NFV网络演进与原理概述-ISSUE1.20

Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.修订记录课程编码适用产品产品版本课程版本ISSUEIF012001N/AN/A1.20开发/优化者时间审核人开发类型（新开发/优化）liaoyi2015.5liaoyi新开发Guanghaoping2016.2Liaoyi优化Guanghaoping2016.6Liaoyi优化Page0©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.NFV网络演进与原理概述Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.培训目标l学完本课程后，您应该能：p了解电信网络IT化技术演进发展趋势p了解NFV基础知识和基本概念p掌握NFV网络功能及特点p了解NFV网络规划建设运维关键点Page2Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.目录1.NFV网络技术发展趋势2.关键能力及解决方案3.NFV网络规划、建设、运维的关键点Page3Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.电信业在网络设计理念上一开始就选错了路，这造成了昂贵无比的网络，烟囱架构林立，无法支撑业务的灵活创新。如今，运营商的网络架构必须重新架构、重新设计、重新定义。包括SDN/NFV在内的网络变革对运营商来说生死攸关，与以往的技术变革不同，这将是一场耗时十年的，从技术到体制的全方面变革。----韦乐平，2015.09.18新一代互联网基础设施论坛Page4Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.IT&CT的过去、现在与将来过去现在将来万物互联无限的ICT应用InternetofthingEnterpriseInternetIndustrialInternetPage5Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.过去20年电信业的发展史TDMATMSDHFRNO.7Ethernet…….GSMPSTNOSS/BSSAll-IPRAN平台FAN平台IP+Optical平台Core平台ADSL/VDSL。。。PON/NG-PONGSM/UMTSLTE/LTE-A。。。40G/100G。。。400G/ITCSIMS。。。过去现在将来电路交换ALL-IP•承载方式五花八门•业务单一•统一承载，功能领域共平台•控制，承载，业务分离•动态灵活“提前，快速，易于”试错•从专有到共享，统一管理自动化运维增收节流开源节流仍是永恒主题Page6Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.CT当前面临的结构性挑战增收面临结构性挑战节流面临结构性挑战创新面临结构性挑战Telco5个/年AppstoreVs160,000个/年32,000倍Telco6个/月个人开发者Vs12个/小时360倍20022013用户数饱和传统业务下滑业务创新业务TTMPage7Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.什么是NFV？Page8lNFV(NetworkFunctionsVirtualization)网络功能虚拟化:通过借用IT的虚拟化技术，许多类型的网络设备类型可以合并入工业界标准中，如servers,switches和storage，可以部署在数据中心、网络节点或是用户家里。这需要网络功能以软件方式实现，并能在一系列的工业标准服务器硬件上运行，可以根据需要进行迁移、实例化、部署在网络的不同位置，而不需要安装新设备。l关键诉求：基于标准的大容量Server、存储和大容量以太网，不同Vendor提供的应用，以软件形式，远程自动部署在统一的基础设施上l软硬件解耦，网络应用基于通用的硬件基础设施上l开放，软硬件模块化，互不依赖，易于集成l自动化，完全自动远程将软件运营安装到通用硬件上并进行自动管理Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.NFV框架及三大组件关键要求云操作系统(Hypervisor+相关管理模块)硬件(计算/存储/网络)VNF(网络功能虚拟化)(e.g.vIMS/vEPC)VNFM（VNFs生命周期管理）VNFM（VNFs生命周期管理）VIM(虚拟资源管理)VIM(虚拟资源管理)NFVO（网络业务生命周期管理）NFVO（网络业务生命周期管理）MANO(NFVO+VNFM+VIM)•VNFM适配不同厂商NFVO和VIM•MANO系统应尽量减少对现有OSS/BSS冲击VNF-虚拟化网络功能•可以运行在不同厂商的NFVI•对应传统电信业务网络，每个物理网元映射为一个虚拟网元VNF。NFVI-云操作系统•优选基于OpenStack的云操作系统•将物理计算/存储/交换资源通过虚拟化转换为虚拟的计算/存储/交换资源池。NFVI-硬件•优选使用具有虚拟化辅助功能的芯片的COTS•同时具备高IOPS与高可靠性的磁阵•低RAID等级的磁阵建议冗余组网MANONFVI:网络功能虚拟化基础设施MANO:管理与编排VNF:虚拟化网络功能NFVIVNFPage9Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page10EMS黑盒子OSS非实时Network网元管理EMSVNF业务管理OSS非实时VNF基础设施实时实时NFV管理平面（MANO）=I层管理+VNF管理实时，分层，分布式，自愈功能VNFMVNF生命周期管理VNFMVNF生命周期管理NFVONFVOVIMVIM虚拟资源管理物理资源管理物理资源管理1•动态资源管理•I层告警管理•网络优化•灵活的业务编排•开放接口传统OSS/BSS非实时、黑盒子、网元管理Functionshift告警管理配置管理性能管理VNF安装Scalingin/outI层告警管理2基于CT体验基于IT体验MANO简介Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.NFV将IT基因融入电信网络CS/IMSEPCVAS…统一硬件统一虚拟化层IMSAPPIMSAPPEPCAPPEPCAPP……VASVAS………………传统网络•软件硬件绑定，更新困难•硬件专有，成本高昂•烟囱网络，管理维护困难NFV网元设备构建的新网络•软硬件解耦，网络功能虚拟化，易于更新•硬件通用化，可分享摩尔红利•资源归一，简化管理与运维IT前沿技术虚拟化技术分布式计算Page11Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.传统网络NFV网络运维复杂自动化OAM基础设施统一管理多种设备共存硬件归一化基础设施共享业务部署复杂耗时长灵活快速部署简化部署过程封闭开发为第三方开发者提供平台TOP3NFV价值Source:Infonetics(2014.3)SDNandNFVStrategies:GlobalServiceProviderSurvey加快TTM,节省TCO，促进创新新方式，新节流，新增长加快TTM节省TCO促进创新Page12Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.NFV正在走向成熟，但还有诸多因素需要考虑NFV技术成熟度曲线科技诞生的促动期过高期望的峰值泡沫化的底谷期稳步爬升的光明期实质生产的高峰期网络功能虚拟化时间期望值20122013201420162015来源：Gartner（2014年7月）NFV部署时间来源：Infonetics（2014年3月）vIMS34%34%31%14%45%41%vEPC2014~20152016之后/待定不会部署/不知道标准进展标准进展第一阶段2015Q1完成•架构，需求，参考实践，术语（2013年底）•2014年底17个专题稳定（性能，可靠性）框架基本稳定，成熟需要时间14年6月NFV研究项目立项预计15年6月，完成TR32.842第二阶段筹备启动•关键接口标准化，实现互联互通•MANO架构完善•通过OPN促进生态成熟Page13Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.目录1.NFV网络技术发展趋势2.关键能力及解决方案3.NFV网络规划、建设、运维的关键点Page14Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.NFV系统关键能力NFV系统关键能力Source:ETSINFVwhitepaperOct17,2013POC探索实践可靠性软件云化架构运维…开放可迁移高性能弹性以MANO为中心的自动化运维7多厂商集成6虚拟化应用软件开放高弹性高可靠性高性能云化架构2345基础能力：1NFV新引入关键能力：电信级关键能力继承：Page15业界对NFV系统的关键能力识别Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.关键能力1:开放COTS（华为当前已支持200+vendors）主流的Hypervisor主流的CloudOS(EXSI)Openlab生态联盟预评估BenchmarkBenchmarkTAS业务模块设计：业务模块虚拟机8核，16G内存转发模块虚拟2核，4G内存CSCF业务处理模块虚拟机设计:(C7000)(C7000)2虚拟机，每虚拟机4核2.49GHZ8G内存EMSEMSOSSOSS厂商A：NFVO厂商A：NFVO厂商B：VNFM厂商B：VNFMSOAP解释器REST解释器MANO现网OSS/BSSCorbaVIMVIMRestBenchmarkBenchmarkPage16Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.关键能力2:云化架构(虚拟化≠云化)软件与硬件绑定虚拟机软硬件解耦VNF内部视角(如CSCF)软硬件解耦华为当前能力关键能力区别•程序与数据分离，转发与数据分离•支持水平扩容，内存分布式数据库业界主要厂商当前能力业务逻辑与业务数据绑定VNF（如CSCF）业务逻辑与业务数据绑定业务数据层（内存分布式数据库）业务逻辑层会话转发层Page17Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.关键能力3:弹性主DB备DBABC…无状态分布式N+M冗余的业务处理模块实时话务实时话务…业务分发新生产模块根据CPU负载分发获取动态数据动态数据:用户签约数据，链路局向配置数据，稳态呼叫会话数据无状态分布式N+M冗余的业务处理模块实时话务实时话务…业务分发根据CPU负载分发稳态话务可以在立即在其他模块中重建实时话务ABC…主DB被DBABC…ABC…业务分发业务分发主备主备Page18Copyright©2016HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.关键能力4:高可靠性应用层业务模块冗余机制1：主备冗余业务模块业务模块冗余机制2：无状态N+M业务模块业务模块CloudOS冗余机制：虚拟机快速重建新生成虚拟机硬件层冗余机制：簇化以及物料冗余硬件层/VM层/业务层各层可靠性各自独立，高度互补确保整体可用性确保应用层