無NFV不5G,6年虛擬化精彩下半場才剛開始
六年了,我們的愛情,哦不對,我們的NFV。
故事始于2012年10月, AT&T、英國電信、中國移動、德國電信等12家運營商聯(lián)合發(fā)布了一份NFV白皮書。
故事是這樣發(fā)生的…
從DSL到FTTH,從2G到4G,傳統(tǒng)專用電信設備功能單一,軟硬件封閉式垂直一體化,運營商每一次網絡升級后,各種新老專用設備堆疊,使得網絡越來越復雜,機房空間越來越緊張,CAPEX和OPEX成本不斷上升,而要管理這些專用設備還得嚴重依賴設備商的技術支持,運營商感覺自己被“捆綁”了。
于是,這12家運營商決定借鑒一直用于企業(yè)IT系統(tǒng)的標準虛擬化技術,提出了NFV概念。
NFV,即網絡功能虛擬化(Network Function Virtualization),其基本思想是將網絡功能從傳統(tǒng)專用硬件設備解耦,將網絡功能軟件運行于通用的服務器、存儲和交換硬件設備上。
通過NFV,不僅可實現(xiàn)軟件功能在通用硬件資源間靈活流動,這些通用設備還可部署于網絡中的任何位置,從而擺脫傳統(tǒng)專用電信設備綁定,利用通用硬件的規(guī)模效應來降低成本,并提升網絡的彈性和可編程性,實現(xiàn)新業(yè)務敏捷部署。
自此,NFV誕生了,像個要拯救運營商于水火的蓋世英雄。
由于背后是一批重量級的運營商支持,一時間NFV成為電信業(yè)熱門詞匯,業(yè)界很快推出了虛擬化產品,少數(shù)領先運營商更是早早宣告已應用于實例,大吊同行胃口。
但隨后的NFV發(fā)展,卻并未走上一路坦途,業(yè)界更是傳出 “NFV倒下了”的聲音。
理想很豐滿,現(xiàn)實真的很骨感?6年NFV真的“倒下了”嗎?
NFV倒下了嗎?
不會倒
與任何新事物誕生一樣,一開始總會投來懷疑的目光,甚至是反對的聲音,NFV前進的道路上也是如此。
它能保障電信級的性能和可靠性嗎? 會不會太復雜?真的能省成本嗎?一連串的疑問不斷拋來。
這些懷疑合情合理,但不等于事實。
NFV能保障電信級的性能和可靠性嗎?
傳統(tǒng)電信設備采用專用芯片,軟硬件一體優(yōu)化,且過幾十年不斷優(yōu)化和考驗已證明性能堅挺,現(xiàn)在要將VNF(虛擬網絡功能)運行于通用的x86 COTS服務器上,當網絡流量狂增時,這些通用設備性能靠得住嗎?
電信業(yè)一直高度重視服務質量,在網絡可靠性和可用性上比企業(yè)IT系統(tǒng)要求更高,而通用硬件的故障率更高吧?NFV能保障電信級的可靠性嗎?
我們首先必須承認:
在性能方面,如果單獨對比通用硬件和專用硬件,通用硬件會輸。經過行業(yè)的努力,今天在控制面上基本能力已經達到甚至超過傳統(tǒng)控制面的處理速度,但面向未來5G eMBB場景,動輒處理幾十Gbps的用戶面上的吞吐量,通用硬件的處理能力確實可能遭遇瓶頸。
在可靠性方面,通用硬件更高的故障率確實也為保障電信業(yè)務連續(xù)可靠的服務質量提出了挑戰(zhàn)。
但是,恐怕只是因為我們習慣于傳統(tǒng)電信思維才會早早的得出“會輸”的結論吧。
不要忘記,NFV有分布式基礎設施、冗余和自愈能力三板斧,可實現(xiàn)比傳統(tǒng)部署方式更高的可靠性。
在可靠性方面,NFV支持多點多活,共享跨地域分布的池化資源,可構建分布式的快速自愈和容災容錯能力, 從而解決通用硬件比專用硬件更高的故障率挑戰(zhàn),實現(xiàn)不依賴于基礎設施的高可靠性。
有句話說得好,2個9的可靠性靠運氣,3個9靠堆人,3個9以上就超出了人力所及,考驗的就是業(yè)務的自愈能力和容災、容錯的架構設計??磥?,要滿足未來電信業(yè)務5個9到9個9的可靠性要求,比如自動駕駛、遠程手術等場景,還得靠NFV。
比如,傳統(tǒng)典型的“兩地三中心”容災解決方案存在主備關系和優(yōu)先級差別,實質上是一種簡單的資源堆疊,難以保證電信級業(yè)務的連續(xù)性和高可用性,而NFV架構下的分布式多點多活冗余和快速自愈能力不僅可實現(xiàn)用戶“故障無感知”,還能更高效調度資源,提升資源利用率。
試想一下,在傳統(tǒng)電信構架下,一個核心網元故障動輒導致幾百萬人無法通信,未來要保障更高可靠性的5G業(yè)務,NFV分布式的基礎設施構架有多重要?
事實上,目前行業(yè)已達成共識,已證明了NFV引入無狀態(tài)設計和多點多活冗余能力可為運營商帶來更高的可靠性。
NFV會不會太復雜?
答案是肯定的。
NFV將傳統(tǒng)電信設備分解打碎,再功能重組,組件眾多,可惜都不是即插即用的,要將來自不同供應商的組件集成,并使之最佳的協(xié)同工作,必然會增加復雜性,還有那些開源軟件集成會更復雜。
與3GPP不同,NFV的世界里還沒有統(tǒng)一的標準,這里有不同的標準組織、開源項目、供應商和運營商,這帶來了技術碎片化的挑戰(zhàn)。
但硬幣總是有兩面的。
試想一下,傳統(tǒng)電信靠一套通用的技術規(guī)范或解決方案通吃所有運營商的所有需求和場景,而未來5G是多樣化業(yè)務時代,每家運營商的業(yè)務部署不盡相同,若靠傳統(tǒng)“統(tǒng)一模板”的方式,運營商如何實現(xiàn)差異化競爭?
在傳統(tǒng)電信模式下,從標準化到實施再到推出業(yè)務需花費幾個月甚至幾年時間,事實證明這種方法過于緩慢,現(xiàn)在的運營商需要更敏捷的辦法。
NFV的復雜性是電信業(yè)邁進靈活敏捷之路必然要跨越的一道坎,豈能一遇困難就退縮?
NFV真的能省成本嗎?
你并不知道NFV會花多少錢?通用硬件真的可以省下不少成本嗎?傳統(tǒng)電信設備的生命周期至少10年,而通用硬件三年一換,后期的軟件和運維費用會不會更貴?軟成本是難以量化的吧?
盡管NFV最初就是為了省錢而生,可將來的事確實無法確定,需待時間來證明。
省不省錢難下結論,但可以確定的是,沒有NFV,未來運營商難賺錢。
沒有NFV,就沒有網絡切片,沒有網絡切片,運營商拿什么使能多樣化業(yè)務?拿什么2B?拿什么搶占5G新業(yè)務?
沒有NFV,就沒有網絡自動化,沒有網絡自動化,運營商拿什么降低日益攀升的運維成本?
NFV倒下了嗎?
不能倒
為什么NFV不能倒?底線是:無NFV,不5G。
沒有NFV,5G就只能叫5G NR,一個大號版的4G。NFV能為5G帶來什么?
NFV是網絡切片的“原料”
5G要服務各行各業(yè),使能多樣化服務,網絡切片是核心技術,而NFV是網絡切片的“原料”。網絡切片將一張物理網絡切成多張邏輯的子網絡,分別提供不同的服務,這些服務正是依靠NFV和SDN通過共享的物理/虛擬資源池來創(chuàng)建。
NFV使能網絡彈性高效和敏捷性
NFV走出了軟硬件解耦第一步,將PNF(物理網絡功能)轉變?yōu)閂NF(虛擬網絡功能),下一步VNF還要遷移到原生云應用構架,將VNF進一步分解和細?;ㄟ^軟件模塊化、輕量化、集成簡化等方式來提升業(yè)務部署的敏捷性和彈性,從而縮短業(yè)務上線時間,以適應5G時代瞬息萬變的市場環(huán)境,發(fā)掘新業(yè)務來實現(xiàn)收入增長。
助力運營商邁向自動化和數(shù)字化轉型
對于大多數(shù)運營商而言,引入NFV是一個漸進的過程,虛擬化(從硬件走向軟件)只是第一步,終極目標是全自動化的業(yè)務開通和自愈自優(yōu),實現(xiàn)Zero Touch管理。
應對互聯(lián)網玩家的殘酷競爭
4G時代的教訓太深刻了,互聯(lián)網玩家們正是采用了虛擬化的IT構架,以更敏捷高效的方式搶走了運營商的蛋糕,除非使用相似的技術,否則,運營商難以在激烈的競爭環(huán)境下立足。
從自身革新的角度來看,運營商也迫切需要向互聯(lián)網玩家學習,通過NFV重構網絡,以提升效率,激發(fā)創(chuàng)新,實現(xiàn)從CAPEX向OPEX模式轉型。
然后呢?
架構,架構,架構
自2012年12家運營商聯(lián)合發(fā)布NFV白皮書,5年后,當行業(yè)處于5G風口之時,一份由23家領先運營商支持的新版NFV白皮書《NFV White Paper 5G》發(fā)布了。
與2012版的白皮書不同,這份NFV 5G白皮書除了關注網絡虛擬化本身,更關注5G應用,并提出了Cloud Native(云原生)概念,借鑒IT領域的微服務構架,將VNF進一步細粒度化,以助力5G業(yè)務部署更加敏捷。3GPP已定義5G核心網也是基于云原生設計。
Cloud Native,原生于云,它是一套充分利用云環(huán)境優(yōu)勢來構建、測試、部署和運行軟件的辦法,它要求我們從一開始就要設計好軟件基礎架構。
一個好的架構可以保證NFV電信級的性能和可靠性,一個好的架構可以更好管理網絡復雜性,從而構建健壯、彈性、高效和敏捷的網絡,從容應對5G時代的多樣化業(yè)務需求。
NFV是關于軟件的世界,在軟件領域架構至關重要。不夸張的說,面向NFV未來,軟件架構將直接決定未來電信業(yè)務的成敗。
我們看到,海外百年老店的領先運營商們已經對架構提出了深層次的訴求(如下圖),以利用好的架構逐層構建一張健壯、彈性、高效、敏捷的網絡。
出處:https://www.sdnlab.com/18230.html
健壯的架構
所謂健壯,就是充分發(fā)揮NFV分布式基礎設施、冗余和自愈能力三板斧,實現(xiàn)比傳統(tǒng)部署方式更高的性能和可靠性。
這一點開篇已談過,對健壯性的懷疑已是昨日黃花。
健壯的網絡是地基,地基打牢之后,接下來就要設計好網絡的彈性高效和敏捷性,以應對未來5G多樣化業(yè)務時代。
彈性高效的架構
跨地域共享資源池、基于無狀態(tài)設計、控制面和用戶面分離、MANO管理下的按需自動擴縮容等技術,使能VNF網絡功能和服務在資源間靈活流動,并根據業(yè)務類型為之按需調度資源,從而構建基于業(yè)務感知的彈性網絡,靈活高效應對5G網絡切片,最終讓運營商實現(xiàn)投資收益比最大化。
敏捷的架構
微服務構架使得網絡功能可靈活組裝、支持業(yè)務快速發(fā)布和按需上線,灰度發(fā)布讓新功能特性可在線升級,MANO自治管理可實現(xiàn)業(yè)務自動上線…從而實現(xiàn)敏捷響應多樣化的業(yè)務訴求。
在一個好的架構下,健壯性是基礎,彈性高效和敏捷性是運營商在5G時代實現(xiàn)商業(yè)價值最大化的利器。簡而言之,我們談論架構的本質,其實就是探討如何在設計好健壯架構的基礎上,有序引入關鍵技術,進一步實現(xiàn)彈性高效性和敏捷性,平穩(wěn)走向5G之路,使能運營商商業(yè)價值最大化。
NFV不會倒,也不能倒,要我說,NFV真正的挑戰(zhàn)不在于技術,技術問題總是能克服的,NFV真正的挑戰(zhàn)是電信業(yè)自身。伴隨NFV而來的是全新的IT環(huán)境和文化,這要求運營商在組織構架、文化思維、技能組合等方面要完成一場主動變革,而自我變革總是艱難甚至痛苦的,沒有強力的頂層牽引和壯士斷腕的決心是很難實現(xiàn)的。
而這場轉型將對傳統(tǒng)運維運營模式將帶來怎樣的影響,比如灰度升級能讓傳統(tǒng)通信人逃離苦逼熬夜升級割接的苦海嗎?我們在下一期再繼續(xù)探討吧。