网络通信 频道

中国电信:NFV技术在云化网络中的探索和应用

  【IT168 资讯】11月 29日消息,以 " 新技术 · 新架构 · 新网络 " 为主题的 "GNTC 全球网络技术大会 " 第二天,NFV网络功能虚拟化专场,中国电信北京研究院网络演进与规划中心主任李晨发表了主题演讲。

中国电信:NFV技术在云化网络中的探索和应用

  ▲中国电信北京研究院网络演进与规划中心主任李晨

  演讲实录如下:

  NFV技术带来网络架构的变革,我们原来的那种网络当中的设备,都是一体化的模式,通过专用的硬件,上面跑的专用的平台软件、网络的软件,经过IT化的转变之后,变成软硬解耦的模式,去年我们在做地址池的集中管理,就是按照这种解耦模式去做的,上层我们开发地址管理的系统,通过开放性的接口,和设备厂家共同制订相关的接口标准,去管理相关的网络的设备上的资源。

  随着NFV相关的标准的成熟,我们进行网络的云化的改造,变化地三种架构,也叫解耦的一种架构,从底层来说我们硬件设备采用通用化的模式,然后通过虚拟化软件的一个引入,可以实现资源的虚拟化和云化,上面去承载不同种类的将原有的网络单位,变成网络功能虚拟化的,或者软件化的模式,在整体的资源层面去进行一个承载。然后最上面是我们运维管理模式的层次化,通过引入包括MANO的技术、SDN技术,去实现管理对虚拟网源进行管理。

  总体来说,利用虚拟化技术可以实现各种网络的单元,在统一的硬件平台和业务逻辑的软件下进行解耦,开放了一个架构,逐渐取代网络中私有和专有的封闭网源。我们CTI2025网络重构的架构当中,重要的一个支撑技术之一CTF,这个图是我们发布的CTF2025目标的网络架构,主要分为下面基础设施层,上面是网络功能层,再上面是协同编排层,有开放的接口,面向各种的业务和第三方应用。在基础设施层,我们是希望通过NFV技术的引入,来实现统一的云化的资源池的布局,上面就包括我们各种以前的专用网络当中的,设置到的多类型的网源,通过NFV的引入,实现网源的虚拟化、集约化。在更上一层在协同编排层,通过MANO、NFV实现网络的协同编排和调度,总体来说通过引入NFV这种新型的技术,实现网络的简洁、灵活,并且降低它相关的成本,最终促进网络的一个智能和的转型。

  其实从NFV的部署来说,在运营上角度来说,我们有大量的现有机房和专用设备,以DC为核心的云化的基础设施改造,是NFV部署的一个关键,何为以DC五为核心,就是我们现在面向虚拟化的网源,包括我们实际网源,其实布置在网络DC的架构上,网络DC主要定位面向虚拟化网源和专用硬件设备的综合承载的机房,未来网络DC仍将保持四层的架构,就像图里一样,包括边缘DC,边缘DC对应以前一般的机楼,核心DC,区域DC和我们以前的枢纽楼对应。综合的网络NFV不同阶段,来实现集中或者分布式的一个部署要求,而且结合网络的统一NFVI的基础设施来说,未来主要就是部署在边缘DC、区域DC和核心DC几个层面,能够兼顾网络集中化以及属地化和面向用户的一个非常好的的体验效果。

  从NFV部署层面来说,其实我们也看到三层解耦的模式,是NFV发展当中的一个必然的方向和根本要求,最开始可能我们在研究虚拟化等等相关技术上,采用软硬解耦的方式,它也有好处,可能硬件层面由一个厂家提供,上面软件层面由厂家提供,这样界面分工比较明确、比较简单,运维层面可能稍微简化一些,但是它也有一定的问题,它可能互操作、开放性、生态型差一些。软硬解耦的模式已经基本成熟了。再往前演进是三层解耦的模式,包括硬件、虚拟化层、网源、VNF层、云管平台、编排系统等等,均把它耦合性打开,引入不同的厂家,大家组成一个生态的系统。三层解耦的方式,其实是共享基础的资源,开放网络能力,实现自动化的部署和网络弹性的扩缩容、伸缩的保障,它是符合NFV发展的方向和业界的趋势。同时这种方式也对网络的运维管理,网络的布局、网络怎么样去演进,也提出了若干挑战。

  关于在运营商网络如何引入,包括NFV这种新技术,其实我个人理解,我们希望通过业务和技术的双驱动的方式,作为它的一个关键策略,业务第一要解决我们现有问题,或者满足线网的需求,第二个是要满足用户的实际有一些业务需求的场景,去率先引入,另外要充分考虑技术的成熟度。我们也有几个方面可以率先进行NFV技术引进,一个是面向Volet VMS网络,我们建设支持Volet业务VMS进行线网的试点,其实就是来推进三层解耦的模式。也是结合物联网业务开展我们的虚拟化EPC的相关的验证和试点,建设物联网专网虚拟化EPC的网络。另外一个比较重点的任务,在城域网的边缘如何引入我们的虚拟化vBRAS,来解决我们在小流量大并发场景下线网的需求。另外是在推进其他的在网络边缘和数据中心内引入设备的虚拟化,包括虚拟化的防火墙、虚拟化CPE等等这些方面。

  从技术的可行性来说,一是控制层面的网源,另外是在边缘网络当中的设备,率先引入NFV的技术。从业务角度来说,包括Volet和物联网的EPC和城域网当中的小流量大并发的业务,随着我们也推进的GENFV统一的基础设施,NFAI这种,在它的标准化部署之后,NFV将会进入一个快速的在线网规模部署的相关阶段。究竟NFV的引入对运营商有什么价值?内容有很多方面,我们总结了几个方面,一个是它能降低我们管理和维护的复杂度,网络中的网源采用通用的平台,能够实现平台的统一化,这样能更好的发挥集中化、虚拟化业务的优势能力,能够实现集中部署和维护,和业务的自动化开通等等。第二是能够提升网络资源的利用率,网络虚拟化可以使不同的网源同时共享我们的硬件资源,硬件与网源软件功能进行一个解耦,我们可以把资源更好的去更高效的循环再利用。随着NFV技术引入、虚拟网源的引入,大规模部署以后,设备的成本会实现一定的降低,而且对机房集约化部署,对于电力等等资源的使用也可能更高效一些。

  第三方面,其实它的一个创新性的特点,能缩短的业务推出的时间,降低运营成本,我们也经过了实验,在线网引入虚拟网源之后,业务的部署可以实现从几个月的时间,可能到几天的时间,能够提升市场的反映能力。另外是网络资源的提供,能够从几周可能到几分钟能力拉起一个网源,网络的弹性能力是可以有大幅度提升,这样从我们运营商或者设备商的角度,我们可以更多的聚焦于网络业务的创新,增加相关业务的盈利点。这个是NFV引入对运营商的几方面的价值。

  谈到它的价值,NFV引入也面临一些非常大的挑战,首先从业务建成和部署模式上说,现在底层都是由云资源集约的承载,通过我们的编排器、MANO体系进行编排和管理,就需要网络有相应的能力进行一定的部署。另外来说NFV也是新技术,技术的灵活度和标准化推进的速率也非常快,更迭的也非常快,对于我们来说有更大的技术选择权,另一方面需要更强的技术的集成和技术的预判能力,而且对于标准的相关工作也要进行相关的加强,加强精细化、滚动化的过程,技术角度也提出了一定的挑战。

  从运维角度更有挑战,在解耦的模式下,固定定位更困难,自动化对于运维将来带来的一些新的挑战其实是面临的主要问题,面对这些问题,其实在人才储备方面,从运营商角度来讲,我们CT人才、IT人才的储备,包括CT、IT的融合都提出了更高的要求。我们的性能可靠性来说,虚拟网源是否能达到电信级的5个9的要求,可靠的在虚拟化环境下如何实现等,也是NFV面临的相应挑战。

  通过我们这一年多在NFV方面的一些工作,我们也体会到,NFV对于新型的人才,相当于CT和IT跨界或者融合的人才有一些需求,首先我们在实施网络重构、新型技术的项目当中,需要我们的人具备项目经理的能力,需要具备对新业务的探索,包括产品的分析,包括组织开发、推进、市场运作等等相关的能力。另一方面在IT系统的人才方面,因为毕竟我们引入的虚拟化之后,我们要跟我们现有IT进行一定的融合,进行一定的交互,就需要新业务的统一管理等等这些方面需要我们具备IT相关的知识和相关技能。我们传统的CT方面的技术专家也不可或缺,因为在NFV或者云化的引入当中,网络肯定是一个重中之重,要了解新技术的体系架构,包括网络建模和标准化的模型,才能制订相应标准化的接口,这些方面都需要在CT领域具备相应的技术技能。在软件开发的人才,包括跟踪我们的开源组织,相关的面向自动化的运维体系怎么样进行开发,我们的编排器、控制器,这些方面我们也需要具备一定的软件开发能力,才能适应以NFV为代表的新技术引入到运营商网络当中所需要的能力的要求。

  、在相关的一些领域的探索。首先在城域网虚拟化,我们城域网虚拟化目前首要的工作是在vBRAS引入,vBRAS在我们看来是目前有两种主要的架构,一种是基于X86承载设备之上,有一体化、软件化的vBRAS,还有内部转控单元进行分离的vBRAS,它的特点就是第一网源的形态比较简单,易于集约化的部署和管理,我们可以集中部署在我们线网的城域网当中的一些DC当中,进行集中的管理,应用我们NFV相关的技术进行引入,把这些网源进行一个合理的编排和运维管理。另外一个形态是基于专业硬件的,比如基于NP、白盒以及智能网卡的专业硬件上,控制面可以实现在X86上承载,这种转发性能非常高。但是现在我们面临的问题是转控之间的接口,标准化还没有完全制订完整,而且对于这种专业硬件到底是一个什么样的发展路径,可能是我们未来的演进方向,CU分离式的vBRAS可以作为未来的一个演进方向,需要我们继续的进行跟踪和相关的实验验证。

  从2016年开始我们也进行vBRAS基于X86纯软件vBRAS线网的试点,我们主要做这个工作的初衷是解决我们线网的一些问题,因为我们线网有大量的MSD BRAS专用的硬件设备,他们已经承载了大量的城域网当中的业务,vBRAS的引入是跟需要与线网的MSE或者vBRAS设备进行一个配合或者是一个互补的过程,我们的初衷是解决我们的问题。这个图看到,我们调研了线网中国电信的一些省份,有一些在MSE存在转控不匹配的问题,我们转发的利用率不高,我们控制层面行令层面绘画资源比例非常高,这样就会造成一定资源的浪费。我们将传统的BRAS设备当中占用流量较小的业务,比如线网的ITMS业务等等,迁移到我们集中式部署的软件化的vBRAS上面,它有几个好处,一个是提升现有设备的资源利用率,把转发能力解放出来,另外一个提高新业务的能力,充分利用NFV这种新技术的特点,最终能力实现成本的降低。

  这个图是我们经过一部分的小流量大并发的业务,从现有MSE设备上进行一个数据中心内部的vBRAS上的分流,有一些特点是网源形态比较简单,部署比较容易,技术成熟,具备试商用的条件。针对于vBRAS解耦能力,我们也在实验室进行了验证,我们在通用的服务器的基础上,引入多厂家的虚拟化层,上面承载不同厂家的vBRAS网源,在MANO层面我们也是引入了集团公司的统一VIM云平台,上面是第三方和自研的AFO的系统,遵循的是中国电信vBRAS技术规范,验证主要内容包括vBRAS功能性能和它解耦的能力,并且针对于这种虚拟化网源的测试,我们也创新的引入了自动化的测试编排平台,可以大大地减少在多厂家、多集成的模式下测试的工作量,满足NFV新技术等等对于测试的一个要求。

  另一方面我们在VEPC线网试点的方面,包括以NBLOT为代表的远程抄表的业务,或者EMTE移动性的共享单车的业务,还有我们视频业务,都基于4G的网络切片上,进行我们虚拟化EPC的线网试点,同时也验证虚拟化EPC和传统EPC混合组网的模式,在虚拟化EPC的线网试点当中,也是推进三层解耦的模式进行验证。另一方面我们启动的比较早的是,以Volet业务为代表的虚拟化MS网络,来推进核心网络的重构,主要采用三大区六结点的模式,进行一个集中的部署,满足NFV三层解耦的架构要求,并且是以Volet的业务为切入来逐步引入了我们虚拟化的MS,提供基于CT云资源池的一个融合的承载要求,可以达到很多地可实施的VMSVolet网络端到端的解决方案。

  在自主研发,我们也有一定探索,NFV编排器是运营商或者NFV系统的大脑,我觉得也是运营商需要特别关注的,在NFV里一部分的网源功能,我们自主研发了一套系统,也是充分利用我们的开源进行二次开发,与VIM互通,已经与华三、中兴厂家的VFM进行一个互通。去年我们在江苏电信率先实现了试点,是国内第一个在线网上线部署的一个NLVO的一个系统,这个是我们系统的一个主界面,主要包括了虚拟网源的管理,模板管理,包括多网源通过业务链方式串接起来,还有网源的性能监控,它的告警等等功能,已经具备了基本对于NFV网源、虚拟化网源的管理要求。这个系统我们在线网运行当中,最重要的体会是我们维护人员给的要求,以前他们维护网络设备,大量的工作非常辛苦都要在半夜进行,如果有了这个系统成熟以后,我们现在拉起一个网源,他可以在家里操作这个系统,这样真正把运维成本大大地降低了,对于我们运维人员来说,是一个非常好的工具。

  在云管平台,我们也讲以前的中国电信云管平台作为新一带NFV VIM系统,形成统一的平台化,进行业务的承载和资源的管理,实现云、IT、CT跨专业的集约应用,主要有三方面的工作,一个是架构的优化,统一管理和多适配的两级架构,另外在接口的统一方面,统一对接编排器,另外在功能方面增强,包括适配层的扩展,支持NFV特性需求等等这些方面,其实这个云管平台也会未来作为我们统一VIM系统,在我们NFV规模部署当中会发挥一定的作用。

  其实,面向NFV部署,其实我们一直在考虑,我们传统的网络怎么规划,面对新型网络到底应该怎么去规划,其实也是在NFV部署当中需要考虑的重要环节,基于此我们进行了一些相关的工作,在我们传统的底层基础设施上,包括电信机楼、电信机房等等,我们在上面研究机房面向DC为核心的机房的改造,目的是为了承载我们的相关NFV的网源部署,我们也是实现从业务需求,能够到虚拟网源的部署,到云资源的规划,到机房布局整体的一个端的端的解决方案,这个是我们的一个系统,可以面向不同的场景,比如我们IP城域网场景,我们核心网场景,包括5G场景,选择不同的网源,根据我们的网源能力库,可以规划出来NFV部署到底对资源的需求有多大,到底对于底层的DC资源、云资源、机房资源,等等一系列的相关规划要求,这样能够实现NFV网源的精细化的部署,也为这种规模部署做了一个铺垫,或者奠定了一定的基础。

  总体来说,NFV引入有很多方面,主要是NFV技术支撑网络重构的一个重要的技术手段之一,第二是业务与技术的双驱动,将成为NFV引入的一个根本原则。第三是分层解耦是NFV部署的一个必然的选择。第四来说是以DC为核心的新型的网络规划,将会加速NFV的落地部。NFV与网络云化,作为我们网络重构的重中之重,或者根本的基础,比将会促进网络的智能化的转型。

0
相关文章