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陈佳媛专家:中国挪动NFV手艺使用实践分享

未知 / 流云 / 2017-12-04 06:13

  Betway必威,【IT168 资讯】11月 29日动静,以 新手艺 · 新架构 · 新收集 为从题的 GNTC 全球收集手艺大会 第二天,NFV收集功能虚拟化专场,中国挪动研究院收集所NFV手艺专家陈佳媛颁发了从题。

  回到2012年的时候,ETSI和全球的十三家运营商组建了NFV的工做组,其时他们发布了全球第一个NFV的,这个里良多NFV能够给运营商带来的益处,我相信正在各大运营商正在引入NFV的时候,也会有本人的考量。中国挪动最关怀的方面,起首是手艺对于上层营业的支撑,底层营业到底好欠好,要看它可以或许给上层营业带来什么,引入NFV之后,软硬件的分手使得我们正在扶植完资本池之后,网源的营业上线摆设间接变成了软件的摆设,所以整个营业上线的时间能够以月为记,提拔了以小时、分钟为记的时间单元上。所以,NFV使得营业快速上线,屡次地迭代,矫捷响应市场的变化,是我们引入NFV的一个焦点驱动力。

  第二点从收集演进的角度,NFV是5G收集架构的一个底层环节手艺,它的收集功能的软件化,以及底层资本的池化的特点,能够使得5G微办事以及5G切片摆设变为可能。第三个是从成本,有人说X86的办事器不见得比ATC的办事器廉价,为什么说NFV能够降低成本呢?对这个问题我们内部有良多的阐发,从短期来看,我们认为NFV由于要采购IT的设备,包罗公司全员进修NFV的手艺,包罗一些培训的成本,它不见得能够省钱。可是从中持久来看,由于底层采用IT的通用手艺,借帮于必然的从动化的摆设东西,整个收集的扶植周期,以及营业摆设的周期能够降低,从而降低整个收集扶植的成本。其次,跟NFV同时引入的从动化的网管系统,这些东西能够加强收集从动化的办理能力,从久远看NFV能够降低整个收集运维的成本。

  这一页是中国挪动定义的一个NFV逻辑架构,它和ETSI定义的尺度不太一样,NFV的尺度架构是分了三层一域,三层是硬件层、虚拟层和虚拟网源层,一域是办理编排域(MANO)。正在尺度的架构上,中国挪动连系本人的运维办理需求定义了一些加强,起首从底层的虚拟层,我们正在虚拟层定义了一个PM软件模块,用PM实现对于硬件资本,包罗互换机防火墙、存储和办事器等等所有这些办事器的同一办理。然后我们再正在虚拟层VIM接口上,我们基于开源根本,定义了同一的虚拟资本和硬件办理,硬件资本正在机能办理以及告警办理方面的加强。再往上是NFVU,考虑引入NFVU之后,整个线网的OSS若是要它添加虚拟化网源的办理,生命周期办理这个动静出格大,难度也出格大,我们正在尺度的NFV的根本上加了虚拟化网源的FKS的办理,使得它能够办理整个一套虚拟化的系统。

  然后再正在NFV+和线网的OSS之间,我们定义了一套数据同步的接口,我们使得这两堆网源的办理数据,能够正在任何一个界面上获得一个同一的呈现,这个是中国挪动正在NFV尺度的逻辑架构上做出了我们的加强。基于适才尺度的逻辑架构,我们正在推进NFV手艺成熟的过程傍边,我们摆设了两大工做线条,起首是面向商用的NFV线网的试点,第二个是面向将来收集方针架构的NONET尝试网,我们一方面通过这个NFV线网试点,按序鞭策NFV商用的落地,别的一方面我们操纵NONFV尝试网,去做一个新手艺的尝试和验证,我们正在尝试网上验证将来收集的方针架构,我们验证三层解耦的手艺要求,包罗ONAP的自从开辟等等。这两条工做线是相辅相成,交替前进的,一旦我们新手艺正在NONFV尝试网曾经验证成熟之后,就会推到这个线网落地。

  到目前为止NFV线网试点工做,我们从最后的2015年10月第一期外场试点起头,到现正在曾经进入到第三阶段,并且它的营业也从一起头的虚拟化的MS,或者虚拟化的Volet,扩到了目前的虚拟化的NBLT和虚拟化的转线核心。正在线网线条,它的营业方式更广,除了MS,除了NBLT,我们还会测验考试固网宽带、CDN、数据核心的SDN、STTN等等这些营业场景,这是整个的环境。

  接下来我们次要引见一下每个工做线条的具体工做进展。起首是NFV线网试点的总体环境,面向商用的NFV的研究工做,我们最后是从2014年启动的,当初的切入点是MS,正在商用推进的过程傍边,我们,起首是环节根本研究,然后是尝试室的测试,然后是外场的测试,这工做线是并行开展的,此中手艺研究次要是定位阐发处理一些环节的手艺问题,为NFV引入策略供给必然的。尝试室的测试次要是侧沉于异厂家之间互操做兼容性的测试,外场则是侧沉于端到端口商用能力的验证,以及试探运维办理的经验,同时我们正在省公司培育一些手艺力量。

  正在NFV的线网试点的线条里,我们又有三个环节的里程碑,起首是正在2016年5月的时候,我们联通其时业界是4家合做伙伴,我们成立是NFV五大专题工做组,别离是硬件、虚拟层、VF、MANO以及组网规划,我们正在依托五大专题工做组,我们对NFV商用的100多个环节根本问题,和大师一路公关,为后续的尝试室测试和外场测试奠基了很好的根本。

  第二个里程碑正在2016年8月的时候,其时的中国挪动就NFV有两条环节策略问题有了比力明白的定位,第一个策略问题是NFV的分层解耦度问题,其时我们明白了我们要先确保两层解耦架形成熟,然后再引入三层解耦。第二个问题是NFV的电信云取私有云的关系的问题,我们的策略是我们正在初期先建以电信云和私有云扶植、运维,后续具备必然前提之后,再考虑融合和同一,这两个问题不只仅涉及到了我们定义一些相关的根本尺度的要求,包罗一些工做量等等,我们更间接的影响到中国挪动引入NFV商用的时间点。

  第三个环节的里程碑正在本年10月底,我们完成外场试点第三阶段虚拟化正在NFV的测试,其时两层解耦的虚拟化NBLT曾经具备了商用摆设的前提。

  然后是我把外场试点的环境跟大师再展开引见一下,从2015年10月份,中国挪动组织了六省市、九个厂家开展NFV的三阶段的外场试点的工做,试点分三阶段进行,起首是第一阶段试点正在陕西、安徽、山东、四个省市开展,次要是以NFV环节能力为从,一方面熟悉厂家的NFV系统,另一方面是验证NFV正在承载Volet根本营业方面的能力,同时通过察看梳理NFV特有的生命周期办理的功能,我们去试探一个相关的办理配套流程。正在此根本上,我们第二阶段的外场测试从2016年8月起头,新增了广东和浙江两个大省,其时公司策略明白是两层解耦了,所以正在第二阶段我们的次要验证内容,就是全面聚焦软硬解耦的手艺架构,细化了虚拟层的一些功能、机能、靠得住性要求,细化了MANO的流程接口的要求。

  第三阶段,我们正在营业层进行了扩展,我们正在新型的营业、线网的扩容,以及老旧设备替代三大典型的扶植模式的里面拔取了NBLT、Volet以及短信核心,做为典型的营业场景进行测试,我们基于NFV端到端营业能力验证,目前BNLT曾经测完了,Volet和短信核心也即将竣事。

  面向将来方针收集架构的NOMNET尝试网,比拟于商用试点的线条,试验网更像是一个新手艺的尝试平台,既然是新手艺尝试,我们会有必然的试错空间,我们是但愿正在如许的平台上,去验证各项手艺的成熟性、合,然后再推到线网的落地,我们是正在、上海、浙江和广东四个结点,我们扶植了一个中国挪动将来收集的一个微型版,我们正在这个试验网上验证同一的资本池,去支撑多营业的能力,支撑三层解耦的手艺能力。具体来说我们方针有以下,起首是验证方针网架构的合,中国挪动将来的方针收集架构两层数据核心的布局,起首正在焦点层面,我们次要是用于摆设节制面的网源,我们实现一个节制面的大集中。然后第二层是正在边缘的数据核心,我们次要用于摆设一些层和接入层的网源,我们来实现流量的卸载。第二个方针是去验证协同编排器同一编排能力,我们通过正在域类或者跨域两个条理搭建协同编排器,来实现同一的协同编排。第三个方针是验证同一资本池,支撑多营业的能力,实现多营业之间的资本共享。

  目前,NOMNET尝试收集曾经完成了整个一阶段的工做,而且进入了二阶段的预备,跟线网试点纷歧样的是,我们正在尝试网完成了几乎所有的支流IT厂家的虚拟层的摸底测试,而且实现了这些IT展开的虚拟层取CT厂家网源的一个对接,如许我们也实现了功能的对接,机能上还没有做一个比力详尽的测试,对接过程很是漫长,难度也很是大,我们能够处处见到IT的思维和CT思维的碰撞,我们感觉尝试网正在培育整个NFV的良性生态圈方面,我们做了良多的勤奋和测验考试,我们也但愿正在NFV的时代,IT和CT财产能够彼此合作合做,而且能够配合繁荣。同时我们通过尝试网,我们也正在培育我们自从的集成能力,我们编写了良多面向虚拟层的集成手册,也编写了从动化集成的测试东西。

  正在我们推进NFV手艺成熟的过程中,我们碰到的一些典型的问题。起首是关于NFV的硬件,我们提到之前我们商用线条是以两层解耦为从,把硬件出来,为了做到这一点,我们定义了面向节制面网源的办事器的设置装备摆设模子,有MS、CSF、VoletES,有EPC等等这些网源,这些设置装备摆设定完当前,根基上我们明白了NFV硬件的最低设置装备摆设要求。第二个我们还定义了办事器取虚拟层的兼容性的要求,然后还正在兼容的定义过程中。第三个是硬件办理,我们正在定义硬件办理的过程中,我们碰到了良多问题,我们晓得目前OPENSDK正在做硬件资本办理方面,它的定义相对仍是比力粗的,并且一曲以来各个办事器的厂家,正在售卖办事器的时候,还会搭配本人办理的软件。可是对于运营商来说,我们面对的现实问题是我们当前的数据核心里,不成能只要一个厂家,或者一个型号的办事器,所以必然会晤对着跨厂家硬件办理的需求。其时我们想用VIM实现跨厂家硬件同一办理的时候,问题就呈现了。

  目前看,绝大部门的办事器办理都是基于IPMI和SMP来定义的,跟本人本身的办理软件进行定义,若是我们要改,对于硬件的改动需求根基上是无法实现的。问题是说,IPMI和SMP和谈本身并不是一个尺度化程度很是高的和谈,我们其时发觉有一个出格较着的例子,好比我们要办事器来他们本人厂家的名字,大师可能报的纷歧样,对于VIM来讲的,需要针对分歧厂家的办事器,进行一个适配,每对接一个我得适配一遍,如许效率很是低。

  第三个问题是目前大大都大公司,可能会采用定制化的IPMI和SMP和谈线走,来满脚本身特有的办理要求,可是对办事器厂家来讲,要去分歧版本定制化的软件和和谈,一旦某个定制版本呈现了问题,一些客户就会晤对支持的一些风险。

  基于这些问题,我们后续对于硬件办理,我们会向retshi这个和谈进行改变,retshi是一个办事器办理的尺度,它具备了对于同一的办事器的设置装备摆设,机能的,以及事务日记记实的根基办理功能,它根基上具备了跨厂家的办理根本,并且我们领会到目前越来越多的办事器的厂家,也正在仿照这个和谈。所以,retshi这个和谈是我们后续的和谈方针。我们畴前期的无限研究傍边发觉,retshi正在毛病办理方面的能力还可能稍显不脚,能够去评估一下,从运营商何处获取到的,正在运维的办理过程傍边,对于毛病办理的需求,把它推到和谈傍边,去落实、实现,来完美整个retshi的和谈。

  第二个问题是跟虚拟层相关的,其实中国挪动对三层解耦问题的认识都差不多,虽然三层解耦是NFV的方针架构,它能够正在软硬解耦的根本长进一步实现更大范畴的,或者更高小的资本共享,可是我们正在推进三层解耦的过程中碰到了良多问题,起首是测试的工做量,按照中国挪动现有商用的测试尺度去施行,我们只是正在前期做NFV线网的试点,和尝试网的五个营业上做全配对组合的线组配对,远弘远于昔时我们Volet上线的时候,各个厂家MS接口的LT设置装备摆设的测试量。所以,通过一个全配对测试方式,鞭策三层解耦的成熟,并不是一个高效的体例。我们再看一下从手艺本身,我们去阐发一下,三层解耦到底难正在什么处所,我们正在内部经常会被问一个如许的问题,三层解耦解的到底是什么?能否存正在一个同一的或者尺度的一个三层解耦规范,网源和虚拟层拿过来也能够对接成功,如许的工具是不是存正在。从我们前期的研究来看,我们目前对这个持一个比力思疑的立场,可是我们尽量正在制定这个规范。

  起首,三层解耦次要是软软解耦,网源和虚拟层之间的解耦,它有两个接口,第一个是NFV和VIM之间的接口,第二个是VNF和WAID之间的解耦,NFV和VIM这个接口比力成熟,由于它有ITSI的尺度定义做为一个根本,运营商能够正在这做一些和运营办理相关的一些要求,所以这个接口的成熟度我们仍是能够把控的。不成熟的次要是正在另一层,我们暂且不叫它为接口,由于它跟通俗认定的保守的3DPP定义的网源之间的接口纷歧样,它是没有一个同一的尺度。它的不成熟次要来自于两个层面,起首虚拟层的本身机械要求是来自于开源社区的供给参考实现,这个参考实现跟着本人版本升级是正在不竭变化的,它是一个动态的工具。其次各个厂家,又会按照本人的理解,正在参考上提出本人的加强,好比说面向电信级的加强,对于这些加强又没有一个机构对它进行束缚,这部门加强的差别间接导致了上层网源和虚拟层对接的坚苦。这两个要素加正在一路,使得所谓的尺度化的三层解耦的手艺规范,需要一个持久的堆集和迭代才有可能实现的。

  目前全球运营商的三层解耦曾经商用化,都是有必然前提的,他们可能是基于一个虚拟层或者两个虚拟层做的三层解耦,这种难度相对来讲比力低,可是对于中国的运营商来讲,由于我们没有所谓的短名单,我们必需面临全量虚拟层的厂家做对反,难度很是大,这是我们的认识。

  第三个问题是关于NFV靠得住性,这个问题其实也是三层解耦导致的,NFV引入之后靠得住性成了一个很大的课题,本来的厂家供给一个软硬解耦的一体化设备,它本人就能够一个网源五个9选择靠得住性,现正在引入NFV之后,一个网源被拆成好几块,这五个9该怎样去实现呢?我们正在研究的过程傍边发觉,NFV各层正在处置毛病的流程和机制上的差别,会间接影响到整个系统端到端靠得住性的能力。我们用一个比力典型的毛病场景来注释这个问题,这个场景是有一个办事器坏了,这个办事器上跑的虚拟机遇发生毛病,这个虚拟机承载的营业模块也会发生毛病,由于这些模块各层都是来自于分歧厂家,我们暂且认为它们彼此之间没有定义完美的一个通知机制,一旦毛病的工作发生,有可能是营业层面,好比EMS、VFM会管制一个营业的毛病,这个时候会测验考试营业模块的倒换,或者一个营业历程等等办法。正在差不多的时间,VIM也会到所管辖的虚拟机也呈现了毛病,这个时候他可能会测验考试正在当地沉起虚拟机,或者迁徙,或者正在异地等等这些操做。因为两层之间没有通知,各干各的,很有可能正在虚拟机还正在测验考试当地沉起的过程中,VFM就发觉我曾经非常倒换了,它可能会要求VIM你从头正在办事器让沉建一个虚拟机。或者有可能VIM发觉,我曾经恢复好了,虚拟机不要再沉启了,这些都是有可能冲突的场景。

  因为这个毛病处置的机制,以及一些时间的要求,都是厂家内部实现,正在两层解耦的时候并没有出来,一旦三层解开之后,很有可能对靠得住性形成比力大的影响,所以三层解耦当前,跨层之间的联动变得很是主要,针对这个场景,我们目前定义了两套处置法子,要么是以VFM为从导去向理这个毛病,要么是以VIM为从导处置毛病,这两种方式我们倾向于又VIM从导,其实就是各干各的,若是本人干不了,再去通知更上层做跨层联动。目前是如许一个相法,可是我们这两个方案的好坏势并没有通过尝试去进行验证,机能还无法给出一个比力好的。

  三层解耦之后毛病的恢复,以及处置的流程,以及各层之间的接口等等设置,有的更为详尽的要求,这个会要求厂家他们的内部的实现,没有厂家的支撑正在做三层解耦下,靠得住性联动常坚苦的,我们正在这边也呼吁一下,但愿厂家和我们一路鞭策三层解耦下的一个NFV靠得住性问题。

  对于我们从动化集成的测试东西,NFV分层架构对运营商来讲,除了正在保守收集、规划、扶植、采购、运维带来的变化,我们还会引入一个新的脚色叫做集成商,这个集成商需要把来自分歧厂家的硬件、虚拟层、网源、MANO等等进行适配,让各个模块无机地能够运转正在一路,集成商的脚色对于整个系统的安拆摆设、营业上线、收集不变城市起到至关主要的感化。可是我们正在推进这个三层解耦的过程傍边,因为厂家浩繁,导致异厂家配对的测试工程量常大的,即便我们只是做了无限的配对,我们正在对接的过程中也发觉了良多问题,好比我们会碰到三层网源和虚拟层,会由于对于CPU时间级的理解不分歧,导致网源无法摆设,我们也碰到过网源和虚拟层对于IP的分发和规划的体例、冲突,差别导致后续IP地址运维会发生冲突。所以,对我们来说,我们正在商用的测试过程傍边,我们一整套虚拟化NBLT的测试,我们有近两千个,一旦这个问题呈现之后,我们需要花钱一到两天的时间才能处理,正在推进整个三层解耦的过程傍边,效率很是低。

  基于这个问题,我们设想了一套从动化的安拆摆设,包罗测试的一个框架,我们让整个系统从动安拆、从动摆设、从动测试、从动的把测试成果导出,目前我们能够做到原有六周工做量缩短到两小时做完成,我们做了什么工做?起首是我们定义了编写了一套脚本,我们实现了系统的安拆、摆设、测试、运转、成果输出等等使命的从动化施行,目前使命也能够通过并行体例进行安排。第二个是我们激励厂家公开了他们贸易版的虚拟层的API,来对接开源的摆设东西,这个是领先于目前开源社区的一个工做,目前开源社区只能做开源社区版本的对接,我们是做到了贸易版的虚拟层的对接,我们实现了贸易版虚拟层的从动安拆和摆设,目前我们曾经完成了部门厂家的虚拟层的产物的对接。后续我们还会同一接口要求,会选出一个比力合适的对接东西,来实现对于分歧厂家虚拟层的同一平安和摆设。

  第三个我们做了一个测试用力的脚本化的工做,我们有一个同事花了好几周的时间,把170多个虚拟层的测试用力都编成一个脚本,这个脚本做完之后,我们所有虚拟层的产物都能够套用这个脚本进行测试,并且我们能够所有的虚拟层的测试尺度都是一样的,这个测试能够正在一个小时之内完成,并且我们能够近程去调查它的查抄点和测试的成果。

  这是我们从动化集成目前的,未来我们会把从动化集成东西再推广到ONAP社区,我们但愿大师套用这个测试东西,但愿让它变得愈加完美,我们还想把营业的测试也插手到从动化的测试集团里,包罗对EPC、MS有一个从动化的营业测试,这块就需要营业厂家有更多的支撑,才能够把整个从动化测试东西变得愈加完美。

  中国挪动对NFV后续的一些工做沉点,除了适才提到的三层解耦从动化的集成了测试东西,还有ONAP,我们还会正在NFV的根本上引入SDN,我们会考虑NFV和SDN怎样融合,我们会考虑SDN进入当前,数据核心内部和数据核心的从网该当怎样去做,然后我们还会考虑硬件环境,会考虑分布式存储的手艺,还有加快手艺的要求。虚拟层,我们也会研究容器,目前容器很是地火,可是从目前我们无限的研究来看,我们感觉容器的使用场景还有待调查,由于虚拟机目前根基上曾经能够满脚NFV的需求,容器来了当前有多大的提拔,我们还需要测试,其实容器到来当前,会对MANO发生多大的影响,也需要进一步研究。

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