运营商网络三大场景可优先部署NFV

中国联通西安研究院 | 席晓

运营商网络三大场景可优先部署NFV

中国联通西安研究院 | 席晓

面对国家“提速降费”新政的施压、OTT业务的攻城略地以及虚拟SIM卡的即将“携号转网”；运营商每年的网络建设运营成本居高不下并且还有逐年增加的趋势；而运营商的网络流量不断增长，收入增长却不明显，“增量不增收”现象日益凸显；运营商的处境越来越艰难，以传统业务为主要收入来源正遭遇着巨大转型压力。

如果运营商能够打开软硬件垂直一体化的传统封闭式网络架构，用业界标准化的通用硬件和软件重构网络设备功能，就可以极大减少高额的投资建设运营费用，有效缓解收入日益减少的趋势。在4G快速发展的移动互联网时代，要实现万物互联，满足移动互联网用户的极致业务体验需求，运营商就要建设更加敏捷、开放、面向业务的网络。在此情况下，NFV应运而生。

NFV优势明显

NFV即网络功能虚拟化，就是把通信设备从目前的专用平台迁移到通用的X86 COTS服务器上。NFV的技术基础是目前IT业界的云计算和虚拟化技术，利用通用的COTS计算、存储、网络以及硬件设备通过虚拟化技术将其分解为多种虚拟资源，供上层各种业务应用使用，使得应用与硬件解耦，资源的供给速度大大提高。

当前运营商网络使用的各种设备，均是基于私有平台部署的，各种网元都是一个个封闭的盒子，各种盒子间硬件资源无法互用，设备扩容必须通过增加硬件，经常有硬件资源空转闲置，硬件调整耗时长、弹性差、成本高。

而利用NFV实现时，各种网元成了独立的应用，可以灵活部署在底层基于标准通用服务器、路由器、存储构建的统一平台上。软硬件彻底解耦可实现分层的设施管理和网络维护，通过应用快速增加或减少虚拟资源达到灵活扩容、减容的目的，可进行动态资源调度和设备节能，大大提升了网络弹性，大幅降低了运营商网络建设等硬件投资成本、运营成本以及其他资本支出；实现了硬件资源和业务负荷的有效匹配，提高了资源利用效率，还可以有效保证系统响应速度，加快新业务部署速度，大幅缩短新业务的上线周期，更好地提升用户满意度。

NFV在运营商网络中的主要应用场景

NFV极具颠覆性，且还处于不断完善的阶段，运营商网络引入NFV不可能一蹴而就，应按照从控制层到转发层、从网络的核心层到边缘层、从增量设备到存量设备的原则依次进行部署。

运营商网络经过多年发展，结构错综复杂、多种业务不断叠加。NFV的引入，可以从网络节点对转发能力和计算能力要求两方面去权衡。根据运营商网络中对于转发能力和计算能力的实际要求，建议对转发能力要求低且对CPU、内存以及存储要求高的系统，适合优先进行NFV部署，如云IDC、移动网络中的相关网元、CDN网络中都可以考虑优先部署实施NFV。

场景一：云IDC中的应用

在云IDC中，为用户提供VPC服务时，可以采用NFV，为VPC租户提供相应的虚拟网络业务，如：提供虚拟防火墙vFW方案保障内部安全，提供深度包检测技术vDPI进行业务流量的深度分析等，满足多用户的多元化、个性化需求。

云IDC中每天庞大的集中式流量给出口路由器造成了很大压力，引入NFV后，采用基于软件定义的路由器、防火墙以及汇聚交换机等，将其分布式地部署在底层各个通用服务器上，为每个或者集团有共同需求的租户分配独立的逻辑路由器、防火墙及汇聚交换机等，并智能地将流量按最短路径转发，可以有效减轻核心交换机的压力。

在云IDC网络出口处的防火墙、负载均衡及一些高端的路由器可以考虑部署NFV，不仅能够有效保护用户的数据安全，还能进行其他的业务处理，如：负载均衡、流量识别等。

场景二：移动网络中应用

演进的分组核心EPC和IP多媒体IMS系统的网络文件系统NFS，可以利用NFV整合在相同的硬件资源池中；基站的功能，例如链路层、物理层以及相关协议处理不同的无线标准，如3G/4G及未来的5G等，也可以利用NFV，在一个集中、共享的硬件资源池中实现动态资源分配。

NFV应用于未来5G中，将有利于移动网元更靠近基站，从而实现更低的延迟；有效调配网络资源，将构筑一个更加智能的网络。用户的业务需求是随时变化的，用户在看一些文档资料时，对带宽的要求并不高，而突然要看高清视频，网络带宽就要随之提升，这种灵活的调整，当前网络是无法实现的。在5G系统中利用NFV可以有效实现这种需求，而且调整前后网络同样稳定，用户体验不变。

场景三：内容分发网络CDN的应用

CDN服务通常部署在靠近网络边缘的内容缓存，以改善用户业务体验质量。目前，CDN提供商、运营商利用高速缓存技术，使用专用的硬件为用户提供这种服务。由于硬件资源的设计为高峰时满负荷，这些缓存资源在生命周期内大多数时间未能得到充分利用。而利用和部署NFV实现虚拟化缓存，底层硬件资源可以被合并，并在多个供应商的CDN缓存和其他的VNFs中实现动态共享，从而可以有效提高缓存资源使用率。

总之，未来运营商在网络中若能科学合理地引入NFV，将实现软硬件彻底解耦、资源虚拟化、硬件通用化、管理云化，网络的自动化管理和敏捷性将大为提升,同时还能够有效降低运营成本、提升运维效率，从而进一步促进运营商新业务、新市场快速发展。