范文NFV知識培訓課件

目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國移動電信云工作進展NFV知識培訓精品文檔1目錄NFV基本概念和架構(gòu)NFV知識培訓精品文檔1解耦開放簡化廠商A廠商B廠商C廠商D廠商EFrom:傳統(tǒng)煙囪式結(jié)構(gòu)：軟件和硬件合一To:軟件和硬件解耦NFV即NetworkFunctionsVirtualization（網(wǎng)絡功能虛擬化），就是將傳統(tǒng)的CT業(yè)務部署到云平臺上（云平臺是指將物理硬件虛擬化所形成的虛擬機平臺，能夠承載CT和IT應用），從而實現(xiàn)軟硬件解耦合。什么是NFV精品文檔2解耦開放簡化廠商A廠商B廠商C廠商D廠商EFrom:傳統(tǒng)煙NFV的ETSI標準架構(gòu)包括虛擬機管理軟件和硬件Hypervisor是每個服務器上的虛擬計算、虛擬存儲、虛擬網(wǎng)絡能力的直接提供者運行在虛擬化平臺上的網(wǎng)元軟件最小部署單元是一個或者多個VMNFVO（NFVOrchestration)負責網(wǎng)絡業(yè)務的部署，比如VoLTE服務、RCS服務……，以及跨廠家、跨數(shù)據(jù)中心的全局資源管理VNFM(VNF

manager）負責網(wǎng)元生命周期管理，基本能力包括網(wǎng)元VM的增、刪、查、改VIM（VirtualInfrastructureManager）是云平臺的管理，負責硬件管理、VM部署、VM協(xié)調(diào)和調(diào)度等VNF：虛擬化網(wǎng)絡功能NFVI:NFV基礎(chǔ)設(shè)施MANO

=NFVO+VNFM+VIMComputingHardwareStorageHardwareNetworkHardwareHardwareresourcesVirtualisationLayerVirtualisedInfrastructureManagerVNFManagerVNF2OrchestratorOSS/BSSVNF3VNF1VirtualComputingVirtualStorageVirtualNetworkNFVManagementandOrchestrationEMS2EMS3EMS1Service,VNFandInfrastructureDescriptionNFVIVNF精品文檔3NFV的ETSI標準架構(gòu)包括虛擬機管理軟件和硬件運行在虛擬化ETSINFVISG特點：運營商主導分析需求，制定架構(gòu)250+家廠商參與，IT廠商參與眾多2012.10，13家運營商發(fā)起產(chǎn)業(yè)互動驗證NFV的起源及標準化：以商業(yè)化為目標，應對互聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)20132014201520162017Phase1：定義框架，流程存在爭議Phase2：解決爭議問題，以及互操作和具體實現(xiàn)；Phase3：聚焦部署場景ETSINFVISGNFV標準化進展NFV的開源平臺（OpenPlatformForNFV）項目，目標是成為運營級別的集成開源參考平臺，從而加速NFV技術(shù)演進和商用進程：當前聚焦云基礎(chǔ)設(shè)施。3GPPSA5主要研究NFV的管理接口，各項目仍處于功能需求討論的初級階段2018精品文檔4ETSINFVISG特點：2012.10，13家運營商發(fā)NFV/SDN的發(fā)展體現(xiàn)了CT和IT的結(jié)合標準化組織開源組織SDNForwardingControllerAPP北向接口OpenFlow南向接口Netconf…APPAPP開放：軟硬件的解耦，功能軟件化成為趨勢，帶來原有封閉產(chǎn)業(yè)的開放和IT/CT產(chǎn)業(yè)的互相滲透，通信協(xié)議接口變成了API調(diào)用的軟件接口，軟件互操作成為主要內(nèi)容標準：需要依賴事實標準投入來增強互通性，需重視開源發(fā)展和軟件開發(fā)、集成和認證能力，提升軟件層面的互操作能力VIMNFVOVNFM云管理Hypervisor/虛擬機管理VMM硬件資源（計算、存儲、網(wǎng)絡）虛擬機VM虛擬機VMVNF(vCSCF，vHSS...)VNF(vCPE,vBRAS…)虛擬層硬件OSS/BSS虛擬網(wǎng)元KVM/OVS/DPDKNFV/SDN的發(fā)展體現(xiàn)了CT和IT的結(jié)合標準化組織開源組織NetworkVirtualizationStorageVirtualizationOPNFVDanubeOverviewComputeVirtualizationManagementandOrchestrationVirtualNetworkFunctionsOpenStackKVMOpenDaylightOVSONOSComputeStorageNetworkInfrastructurePharosCommunityLabsOPNFVBareMetalLabUpstreamProjectCollaboration:IntegrationTestingNewFeaturesOpenContrailCephODPDPDKAlignmentInstallationCompositionFunctionalSystemPerformanceNFVFeaturesContinuousIntegration/ContinuousDeploymentDocumentationSecurityFD.ioDataPlaneLXD精品文檔6NetworkStorageOPNFVDanubeOve目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國移動電信云工作進展精品文檔7目錄NFV基本概念和架構(gòu)精品文檔7資源獨立操作系統(tǒng)必須與硬件緊耦合資源抽像成共享資源池上層操作系統(tǒng)與硬件解耦，操作系統(tǒng)從資源池中分配資源傳統(tǒng)架構(gòu)/模式虛擬化架構(gòu)/模式虛擬化

：引入虛擬化層，對物理資源進行抽象，讓資源使用者更加靈活地使用資源。IT虛擬化的優(yōu)勢降低運營成本降低能源消耗提升資源利用率提高應用兼容性加速應用部署動態(tài)調(diào)度資源虛擬化是什么？精品文檔8資源獨立資源抽像成共享資源池傳統(tǒng)架構(gòu)/模式虛擬化架構(gòu)/模式虛NFV不僅是虛擬化，更需要軟件云化架構(gòu)提高彈性與可靠性傳統(tǒng)盒子云化架構(gòu)軟件與硬件綁定虛擬化虛擬機軟硬件解耦VNF內(nèi)部視角(如CSCF)軟硬件解耦云化關(guān)鍵能力區(qū)別程序與數(shù)據(jù)分離，轉(zhuǎn)發(fā)與數(shù)據(jù)分離支持水平擴容

，內(nèi)存分布式數(shù)據(jù)庫虛擬化業(yè)務邏輯與業(yè)務數(shù)據(jù)綁定VNF（如CSCF）業(yè)務邏輯與業(yè)務數(shù)據(jù)綁定業(yè)務數(shù)據(jù)層（內(nèi)存分布式數(shù)據(jù)庫）業(yè)務邏輯層會話轉(zhuǎn)發(fā)層精品文檔9NFV不僅是虛擬化，更需要軟件云化架構(gòu)提高彈性與可靠性傳統(tǒng)盒秒級彈性縮容及業(yè)務“零”中斷分鐘級彈性擴容彈性：業(yè)務按需快速自動伸縮主DB備DBABC…無狀態(tài)分布式N+M冗余的業(yè)務處理模塊實時話務實時話務…業(yè)務分發(fā)新生產(chǎn)模塊根據(jù)CPU負載分發(fā)獲取動態(tài)數(shù)據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù):用戶簽約數(shù)據(jù)，鏈路局向配置數(shù)據(jù)，穩(wěn)態(tài)呼叫會話數(shù)據(jù)無狀態(tài)分布式N+M冗余的業(yè)務處理模塊實時話務實時話務…業(yè)務分發(fā)根據(jù)CPU負載分發(fā)穩(wěn)態(tài)話務可以在立即在其他模塊中重建實時話務ABC…主DB被DBABC…ABC…業(yè)務分發(fā)業(yè)務分發(fā)主備主備精品文檔10秒級彈性縮容及業(yè)務“零”中斷分鐘級彈性擴容彈性：業(yè)務按需快速高可靠性：多層HA機制協(xié)同確保業(yè)務5個9可用性應用層網(wǎng)元網(wǎng)元：組Pool容災網(wǎng)元業(yè)務模塊冗余機制2：無狀態(tài)N+M業(yè)務模塊業(yè)務模塊CloudOS冗余機制：虛擬機快速重建新生成虛擬機硬件層冗余機制：簇化以及物料冗余硬件層/VM層/業(yè)務層各層可靠性各自獨立，高度互補確保整體可用性確保應用層會話”0”中斷確保資源永遠可用99.999%可用性

虛擬機精品文檔11高可靠性：多層HA機制協(xié)同確保業(yè)務5個9可用性應用層網(wǎng)元網(wǎng)元IMSEPC…NFV網(wǎng)絡云化演進：從NFV云化到微服務化物理機軟件與硬件耦合業(yè)務和數(shù)據(jù)無法解耦云化VNF三層云化架構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)分離,業(yè)務處理邏輯無狀態(tài)化通過編排器Orchestrator實現(xiàn)多廠商應用的自動化部署OrchestrationDatabaseLoadBalanceRegionalDCEdgeDCCenterDCApplogicApplogicAppLogic~20152016-2017面向微服務的軟件架構(gòu)輕量級虛擬化(容器技術(shù))E2E自動化編排可編程&切片MicroServiceSlicingOn-Demand2018-2020超越虛擬化、立足云化，建設(shè)面向5G微服務化演進的NFV云化網(wǎng)絡微服務化精品文檔12IMSEPC…NFV網(wǎng)絡云化演進：從NFV云化到微服務化物理目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國移動電信云工作進展精品文檔13目錄NFV基本概念和架構(gòu)精品文檔13通用硬件：提升轉(zhuǎn)發(fā)能力，匹配電信業(yè)務需求vRANvGWvMSEvSWITCH電信云：3GPP網(wǎng)狀互通東西流量大IT云：Client/Server模式南北流量大vAPP1vAPP2vAPP3vSWITCHIT網(wǎng)絡關(guān)注計算和存儲電信網(wǎng)絡關(guān)注數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和I/O吞吐量會話表示層應用存儲轉(zhuǎn)發(fā)計算物理數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)絡傳輸層吞吐量硬件CloudOSVNFXGbps4Gbps硬件CloudOSVNF通用X86DPDK+SR-IOV直通技術(shù)X

倍性能提升/板卡=1

加速子卡

X單板加速板卡軟硬直通通用IPSec/SA/Gb加速子卡COTSOSVNFMANO集成服務精品文檔14通用硬件：提升轉(zhuǎn)發(fā)能力，匹配電信業(yè)務需求vRANvGWvMS虛擬層：基于開放、開源架構(gòu)打造多業(yè)務電信級云平臺物理機I層管理進程VM普通虛擬機VM低時延虛擬機Cpu0Cpu1Cpu2Cpu3Cpu4Cpu5Cpu6Cpu7Cpu8VM普通虛擬機OpenStack創(chuàng)建虛擬機指定低時延敏感屬性低時延業(yè)務VM獨占資源HostOS&HypervisorHostOS&HypervisorHostOS&Hypervisor共享資源池FailedServer++①服務器故障：異常下電，宕機，物理組件故障……②HostOS故障：Crash，關(guān)鍵進程Hangup親和性調(diào)度實現(xiàn)電信級性能虛擬機大頁、IO-NUMA、虛擬機帶寬調(diào)度等電信親和性調(diào)度算法vCPU綁定到物理CPU核，禁止超分配、內(nèi)存預占等，避免超分帶來性能下降和不確定性以開放開源OPENSTACK架構(gòu)以及KVM虛擬化層為基礎(chǔ)，通過親和性調(diào)度及電信級故障檢測與恢復進行電信級增強加固1s內(nèi)故障檢測（Watchdog、亞健康檢測、黑匣子、主機故障檢測機制）30s內(nèi)恢復虛擬機電信級故障檢測與恢復保證高可靠性COTSOSVNFMANO集成服務精品文檔15虛擬層：基于開放、開源架構(gòu)打造多業(yè)務電信級云平臺物理機I層管傳統(tǒng)網(wǎng)絡(軟硬件耦合)IMSEPCDCCloudOSvEPCvIMS虛擬化(軟硬件解耦)DCDCCloudOSCloudOS跨DC中間件分布式DB負載均衡層業(yè)務處理層云化架構(gòu)(軟件原子化&數(shù)據(jù)處理分離)虛擬化是技術(shù)視角的概念：實現(xiàn)軟硬件解耦的IT技術(shù)云化的第一步云化是業(yè)務視角的概念：單模塊快速擴縮容，提升資源利用率虛擬機故障隔離，快速故障恢復獨立備份機制提供更高的可靠性軟硬件解耦軟件功能原子級化業(yè)務處理&數(shù)據(jù)分離分布式內(nèi)存智能負載均衡跨DC的分布式部署、業(yè)務和數(shù)據(jù)分離、負載均衡是VNF重構(gòu)的關(guān)鍵點

VNF：電信級可靠性和彈性需要全分布式的云化軟件架構(gòu)COTSOSVNFMANO集成服務傳統(tǒng)網(wǎng)絡IMSEPCDCCloudOSvEPCvIMS虛擬MANO：從一個配置實例來看MANO各部件的業(yè)務職責配置設(shè)計終結(jié)運行管理部署MANO：全生命周期管理OSS/BSSVNFNFVIEMSVIMVNFMNFVOWANInfrastructureManagerVNFDMANO21345獲取資源NFVO從VIM獲取虛擬資源狀態(tài)下發(fā)執(zhí)行NFVO決策EPC部署并下發(fā)VNFM執(zhí)行VNF請求VNFM向VIM請求創(chuàng)建MME/GW的VMVM創(chuàng)建VIM根據(jù)要求創(chuàng)建VMVNF配置VNFM知會EMS配置MME/GW業(yè)務12345以實例化一個EPC網(wǎng)絡為例COTSOSVNFMANO集成服務MANO：從一個配置實例來看MANO各部件的業(yè)務職責配置設(shè)計MANO：對NFV整體及各層理解和實踐是MANO應用的基礎(chǔ)開放架構(gòu)異廠家及VNF與PNF管理異構(gòu)網(wǎng)絡和跨DC資源管理可編程API，支持多種接口形式算法建模業(yè)務建模預測跨層故障關(guān)聯(lián)和自愈能力易部署圖形化界面，簡化配置難度功能插件化，增值服務套件快速集成與業(yè)務發(fā)放業(yè)務故障恢復資源高效利用IOT測試電信運維經(jīng)驗定制化能力電信業(yè)務理解服務集成能力MANODC/VNF資源預測歷史數(shù)據(jù)預測數(shù)據(jù)123456891011127OSS/BSSVNFNFVIEMSVIMNFVOVNFMPNFVNF…PNFMANOHSSCSCFFirewallPGWMMEVNFLibraryPolicyLibraryScale-InPolicyScale-OutPolicyAlarmPolicyResourcePolicy…VNFCOTSOSVNFMANO集成服務精品文檔18MANO：對NFV整體及各層理解和實踐是MANO應用的基礎(chǔ)開目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國移動電信云工作進展精品文檔19目錄NFV基本概念和架構(gòu)精品文檔19下一代網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型的發(fā)展目標未來新型數(shù)據(jù)中心，采用IT通用服務器構(gòu)建資源池，電信設(shè)備軟硬解耦，以軟件形式形成電信云，并支撐內(nèi)容分發(fā)、邊緣計算等能力新型數(shù)據(jù)中心（云化部署形態(tài)）核心技術(shù)：網(wǎng)絡功能虛擬化NFV、

電信云核心技術(shù)：軟件定義網(wǎng)絡SDN未來新型網(wǎng)絡，采用控制轉(zhuǎn)發(fā)分離和路由集中計算，實現(xiàn)網(wǎng)絡靈活、智能調(diào)度和網(wǎng)絡能力的開放新型網(wǎng)絡（智能化網(wǎng)絡調(diào)度）未來新型大腦，實現(xiàn)跨領(lǐng)域、端到端、全網(wǎng)資源和網(wǎng)元流量流向管理編排和調(diào)度新型大腦（智能網(wǎng)絡編排）核心技術(shù)：協(xié)同編排Orchestrator架構(gòu)可靈活調(diào)整資源可彈性伸縮流量可全局調(diào)度能力可全面開放未來網(wǎng)絡將從“以語音和數(shù)據(jù)為核心”的架構(gòu)轉(zhuǎn)向“以內(nèi)容和流量為核心的數(shù)據(jù)中心”網(wǎng)絡架構(gòu)精品文檔20下一代網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型的發(fā)展目標未來新型數(shù)據(jù)中心，采用IT通用服務目標架構(gòu)設(shè)計：云化的數(shù)據(jù)中心，智能化的流量調(diào)度，內(nèi)容與計算能力下沉新型數(shù)據(jù)中心的發(fā)展原則控制面集中：控制功能集中，形成核心云，實現(xiàn)更靈活的網(wǎng)絡調(diào)度媒體面下沉：流量快速卸載，形成邊緣云，優(yōu)化流量和用戶體驗，提高網(wǎng)絡效率新型網(wǎng)絡的發(fā)展原則面向DC東西向的連接：流量流向可規(guī)劃，應完全采用智能化控制實現(xiàn)流量最優(yōu)調(diào)度面向用戶接入南北向的連接：引入智能調(diào)度作為網(wǎng)絡流量的優(yōu)化手段，提升利用率核心云(含新型大腦，管理調(diào)度平臺)BRAS硬件層虛擬層SDN控制器5GIMS核心DC50~100邊緣DC1000~3000接入AP100萬硬件層虛擬層邊緣云BRAS5GCDNsCPE硬件層虛擬層邊緣云BRAS5GCDNsCPE硬件層虛擬層邊緣云BRAS5GCDNsCPE接入AP硬件層虛擬層PTN5GEC接入APPTNOLTOTN接入AP硬件層虛擬層OLTECPTNOTN核心云(含新型大腦，管理調(diào)度平臺)BRAS硬件層虛擬層SDN控制器5GIMS編排器編排器目標架構(gòu)設(shè)計：云化的數(shù)據(jù)中心，智能化的流量調(diào)度，內(nèi)容與計算能云化、標準化的云數(shù)據(jù)中心（TIC）是未來網(wǎng)絡架構(gòu)的基本單元以云化、標準化的云數(shù)據(jù)中心（TIC）重構(gòu)云化核心網(wǎng)絡TIC具備高等級服務質(zhì)量要求的標準組網(wǎng)、標準基礎(chǔ)設(shè)施和統(tǒng)一管理編排體系，可承載各類虛擬化應用，可統(tǒng)一調(diào)度，可快速復制基于規(guī)范的VNFD和NSD快速部署網(wǎng)元和網(wǎng)絡模板化編排管理服務器統(tǒng)一為計算密集型、存儲密集型，轉(zhuǎn)發(fā)密集型采用標準化硬件管理接口統(tǒng)一的硬件資源模型按照管理、存儲、業(yè)務三個平面以及標準的子網(wǎng)模型規(guī)劃TIC底層網(wǎng)絡規(guī)范的undercloud網(wǎng)絡采用PXE批量安裝采用腳本+工具規(guī)范集成自動化快速部署虛擬層軟件規(guī)范化VNFM規(guī)范化EMS以及OSS協(xié)同規(guī)范的虛擬網(wǎng)元及管理通過openstackneutron、SDN控制器、OVS協(xié)同實現(xiàn)規(guī)范的TIC業(yè)務網(wǎng)絡規(guī)范的overcloud網(wǎng)絡在openstack基礎(chǔ)上進行規(guī)范化增強規(guī)范的虛擬資源管理TIC內(nèi)采用規(guī)范的供電、散熱等配套設(shè)施規(guī)范的TIC配套設(shè)施云化、標準化的云數(shù)據(jù)中心（TIC）是未來網(wǎng)絡架構(gòu)的基本單元以目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國移動電信云工作進展NFV知識培訓精品文檔23目錄NFV基本概念和架構(gòu)NFV知識培訓精品文檔1解耦開放簡化廠商A廠商B廠商C廠商D廠商EFrom:傳統(tǒng)煙囪式結(jié)構(gòu)：軟件和硬件合一To:軟件和硬件解耦NFV即NetworkFunctionsVirtualization（網(wǎng)絡功能虛擬化），就是將傳統(tǒng)的CT業(yè)務部署到云平臺上（云平臺是指將物理硬件虛擬化所形成的虛擬機平臺，能夠承載CT和IT應用），從而實現(xiàn)軟硬件解耦合。什么是NFV精品文檔24解耦開放簡化廠商A廠商B廠商C廠商D廠商EFrom:傳統(tǒng)煙NFV的ETSI標準架構(gòu)包括虛擬機管理軟件和硬件Hypervisor是每個服務器上的虛擬計算、虛擬存儲、虛擬網(wǎng)絡能力的直接提供者運行在虛擬化平臺上的網(wǎng)元軟件最小部署單元是一個或者多個VMNFVO（NFVOrchestration)負責網(wǎng)絡業(yè)務的部署，比如VoLTE服務、RCS服務……，以及跨廠家、跨數(shù)據(jù)中心的全局資源管理VNFM(VNF

manager）負責網(wǎng)元生命周期管理，基本能力包括網(wǎng)元VM的增、刪、查、改VIM（VirtualInfrastructureManager）是云平臺的管理，負責硬件管理、VM部署、VM協(xié)調(diào)和調(diào)度等VNF：虛擬化網(wǎng)絡功能NFVI:NFV基礎(chǔ)設(shè)施MANO

=NFVO+VNFM+VIMComputingHardwareStorageHardwareNetworkHardwareHardwareresourcesVirtualisationLayerVirtualisedInfrastructureManagerVNFManagerVNF2OrchestratorOSS/BSSVNF3VNF1VirtualComputingVirtualStorageVirtualNetworkNFVManagementandOrchestrationEMS2EMS3EMS1Service,VNFandInfrastructureDescriptionNFVIVNF精品文檔25NFV的ETSI標準架構(gòu)包括虛擬機管理軟件和硬件運行在虛擬化ETSINFVISG特點：運營商主導分析需求，制定架構(gòu)250+家廠商參與，IT廠商參與眾多2012.10，13家運營商發(fā)起產(chǎn)業(yè)互動驗證NFV的起源及標準化：以商業(yè)化為目標，應對互聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)20132014201520162017Phase1：定義框架，流程存在爭議Phase2：解決爭議問題，以及互操作和具體實現(xiàn)；Phase3：聚焦部署場景ETSINFVISGNFV標準化進展NFV的開源平臺（OpenPlatformForNFV）項目，目標是成為運營級別的集成開源參考平臺，從而加速NFV技術(shù)演進和商用進程：當前聚焦云基礎(chǔ)設(shè)施。3GPPSA5主要研究NFV的管理接口，各項目仍處于功能需求討論的初級階段2018精品文檔26ETSINFVISG特點：2012.10，13家運營商發(fā)NFV/SDN的發(fā)展體現(xiàn)了CT和IT的結(jié)合標準化組織開源組織SDNForwardingControllerAPP北向接口OpenFlow南向接口Netconf…APPAPP開放：軟硬件的解耦，功能軟件化成為趨勢，帶來原有封閉產(chǎn)業(yè)的開放和IT/CT產(chǎn)業(yè)的互相滲透，通信協(xié)議接口變成了API調(diào)用的軟件接口，軟件互操作成為主要內(nèi)容標準：需要依賴事實標準投入來增強互通性，需重視開源發(fā)展和軟件開發(fā)、集成和認證能力，提升軟件層面的互操作能力VIMNFVOVNFM云管理Hypervisor/虛擬機管理VMM硬件資源（計算、存儲、網(wǎng)絡）虛擬機VM虛擬機VMVNF(vCSCF，vHSS...)VNF(vCPE,vBRAS…)虛擬層硬件OSS/BSS虛擬網(wǎng)元KVM/OVS/DPDKNFV/SDN的發(fā)展體現(xiàn)了CT和IT的結(jié)合標準化組織開源組織NetworkVirtualizationStorageVirtualizationOPNFVDanubeOverviewComputeVirtualizationManagementandOrchestrationVirtualNetworkFunctionsOpenStackKVMOpenDaylightOVSONOSComputeStorageNetworkInfrastructurePharosCommunityLabsOPNFVBareMetalLabUpstreamProjectCollaboration:IntegrationTestingNewFeaturesOpenContrailCephODPDPDKAlignmentInstallationCompositionFunctionalSystemPerformanceNFVFeaturesContinuousIntegration/ContinuousDeploymentDocumentationSecurityFD.ioDataPlaneLXD精品文檔28NetworkStorageOPNFVDanubeOve目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國移動電信云工作進展精品文檔29目錄NFV基本概念和架構(gòu)精品文檔7資源獨立操作系統(tǒng)必須與硬件緊耦合資源抽像成共享資源池上層操作系統(tǒng)與硬件解耦，操作系統(tǒng)從資源池中分配資源傳統(tǒng)架構(gòu)/模式虛擬化架構(gòu)/模式虛擬化

：引入虛擬化層，對物理資源進行抽象，讓資源使用者更加靈活地使用資源。IT虛擬化的優(yōu)勢降低運營成本降低能源消耗提升資源利用率提高應用兼容性加速應用部署動態(tài)調(diào)度資源虛擬化是什么？精品文檔30資源獨立資源抽像成共享資源池傳統(tǒng)架構(gòu)/模式虛擬化架構(gòu)/模式虛NFV不僅是虛擬化，更需要軟件云化架構(gòu)提高彈性與可靠性傳統(tǒng)盒子云化架構(gòu)軟件與硬件綁定虛擬化虛擬機軟硬件解耦VNF內(nèi)部視角(如CSCF)軟硬件解耦云化關(guān)鍵能力區(qū)別程序與數(shù)據(jù)分離，轉(zhuǎn)發(fā)與數(shù)據(jù)分離支持水平擴容

，內(nèi)存分布式數(shù)據(jù)庫虛擬化業(yè)務邏輯與業(yè)務數(shù)據(jù)綁定VNF（如CSCF）業(yè)務邏輯與業(yè)務數(shù)據(jù)綁定業(yè)務數(shù)據(jù)層（內(nèi)存分布式數(shù)據(jù)庫）業(yè)務邏輯層會話轉(zhuǎn)發(fā)層精品文檔31NFV不僅是虛擬化，更需要軟件云化架構(gòu)提高彈性與可靠性傳統(tǒng)盒秒級彈性縮容及業(yè)務“零”中斷分鐘級彈性擴容彈性：業(yè)務按需快速自動伸縮主DB備DBABC…無狀態(tài)分布式N+M冗余的業(yè)務處理模塊實時話務實時話務…業(yè)務分發(fā)新生產(chǎn)模塊根據(jù)CPU負載分發(fā)獲取動態(tài)數(shù)據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù):用戶簽約數(shù)據(jù)，鏈路局向配置數(shù)據(jù)，穩(wěn)態(tài)呼叫會話數(shù)據(jù)無狀態(tài)分布式N+M冗余的業(yè)務處理模塊實時話務實時話務…業(yè)務分發(fā)根據(jù)CPU負載分發(fā)穩(wěn)態(tài)話務可以在立即在其他模塊中重建實時話務ABC…主DB被DBABC…ABC…業(yè)務分發(fā)業(yè)務分發(fā)主備主備精品文檔32秒級彈性縮容及業(yè)務“零”中斷分鐘級彈性擴容彈性：業(yè)務按需快速高可靠性：多層HA機制協(xié)同確保業(yè)務5個9可用性應用層網(wǎng)元網(wǎng)元：組Pool容災網(wǎng)元業(yè)務模塊冗余機制2：無狀態(tài)N+M業(yè)務模塊業(yè)務模塊CloudOS冗余機制：虛擬機快速重建新生成虛擬機硬件層冗余機制：簇化以及物料冗余硬件層/VM層/業(yè)務層各層可靠性各自獨立，高度互補確保整體可用性確保應用層會話”0”中斷確保資源永遠可用99.999%可用性

虛擬機精品文檔33高可靠性：多層HA機制協(xié)同確保業(yè)務5個9可用性應用層網(wǎng)元網(wǎng)元IMSEPC…NFV網(wǎng)絡云化演進：從NFV云化到微服務化物理機軟件與硬件耦合業(yè)務和數(shù)據(jù)無法解耦云化VNF三層云化架構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)分離,業(yè)務處理邏輯無狀態(tài)化通過編排器Orchestrator實現(xiàn)多廠商應用的自動化部署OrchestrationDatabaseLoadBalanceRegionalDCEdgeDCCenterDCApplogicApplogicAppLogic~20152016-2017面向微服務的軟件架構(gòu)輕量級虛擬化(容器技術(shù))E2E自動化編排可編程&切片MicroServiceSlicingOn-Demand2018-2020超越虛擬化、立足云化，建設(shè)面向5G微服務化演進的NFV云化網(wǎng)絡微服務化精品文檔34IMSEPC…NFV網(wǎng)絡云化演進：從NFV云化到微服務化物理目錄NFV基本概念和架構(gòu)虛擬化和云化NFV自底向上各層要求中國移動電信云工作進展精品文檔35目錄NFV基本概念和架構(gòu)精品文檔13通用硬件：提升轉(zhuǎn)發(fā)能力，匹配電信業(yè)務需求vRANvGWvMSEvSWITCH電信云：3GPP網(wǎng)狀互通東西流量大IT云：Client/Server模式南北流量大vAPP1vAPP2vAPP3vSWITCHIT網(wǎng)絡關(guān)注計算和存儲電信網(wǎng)絡關(guān)注數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和I/O吞吐量會話表示層應用存儲轉(zhuǎn)發(fā)計算物理數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)絡傳輸層吞吐量硬件CloudOSVNFXGbps4Gbps硬件CloudOSVNF通用X86DPDK+SR-IOV直通技術(shù)X

倍性能提升/板卡=1

加速子卡

X單板加速板卡軟硬直通通用IPSec/SA/Gb加速子卡COTSOSVNFMANO集成服務精品文檔36通用硬件：提升轉(zhuǎn)發(fā)能力，匹配電信業(yè)務需求vRANvGWvMS虛擬層：基于開放、開源架構(gòu)打造多業(yè)務電信級云平臺物理機I層管理進程VM普通虛擬機VM低時延虛擬機Cpu0Cpu1Cpu2Cpu3Cpu4Cpu5Cpu6Cpu7Cpu8VM普通虛擬機OpenStack創(chuàng)建虛擬機指定低時延敏感屬性低時延業(yè)務VM獨占資源HostOS&HypervisorHostOS&HypervisorHostOS&Hypervisor共享資源池FailedServer++①服務器故障：異常下電，宕機，物理組件故障……②HostOS故障：Crash，關(guān)鍵進程Hangup親和性調(diào)度實現(xiàn)電信級性能虛擬機大頁、IO-NUMA、虛擬機帶寬調(diào)度等電信親和性調(diào)度算法vCPU綁定到物理CPU核，禁止超分配、內(nèi)存預占等，避免超分帶來性能下降和不確定性以開放開源OPENSTACK架構(gòu)以及KVM虛擬化層為基礎(chǔ)，通過親和性調(diào)度及電信級故障檢測與恢復進行電信級增強加固1s內(nèi)故障檢測（Watchdog、亞健康檢測、黑匣子、主機故障檢測機制）30s內(nèi)恢復虛擬機電信級故障檢測與恢復保證高可靠性COTSOSVNFMANO集成服務精品文檔37虛擬層：基于開放、開源架構(gòu)打造多業(yè)務電信級云平臺物理機I層管傳統(tǒng)網(wǎng)絡(軟硬件耦合)IMSEPCDCCloudOSvEPCvIMS虛擬化(軟硬件解耦)DCDCCloudOSCloudOS跨DC中間件分布式DB負載均衡層業(yè)務處理層云化架構(gòu)(軟件原子化&數(shù)據(jù)處理分離)虛擬化是技術(shù)視角的概念：實現(xiàn)軟硬件解耦的IT技術(shù)云化的第一步云化是業(yè)務視角的概念：單模塊快速擴縮容，提升資源利用率虛擬機故障隔離，快速故障恢復獨立備份機制提供更高的可靠性軟硬件解耦軟件功能原子級化業(yè)務處理&數(shù)據(jù)分離分布式內(nèi)存智能負載均衡跨DC的分布式部署、業(yè)務和數(shù)據(jù)分離、負載均衡是VNF重構(gòu)的關(guān)鍵點

VNF：電信級可靠性和彈性需要全分布式的云化軟件架構(gòu)COTSOSVNFMANO集成服務傳統(tǒng)網(wǎng)絡IMSEPCDCCloudOSvEPCvIMS虛擬MANO：從一個配置實例來看MANO各部件的業(yè)務職責配置設(shè)計終結(jié)運行管理部署MANO：全生命周期管理OSS/BSSVNFNFVIEMSVIMVNFMNFVOWANInfrastructureManagerVNFDMANO21345獲取資源NFVO從VIM獲取虛擬資源狀態(tài)下發(fā)執(zhí)行NFVO決策EPC部署并下發(fā)VNFM執(zhí)行VNF請求VNFM向VIM請求創(chuàng)建MME/GW的VMVM創(chuàng)建VIM根據(jù)要求創(chuàng)建VMVNF配置VNFM知會EMS配置MME/GW業(yè)務12345以實例化一個EPC網(wǎng)絡為例COTSOSVNFMANO集成服務MANO：從一個配置實例來看MANO各部件的業(yè)務職責配置設(shè)計MANO：對NFV整體及各層理解和實踐是MANO應用的基礎(chǔ)開放架構(gòu)異廠家及VNF與PNF管理異構(gòu)網(wǎng)絡和跨DC資源管理可編程API，支持多種接口形式算法建模業(yè)務建模預測跨層故障關(guān)聯(lián)和自愈能力易部署圖形化界面，簡化配置難度功能插件化，增值服務套件快速集成與業(yè)務發(fā)放業(yè)務故障恢復資源高效利用IOT測試電信運維經(jīng)驗定制化能力電信業(yè)務理解服務集成能力MANODC/VNF資源預測歷史數(shù)據(jù)預測數(shù)據(jù)123456891011127OSS/BSSVNFNFVIEMSVIMNFVOVNFMPNFVNF…PNFMANOHSSCSCFFirewallPGWMMEVNFLibraryPolicyLibraryScale-InPolicyScale-OutPolicyAlarmPolicyResourcePolicy…VNFCOTSOS