運營商NFV落地之困 擇商用軟體還是自主研發?

2021-09-23 12:07:56 字數 3254 閱讀 1818

目前,nfv的主要目標是實現傳統網路、網元裝置的軟硬體分離、網元功能的軟體化、可以進行雲化、按需動態伸縮、自動化部署和編排以及將來實現智慧型化網路運營。

採用商用軟體和自主研發各有利弊

nfv的總體趨勢是底層硬體實現相對通用化,採用虛擬化技術、容器技術、分布式架構技術,實現對底層通用裝置的共享、排程、彈性和可擴充套件,向上為vnf(虛擬網路功能,即網路功能的軟體實現形式)按需提供自動化配置的資源,這意味著nfv具備三個方面的關鍵特徵。

第一,網路功能軟體化。未來的網路功能公升級、增強都是通過軟體完成的,不需要(或者很少需要)底層硬體的公升級或擴容,因此vnf軟體才是未來網路發展的焦點,vnf的微服務化、分布式架構改造、開源化、自主研發、devops是未來的發展趨勢,但當前vnf技術基本還是掌控在電信裝置商手中,運營商幾乎沒有能力染指。

第二,構建統一的nfvi資源池體系。服務於全網的雲化(雖然不同的網元對nfvi有差異化的需求,但並不影響nfvi的跨專業統一規劃、建設與運維,只是從資源的具體部署方面必然存在不同專業網路一定的資源「隔離性」,例如部署在不同層次的dc)。nfvi是當前運營商認為的可以實現成本降低的主要希望,但實際上除了集約化帶來的電力成本降低以及機房空間節省外,從基礎設施角度看是否降低成本難以評估(傳統網路裝置難以嚴格區分硬體和軟體的成本),需要綜合考慮伺服器/儲存/網路新建成本,以及nfv軟體、ha、災備、機房改造等總體成本,軟體將佔據很重要的成本,對於運營商來說軟體如果不是自主研發,就只有依靠通用化、規模化甚至標準化才有可能降低成本。

第三,引入新型的管理體系。實現對vnf、vr(虛擬資源)以及pr(物理資源)的監控、配置、管理以及更高層次的網路服務編排等,這部分目前是由nfv架構中的mano來完成,在etsi定義的mano架構中,mano由nfvo(nfv orchestration)、vnfm(vnf manager)以及vim(virtual infrastructure management)組成,分別完成網路服務編排與管理,vnf管理以及nfvi資源管理等功能。

在以上所述三個方面中,nfvi、vnf、mano是nfv架構中的關鍵組成,以軟體實現為主,從利於快速部署、規模化、成本最低化、業務連續性和迭代創新能力等方面考慮,運營商是採用商業產品還是選擇自主研發目前存在一定的矛盾。

自主研發的好處是可以基於自身的需求進行快速定製化開發和實現迭代式優化與演進發展,而不是受制於廠商,不需要進行複雜的解耦、相容性測試和整合,而且長遠看能夠實現成本的持續降低,有利於自身的可持續創新和發展,借助nfv/sdn發展機遇實現真正的轉型。但傳統運營商並沒有軟體研發的基因,從機制、文化、流程、組織架構等方面難以較短時間內培育打造一支有競爭力的軟體研發和運營團隊,以支援運營商網路軟體化的發展需要,難以實現全面的網路軟體自主研發;而採用商業化軟體帶來的好處是可以實現快速規模化部署,成熟度和可靠性高,但成本也會較高,而且依賴廠商帶來的週期性更新,難以實現快速定製與迭代式發展,目前看廠商的網路軟體仍然是高度封閉的,與傳統網路裝置發展模式幾乎沒有差異,運營商仍然受制於裝置商和第三方軟體商,長期發展能力和空間有限。

運營商自主研發實力尚薄

目前,對國內的運營商而言,還不具備條件全面採用自主研發的軟體,需要基於需求、定位、資源以及自身能力,有的放矢地選擇部分核心和關鍵元件,採用自主研發模式或者深度合作研發模式推進nfv的發展。筆者認為應該從以下三大系統軟體入手。

第一,nfvi。打造乙個統一的面向nfv的規模化雲資源池體系,是運營商網路雲化的基礎和關鍵,因此,nfvi是較長時間內運營商工作與投資的重點,其中nfvi軟體又是重中之重,目前主要以虛擬化軟體(hypervisor)為主,未來還包括容器技術、分布式軟體技術等軟體定義技術。

hypervisor自主研發的好處是未來可以全網統一hypervisor,有利於全網資源的統一共享與排程,更利於減少相容問題和降低整合複雜度,對於像運營商來說,nfvi必然是規模龐大的,簡單評估一下就會知道自主研發長遠看是否降低成本。目前大部分廠商都是基於開源kvm進行商業化定製和優化,特別是針對nfv**效能要求高的特點,各個廠商都做了針對性的優化,這部分工作仍然難度相當大,尤其是規模化應用難度大,需要投入的資源和時間較多。

運營商技術基礎和人才積累不足,目前完全採用自主研發hypervisor並不現實(至少要投入100人左右,而且需要經過長時間的大規模驗證)。但是採用第三方hypervisor也面臨巨大的挑戰,各個廠商的hypervisor與各自的vim甚至vnf存在耦合與**,形成各自的「小王國」,不同廠商hypervisor難以互通,需要大量的規範、測試和後期的部署整合工作,而且也很難針對運營商的個性需求進行定製開發。對於hypervisor,自主研發的視窗期已經過去,運營商一方面當前應採取減少現網hypervisor的型號和版本的策略(同一資源池節點建議只採用一種hypervisor,全網建議不要超過2種hypervisor),另一方面可在新技術(例如容器技術)方面進行儲備,並且逐步引入自主研發軟體。

第二,vnfs。各類網元原來都是軟硬體一體化的,運營商對網元的內部實現機制並不熟悉,也沒有真正去**網元裝置軟體系統該如何實現,大部分網元功能軟體目前對於運營商來說還沒有可能採取自主研發來實現,但對於運營商而言,nfv也不能停留於僅僅實現基礎設施的統一和共享,vnfs是運營商必然要去逐步攻克的,否則實現軟體化只是表面的工夫。這部分需要運營商逐步去積累和投入,至少要具備能力去推動vnf軟體的開放和架構重構,了解vnf軟體的實現細節,推動vnf微服務化,為將來實現分布式和容器化部署打下基礎,在能力具備後,應深度介入甚至自主研發部分vnf軟體(例如nat、fw、cdn、dpi等)。

第三,mano。如前所述,mano是由nfvo、vnfm和vim組成的,當前vnfm與vnf是強關係的(vnf並不開放,vnf開放後可實現通用vnfm)、vim與hypervisor也是強關係的(當前可基於廠商vim或hypervisor開放的介面實現通用vim功能),目前大部分運營商選擇與oss關係緊密、與網路業務關係較大的nfvo進行自主研發。

nfvo的複雜度決定於vnfm是通過nfvo還是直接與vim互動,同時也決定於nfvo的功能定位,僅僅是實現基於vnfm和vim的聚合呈現與管理,還是端到端的業務編排,包括對vnfm、vim以及sdn控制器的全面掌控,實現vnf/vnfc(vnf的元件)、資源(軟體、模板、虛擬化資源以及硬體)和網路連線的統一管理和編排。長遠來說,運營商應完全掌控mano管理體系(涉及到vnfm和vim的統一),近期以nfvo自主研發為主(適配不同廠商的vnfm和vim)。當然即使是nfvo,對於運營商來說完全採用自主研發系統近期也還無法做到,自主研發的nfvo需要經過現網的考驗,功能不斷迭代完善,探索運營維護機制,初期很可能採用商業化nfvo和自主研發nfvo並存的方案。

對於運營商而言,nfv整體可靠性、故障檢測與自癒,以及可擴充套件性等運營能力十分重要,這是運營商的核心掌控點,應是重點研究和自主研發的物件。運營商也可以探索與相關廠商與提供商進行深度聯合研發,建立相應的研究、開發、運營的聯動機制,同時探索相應的規劃、建設、採購新模式。

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