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如何构建开放的NFV生态系统

2014-11-24 00:00:00来源:微信
导读: 面对日益激烈和瞬息万变的市场竞争,如何快速向用户提供新业务就成为运营商致胜的关键。NFV的提出,能够很好的帮助运营商搭建一个敏捷的网络系统和开放的业务平台,实现业务的快速创新和灵活交付。一、开放的体系框架自被提出之日起,将运营商网络变得更加标

面对日益激烈和瞬息万变的市场竞争,如何快速向用户提供新业务就成为运营商致胜的关键。NFV的提出,能够很好的帮助运营商搭建一个敏捷的网络系统和开放的业务平台,实现业务的快速创新和灵活交付。

一、开放的体系框架

自被提出之日起,将运营商网络变得更加标准、开放和灵活成为了NFV最重要的使命和目标。因此,无论从需求定义、框架制定、接口划分,还是PoC(Proof of Concept,概念验证)的开展,都体现了开放和融合的思想。

NFV组织的主要职责和目标之一就是定义NFV需求,其实就是将运营商目前面临的问题和挑战,转化成具体的需求,包括业务和技术领域,涵盖了可移植性、互联互通、性能,和现有系统的兼容性、管理编排、自动化、可靠性、简单、集成能力及安全等关键点。在这些关键需求中,可移植性、互联互通、兼容性、集成能力等描述了NFV在支持不同平台、不同厂商、异构系统方面的能力。因此,为了满足这些需求,NFV组织定义了一个NFV框架规范,在这个框架中,按功能划分了不同的组件,并定义了组件之间的接口,只要厂商遵循规范实现自己的产品,并提供对应的接口,就能很容易的集成到整个方案中,反过来,整个方案中任何组件都是可替换成不同厂商的,对运营商来说,避免了系统封闭和厂商锁定,确保了整个系统的开放性。

NFV组织另外一个重要工作就是制定和实施PoC(Proof of Concept,概念验证),包括方案定义、验证目标、入口条件、时间要求、输出要求等,目的就是创造开放的PoC环境,吸引不同的厂商参与,进行方案验证,提供结果反馈,促进整个NFV生态系统的良性发展。

二、融合的技术体系

NFV在技术思路上是开放的,它要么充分利用,如虚拟化、云计算、标准服务器等,要么无缝融合,如SDN,集百家之所长,来形成开放融合的技术体系。

NFV和标准服务器

NFV要真正商用,业界普遍认为性能是一个关键的指标,因此,标准服务器对网络应用性能的优化就非常重要。

近些年X86、ARM架构的发展,使得服务器平台多CPU、多核多线程技术非常成熟,SR-IOV网卡的广泛应用,业务加速芯片(如加密、压缩)的逐渐支持,会使得网络转发和业务性能更高,充分利用这些技术有助于提高网络设备的性能。另外,在性能提升的同时,设备功耗更低,也有助于服务器的大规模部署。

Intel DPDK(Intel Data Plane Development Kit,Intel数据平面开发套件)是一个专为Intel架构处理器提供的多核CPU数据平面开发套件。它主要用于快速的包处理,可以显著提升数据包处理性能,并且支持Intel最新网卡的硬件虚拟化操作。Intel DPDK源码开放,因此,网络厂商可以利用DPDK技术来提高网络设备的转发性能。

上述这些技术的发展使得标准服务器能够提供更高性能的网络应用,为NFV走出实验室,大规模商用奠定坚实的基础。

NFV和虚拟化技术

NFV利用虚拟化技术,在标准物理服务器平台上,用软件实现网络功能,因此,虚拟化是NFV的一个重要技术支撑。

服务器虚拟化技术的快速发展和逐渐成熟,尤其是网卡虚拟化技术,包括Intel VT-d、SR-IOV等,使得虚拟机的I/O性能大幅提高,从而提升网络设备的转发性能,促进了NFV的应用落地和大规模部署。

NFV和云计算

云计算提供了一种基于互联网的服务使用和交付模式,它的核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度,构成一个计算资源池向用户提供按需服务。云计算的大规模应用对网络提出了资源化、虚拟化、灵活化的需求,促使了NFV的应用和部署,NFV为云计算的发展提供了新的网络技术,成为了提升云平台运营效率的强大助推器。

NFV和SDN

NFV和SDN都是近些年为了满足新的应用需求提出的新一代网络技术,那么它们之间的关系,自然成为很多人关心的问题。总的来说,它们各有侧重,分别从不同的角度去解决不同的网络问题,同时它们又有着非常密切的关系。

图1 NFV和SDN关系

如图1所示,NFV与SDN互不依赖,自成体系。NFV源自运营商需求,通过软硬件分离,实现网络功能虚拟化,业务随需部署,可以在非SDN的环境中部署;SDN诞生于园区网络,通过控制转发分离,实现网络控制集中化,流量灵活调度,在传统网络设备和NFV设备上都可以部署。NFV与SDN同时有很强的互补性,NFV增加了功能部署的灵活性,SDN可进一步推动NFV功能部署的灵活性和方便性,如利用SDN将控制平面和数据平面分离,使现有的部署进一步简化,减轻运营和维护的负担。同时,NFV能为SDN的运行提供新基础架构的支持,如将控制平面和数据平面的功能直接运行在标准服务器上,简化SDN的部署。

未来,NFV和SDN会更紧密结合,产生更大的价值,最大程度地满足用户对服务速度、业务能力和操作简便性的要求。

三、开放的解决方案

NFV从一开始就遵循标准的原则,致力于建立一个开放的网络生态系统,在各个层面都可以兼容集成任何厂商的组件,只要符合NFV定义的规范即可,同时每个组件对外都提供了开放接口,最大程度实现各组件的灵活组合。在这个开放的体系框架内,厂商除了能够选择自身的优势产品外,还可以选择第三方的专业产品合作,为用户提供最优的整体解决方案;用户也可以根据实际业务需求,灵活替换相应的组件,避免厂商锁定,掌握主动权。

以华三通信为例,其通过深入分析用户需求,在NFV标准的体系框架基础上提出H3C NFV整体解决方案——SmartNFV,它秉承了标准、开放、端到端的理念,覆盖了NFV标准框架中的各个组件。SmartNFV的核心价值是将资源变成服务,即各种丰富的NFV业务能力,实现了网络的灵活定义、随需调整、高可靠、及可追溯,并且在把各种基础硬件资源转化为服务的过程中,做到可管理和可呈现。

可管理
提供丰富的管理策略,简洁有效的管理方式,高效的管理过程,可靠、可重复的管理结果。

可呈现
提供多元化多层面的呈现,包括资源使用状况、可预期的服务结果、系统资源业务报表,以支撑用户调整资源、服务和管理策略。

SmartNFV致力于构建一个开放的NFV生态系统(如图2所示),从基础架构层、虚拟化平台、到VNF (Virtualized Network Function)、以及NFV基础资源管理系统/VNF管理系统/业务编排系统/OSS,除了H3C产品外,也可以集成第三方的产品,为用户提供完整的NFV解决方案[1]。

图2 H3C SmartNFV开放生态系统

随着用户应用的多样化,对网络业务也要求更加灵活,现有的网络设备内置的业务流程相对固定,不能随着应用需求的变化而变化,因此,需要一种新的方式实现网络业务的灵活定义、按需组合。

一个数据流顺次由一系列的网络业务节点进行处理,这一系列有序的网络业务节点称为业务链(service chain)。为了实现各种业务逻辑,就需要业务链实现可定义、可编程,这就是业务编排。

NFV通过将网络设备的硬件和软件解耦,并把传统网络设备内的业务功能分解成一个个VNF,通过对VNF的统一编排和管理,根据应用需求进行定义不同的业务链,实现不同业务流经过不同VNF进行处理,从而实现各种复杂的网络业务逻辑。

如图3所示为一个业务编排的示意图,其很好的说明NFV带来业务的开放性和灵活性,通过NFV系统部署了一系列的VNF,即网络业务节点,包括路由器、防火墙、NAT、IPS、LB等,在NFV编排系统上可以根据不同用户的需求定义和编排业务链,三种颜色分别代表三个用户,如红色代表用户A的网络需求,报文会先后经过路由器、防火墙、LB进行处理,完成用户需要的网络服务。

图3 NFV业务编排系统

四、结束语

传统的网络设备支撑了过去几十年网络的发展和应用,随着云计算和移动互联网的兴起,用户的业务需求呈现出多样化、灵活化、不确定性等特点,目前封闭的网络系统已经不能满足实际应用的需求,面临着越来越多的问题和挑战,NFV正是在此背景下提出的新一代网络技术,通过基于行业标准的x86服务器、存储和交换设备,来取代传统网络中那些私有专用的网元设备,用以构建一个应用驱动、灵活定义、随需创建的开放网络和生态系统,实现网络的简化、成本的降低、业务的快速创新和灵活交付,为电信运营商、云服务提供商带来多方面的应用价值。

注释:
[1] 华三通信为NFV推进提供一个开放的、可验证的和创新的生态环境,包括合作计划的达成、技术支持的保证、开放实验室的验证、最佳实践的输出,确保了第三方系统能够很好的集成到SmartNFV方案中,实现整个NFV生态系统的持续创新和合作共赢。

转载自:http://mp.weixin.qq.com/s__biz=MjM5NzQ5NTM2MA==&mid=201801065&idx=3&sn=65d3f000581698b54e44b5c391f3cb92&scene=1&from=singlemessage&isappinstalled=0#rd


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