基于NFV技術(shù)的未來通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與運維體系探究

尚進(jìn)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)+傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)逐步滲透到各行各業(yè)中，使互聯(lián)網(wǎng)與醫(yī)療、旅游以及金融等各個行業(yè)實現(xiàn)深度融合，促進(jìn)了“互聯(lián)網(wǎng)+傳統(tǒng)行業(yè)”的發(fā)展，與此同時，人們對網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施也提出了更高要求。但是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的安全性、擴(kuò)展性以及服務(wù)質(zhì)量保障等方面存在的弊端日益暴露，而NFV技術(shù)能提升網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性以及靈活性等。因此，研究基于NFV技術(shù)的未來通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與運維體系，具有非常重要的現(xiàn)實意義。

一、NFV技術(shù)概述

NFV技術(shù)也就是網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)，其核心思想就是利用服務(wù)器上的虛擬化技術(shù)來實現(xiàn)專用網(wǎng)絡(luò)硬件的功能。借助NFV還能在統(tǒng)一硬件上虛擬不同核心網(wǎng)網(wǎng)元，且可根據(jù)需求部署網(wǎng)絡(luò)功能，也無須依靠新的設(shè)備安裝就能運行。所以，NFV技術(shù)可為根據(jù)運營商的不同需求快速構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，并提高網(wǎng)絡(luò)彈性，降低技術(shù)開發(fā)成本與運營成本。

二、基于NFV技術(shù)的未來通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

（一）未來通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)建思路

首先，網(wǎng)元功能抽象化。先對各個網(wǎng)元功能進(jìn)行分解，再將其共性提取出來，運用邏輯化抽象概括與分析，將其分為不同子功能模塊，并保證各個模塊之間的接口是標(biāo)準(zhǔn)化的，有利于功能重構(gòu)。分解之后，網(wǎng)絡(luò)功能模塊就會變多，其接口及協(xié)議會變得越加復(fù)雜，但組件化以及軟件化的功能模塊能為運營商的業(yè)務(wù)部署提供更強(qiáng)的靈活性以及便利性。通過網(wǎng)絡(luò)功能的進(jìn)一步抽象化，并采取開放性的API接口，運營商能按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)重新組織，結(jié)合用戶多樣化的業(yè)務(wù)需求，提出最優(yōu)的數(shù)據(jù)處理及傳輸方案，以提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力以及服務(wù)水平。因此，抽象的網(wǎng)元功能及開放的API接口，可幫助設(shè)計開發(fā)人員在開發(fā)過程中更多面向用戶，還可為運營商創(chuàng)造更加靈活且更多的網(wǎng)絡(luò)能力，并有效克服傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中擴(kuò)展性差、增值服務(wù)創(chuàng)新難以及升級困難等問題。

其次，網(wǎng)絡(luò)功能的重構(gòu)。靈活重組開放接口的各個功能子模塊，并保證各功能及各個組件間的互相獨立性，也可實現(xiàn)動態(tài)伸縮，也可結(jié)合未來不同業(yè)務(wù)需求，重新進(jìn)行開發(fā)與部署，從而開發(fā)出新的功能。通過采用開放的API接口與模塊化的功能組件，能按照運營商業(yè)務(wù)的實際需求靈活、快速地實現(xiàn)架構(gòu)的重構(gòu)，還可針對某個用戶或者某類業(yè)務(wù)的個性化需求，提供個性化的網(wǎng)絡(luò)資源與功能。利用模塊劃分與重構(gòu)，既能通過靈活組合方式實現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)功能，又能有效減持冗余的功能。比如某些業(yè)務(wù)在達(dá)到了生命周期后，也可實現(xiàn)方便地退市。運營商可按照自己的需求進(jìn)行選擇，能有效節(jié)省投資成本。

（二）基于NFV技術(shù)的未來通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

隨著NFV技術(shù)的不斷發(fā)展，能促使通信通信網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性以及靈活性等得到有效提升，促使傳統(tǒng)硬軟件綁定模式逐步向網(wǎng)絡(luò)功能軟件的云計算資源基礎(chǔ)上，并在云平臺中完成統(tǒng)一管理與調(diào)度。新NFV網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要包括應(yīng)用層、控制層、虛擬化層以及基礎(chǔ)設(shè)施層等四個部分。

在新的架構(gòu)中通過標(biāo)準(zhǔn)化接口來實現(xiàn)不同供應(yīng)商商品間的兼容性。第一，基礎(chǔ)設(shè)施層。主要包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算設(shè)備以及存儲設(shè)備等，借助這些來構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并為資源池的構(gòu)建奠定良好基礎(chǔ)。第二，虛擬化層。通過虛擬化技術(shù)，將基礎(chǔ)設(shè)施層的硬件資源轉(zhuǎn)化為網(wǎng)路資源池、存儲資源池以及計算資源池等，從而為上層提供虛擬資源。第三，控制層。通過控制層可以調(diào)度、管理以及編排虛擬資源，通過物理資源接入，實現(xiàn)統(tǒng)一管理。利用和上層之間的接口，還可快速建立NFV基礎(chǔ)架構(gòu)。第四，應(yīng)用層。可根據(jù)業(yè)務(wù)類型來構(gòu)建相應(yīng)的資源，并通過SDN來滿足業(yè)務(wù)組網(wǎng)需求，此外，還能提供NFV應(yīng)用，如通信服務(wù)資源以及安全防護(hù)資源。

三、基于NFV技術(shù)的運維體系的構(gòu)建

新的基于NFV技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)就需新的運維體系保障。運維體系需重新進(jìn)行調(diào)整，以應(yīng)對新的變化。

（一）合理確定運維流程

由于NFV平臺不斷產(chǎn)生新的業(yè)務(wù)，就需對新業(yè)務(wù)進(jìn)行自動化部署，并自動執(zhí)行故障分析、警告以及系統(tǒng)恢復(fù)等。運維流程的設(shè)計核心理念為：運行過程中將人為干預(yù)降到最低，并實現(xiàn)物力資源的共享，提升生命周期管理的自動化水平，降低運維成本。傳統(tǒng)運營商通常需提前幾個月及以上的時間來規(guī)劃新的業(yè)務(wù)，而基于NFV技術(shù)可實時對新業(yè)務(wù)進(jìn)行部署，并結(jié)合業(yè)務(wù)的實際情況，對云數(shù)據(jù)中心的資源進(jìn)行動態(tài)調(diào)度，同時還可選擇貼近用戶資源的物理位置來提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。業(yè)務(wù)部門也可結(jié)合自身發(fā)展需求靈活增刪資源，從而降低探索新業(yè)務(wù)過程中所帶來的財務(wù)風(fēng)險。新的NFV通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在運維過程中各個角色也會發(fā)生相應(yīng)的變化，所以，應(yīng)根據(jù)新架構(gòu)中的工作范疇、所要承擔(dān)的職責(zé)等，合理分工，比如負(fù)責(zé)虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能建設(shè)以及運維的部門應(yīng)加載虛擬化網(wǎng)元軟件。

（二）建立NFV生態(tài)系統(tǒng)

NFV生態(tài)系統(tǒng)包括云管理平臺軟件供應(yīng)商、硬件及虛擬化網(wǎng)元軟件供應(yīng)商、運營商。不同商品可利用開放的接口實現(xiàn)互相合作，進(jìn)而實現(xiàn)端到端的解決方案。在NFV生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展中，開源軟件起著至關(guān)重要的作用。比如開源軟件Open Stack，就在生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展過程中起著非常積極的作用。通過開放的API接口定義及實現(xiàn)、描述云化應(yīng)用部署方法的格式定義、關(guān)鍵功能插件等的實現(xiàn)來實現(xiàn)開源軟件的核心功能。NFV生態(tài)系統(tǒng)能為通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的虛擬化帶來多種價值。比如對經(jīng)驗成熟的網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行整合等。

（三）構(gòu)建NFV基礎(chǔ)架構(gòu)平臺

基于NFV技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是在云計算技術(shù)的基礎(chǔ)上得以實現(xiàn)的，相比傳統(tǒng)業(yè)務(wù)部署模式，硬件的獨占性被大大削弱，所以，能有效降低網(wǎng)絡(luò)配置、計算以及儲存等設(shè)備運行成本。但是，由于NFV基礎(chǔ)架構(gòu)平臺的構(gòu)建需和電信級的穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)相一致，所以，須開發(fā)一套專業(yè)管理軟件，使NFV基礎(chǔ)架構(gòu)平臺具備SLA管理、HA模式以及故障警告與定位等功能。此外，NFV基礎(chǔ)架構(gòu)平臺在提供虛擬層功能之外，還應(yīng)提供生命周期管理中的所需的相關(guān)管理功能、面向網(wǎng)元部署資源的調(diào)度與編排功能等。

（四）提升相關(guān)人員的技能

在NFV技術(shù)的未來通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展過程中，其會對運維體系造成較大的影響，再加上IT技術(shù)與電信技術(shù)的有機(jī)融合，使得對相關(guān)人員的技能以及運維隊伍提出新要求。所以，運營商應(yīng)注重對相關(guān)人員的技能的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，以提升員工的能力，適應(yīng)當(dāng)前企業(yè)業(yè)務(wù)法制以及未來戰(zhàn)略發(fā)展的要求。尤其是NFV基礎(chǔ)架構(gòu)相關(guān)管理人員及技術(shù)人員等，除加強(qiáng)他們傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心IT運維技能之外，還應(yīng)加強(qiáng)虛擬網(wǎng)元架構(gòu)相關(guān)知識的培訓(xùn)，以增強(qiáng)他們對虛擬網(wǎng)元架構(gòu)的了解，理解業(yè)務(wù)的相關(guān)基本需求，還需加強(qiáng)云相關(guān)的IT技術(shù)，一旦業(yè)務(wù)出現(xiàn)故障警告，就能在第一時間內(nèi)識別故障是否由于NFV基礎(chǔ)架構(gòu)相關(guān)因素所導(dǎo)致的。另外，企業(yè)還應(yīng)建立能力培養(yǎng)體系，為NFV基礎(chǔ)架構(gòu)管理人員及其他人員提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源與支撐。根據(jù)人員崗位來確定培訓(xùn)方式及內(nèi)容，并進(jìn)行能力認(rèn)證和評估，通過能力認(rèn)證與評估，保證員工能的知識儲備以及技能能得到很好的提升，同時還能作為客觀公平評估員工能力的依據(jù)，并建立有效激勵機(jī)制，充分調(diào)動人員的工作積極性，促進(jìn)他們不斷提升能力。

四、結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段，NFV技術(shù)已步入了飛速發(fā)展階段，且其上下游產(chǎn)業(yè)鏈也在不斷成熟，當(dāng)前，很多主流電信運營商紛紛開始將NFV技術(shù)逐步向商用網(wǎng)絡(luò)或者試商用網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。本文認(rèn)為，構(gòu)建基于NFV技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能有效克服傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的諸多不足，同時還可滿足未來日益增多的新業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)要求。但是，由于基于NFV技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已發(fā)生了一定變化，所以運維體系也需進(jìn)行相應(yīng)改變，本文從運維流程、建立NFV生態(tài)系統(tǒng)、構(gòu)建NFV基礎(chǔ)架構(gòu)平臺、提升相關(guān)人員的技能等四個方面進(jìn)行革新，進(jìn)而提升運營效率與開發(fā)能力。