要求。    Vi-Ha    虚拟化层与基础硬件之间的接口,虚拟化层提供基础硬件兼容性要求。  
发布时间 2019/03/08 16:49:46 最后回复 wosakaka 2019/12/26 17:36:23 版块 智能云网
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1、NFV是什么1.1 NFV的背景和含义1.1 NFV的背景和含义NFV即网络功能虚拟化(Network Function Virtualization)在2012年由全球13大知名电信网络运营商提出,并得到标准和开源组织、设备厂商的积极响应。NFV基本理念是基于标准的X86架构服务器、通用存储和交换机等硬件平台,利用虚拟化技术,在虚拟化硬件资源上承载各类功能的软件,从而实现网络功能虚拟化,由虚拟的网元替代传统的通信设备。一项技术的产生并商用都是市场和技术两大推动力共同作用的结果,从市场角度看,NFV的产生背景是运营商当前面临的一系列挑战,随着移动互联网的兴起,传统电信运营商的语音、短信等业务被各类互联网应用不断冲击和侵蚀。运营商面临的竞争环境和竞争对手发生改变,运营商必须在商业模式、营销模式、研发模式、运营模式、服务模式等全方面做出改变。业务的创新和改变,需要敏捷的电信网络作为支撑。另一方面,传统的电信网络投资和运营成本居高不下,具体表现为通信设备成本偏高、硬件种类繁多、部署运维复杂。在这一大背景下,以新的技术体系重构电信网络成为广大运营商的强烈诉求。从技术角度看,云计算业务的发展让虚拟化技术、资源管理和运营等技术得以成熟,并让通用化的X86架构服务器和存储设备等硬件形成完整的产业链,云计算的浪潮也促进各类开源软件社区的发展。这些软硬件技术以及相关产业的发展和成熟,是NFV从一个概念转化为产品和一项产业的技术基础。为了更好的理解NFV的特点,可以将NFV和传统的网络设备进行比较,具体见下表:   NFV关键特征      NFV      传统网络设备     采用通用硬件    NFV采用标准的X86服务器、通用存储和交换网络设备    传统网元设备都是专用设备,通用性差    软硬件解耦    软硬件解耦,软件功能化模块化,不依赖专用硬件    软硬件紧耦合,网元设备软件功能依赖特定硬件    开放性    通用的硬件平台和标准化接口,有利于多方合作构建开放的生态系统    传统网元设备是专用的,封闭程度高,很难引入第三方合作伙伴    网络更弹性    采用通用硬件和资源虚拟化技术,可以根据业务需求动态调整软硬件部署    传统网元用专用设备,无法采用虚拟化技术实现资源共享和弹性伸缩    设备功能更新方便    用于采用通用硬件,设备更新主要是软件更新,更新周期短    传统网络设备升级需要软硬件同时开发,设备更新和部署时间长    自动化运维    硬件资源虚拟化,运维更加自动化、智能化    传统网络是预先规划,通过命令行或者网管系统手动或者半手动配置,网元的更新替换流程复杂    网络与业务关联紧密    NFV网络的部署由业务驱动,实现统一编排和部署    传统网络相对独立,业务需求向网络传递慢,网络响应周期长  如上所述,NFV的目标是通过通用化的硬件,网络功能软件化,采用云计算相关的资源虚拟化技术和业务编排、运维技术,实现运营商网络的重构。