OpenStack与NFV（一）——携手推动运营商网络变革

编者按：

近日OpenStack 基金会发布NFV报告《以OpenStack加速NFV交付 全球电信运营商聚焦开源网络的未来》，我们将此报告全文刊出，希望有助于大家对OpenStack及NFV发展方向的了解，全文将分为五个章节逐一刊出。



概述

昂贵、产品版权为厂商所把持、不灵活，对于传统网络，业务领导者常需应对这些痛点。而新技术也因此在一些网络运营商的带领下应需而生。网络功能虚拟化（Network Functions Virtualization, NFV）可让电信行业及企业网络运营商以商业化成品硬件及开源软件作为单一的管理与协作控制板控制其物理、虚拟及功能域，实现网络控制。

在NFV发展之初，电信公司及网络厂商已然发现OpenStack作为NFV平台的潜能。与OpenStack厂商及开发者合作为NFV使用案例优化OpenStack亦始于此。

欧洲电信标准协会与Linux基金会的协作项目”OPNFV” 已为此定义技术规范并于NFV发布，同时以OpenStack Virtualization Infrastructure Manager(虚拟化基础架构管理工具)作为参考平台。此外，OpenStack是追加管理及编排功能的主流选择。

某独立评测机构曾对使用OpenStack及不同虚拟化网络功能的四个NFV架构平台的互操作性予以测试。结果表明，尽管互操作性仍需发展，但对于新晋的NFV技术，大多数配置以相当好的成绩超出了评测预期。

本文将深析NFV、其商业价值及OpenStack可如何予以支持；描述实际项目、案例及AT&T、Verizon、日本NTT集团、SK电信及Bloomberg等核心运营商、企业的实践经历。

尽管NFV尚处发展初期，基于OpenStack的NFV可提供敏捷、可扩展、可迅速成熟的平台，为电信服务提供商及大型企业带来让其欲罢不能的技术及业务收益。

关于NFV

简言之，NFV是通过以软件及自动化替代专用网络设备，定义、创建、管理网络的全新方式。在当下IT境况，NFV是IT思维模式逐渐离开不灵活、受厂商限制且昂贵的物理硬件的创新延续。



以OpenStack加速NFV交付 全球电信运营商聚焦开源网络的未来1099

图1. NFV功能概览

在NFV环境中，虚拟网络功能（VNF）于物理网络架构之上，负责处理运行于一个或多个虚拟机（VM）、裸机或容器的实际网络功能。

VNF涉及众多领域。 移动开发领域的移动网关（SGW、PGW等）及相关功能（MME、HLR、PCRF等）。

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图2. VNF 可替代的物理网络功能





NFV与软件定义网络

​软件定义网络（Software Defined Network, SDN）与NFV互补，可跨域，于不同环境解决不同问题。SDN的兴起使网络设备可自某元件被集中管控、设计。NFV旨在以IT虚拟化的标准技术加速服务创新、加强其管控。SDN需新的接口、控制模块与应用，而NFV往往仅需将网络应用移动至虚拟机或运行于通用硬件的容器。NFV与SDN高度互补，但不相互依附，尽管二者的概念与解决方案可相融合，获取累计收益。

“虚拟”客户驻场设备（Customer Premise Equipment, CPE）、加密的网关（例如VPN网关）、防火墙或应用层网关与过滤机制（例如网络及邮件流量过滤）；测试及诊断设备（监控服务层功能），全可部署为VNF4。

于NFV更深入的探讨，详见原始版ETSI NFV白皮书（https://portal.etsi.org/NFV/NFV_White_Paper.pdf ）

OPNFV的技术概览可见 https://www. opnfv.org/software/technical-overview。

NFV的优势源自其运行于通用服务器及虚拟机或容器内的交换器，且设有标准化开放API。NFV依赖于开源开发且可动态、适应性提供各类网络功能。NFV的总体目标是提供敏捷性、灵活性和易用性。网络运营商于实施NFV可得的具体操作及技术优势包括：

·由程序化管控而来的网络灵活性；

·利用开源领域的创新力，体验实时涌现的于电信及传统IT空间的改善；

·于模块式驱动器及插件的全面选择；

·可以API接入，缩短新性能的入市时间；

·以硬件替代COTS,降低成本、提高能效；

·降低电耗，合理利用空间；

·以协作提高跨数据中心的运营效率：从单一控制台管理上千台设备；

·可视性：跨虚拟及物理网络与设备的自主监控、故障检修、任务执行；

·通过优化网络设备使用率提高性能；

·以SLA为驱动的资源分配（起始及持续）；

·QoS：性能、扩展性、高覆盖、可管理性；

·改善政策驱动型冗余；

·对应用层基础架构的支持；

对于业务层面，NFV用户可在CapEx、OpEx、减少能耗、节省空间之余收获敏捷性与能效，发掘新的服务收入增长点。

NFV是主流技术，迅速被各电信运营商启用。OPNFV主持的2015年度Heavy Reading全球调查显示，近60%的电信技术人员正积极探索NFV。咨询公司 HIS Infonetics预测，全球NFV硬件、软件及服务市场规模将现十倍增长，从2014年的9500万美金发展至2019年的1.16亿美金。



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“OpenStack于OPNFV的角色非常重要-无论在社区、项目、或是平台中。我们期待持续合作，随着行业向开源NFV进一步发展。”
——Jonathan Bryce, OpenStack基金会执行总经理， 2016年1月

OPNFV建立在大量开发者横跨不同电信厂商及企业的协作之上，可较好的整合标准化团体、开源社区与商业提供商的成果，交付功实用的标准化开源NFV平台。起初，AT&T、中国移动、NTT DOCOMO、意大利电信、Vodafone、爱立信、华为、红帽、英特尔、CenturyLink、KT、 Orange、SK 电信以及Sprint等OPNFV项目成员仅专注于NFV基础架构，包括虚拟化基础架构（NFVI）及虚拟基础架构管理（VIM）。

2015年12月，OPNFV将其范围延伸至包括MANO，于未来发布。OPNFV提供于NFV模块式平台的行业化端到端整合及裸机部署。OpenStack之外，开源项目OpenDaylight、 Open vSwitch 及KVM也被用于参考平台的第一个发行版。

OPNFV遵循“UpStream 1st”的理念。以OpenStack为例，项目中对OpenStack的必要改编需最大限度开发其潜能。

为此，OPNFV社区贡献了大量OpenStack开发者及代码，加速其功能开发。

ONFV被广泛融合于OpenStack。OpenStack NFV功能方案及其开发为项目及相关流程之必需：

·电信用户将其需求提交至用户委员会；

·于OpenStack功能的ETSI NFV ISG需求被发布于其网站；

所以，OPNFV与OpenStack社区关系紧密，需以必要流程来推动NFV的发展。
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