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以软件仿真专用设备功能 NFV技术革新网络架构

时间:06-10 来源:互联网 点击:

络组件管理系统(Element Management System, EMS)组成,前者顾名思义,是由软件的形式来实现原本传统的非虚拟化网络中,各类网络硬件所具备的功能,例如第三代合作伙伴计划(3GPP)长程演进计划(LTE)EPC中的行动管理实体(Mobility Management Entity, MME)、服务网关(Serving Gateway, SGW)、封包数据网络网关(Packet Data Network Gateway, PGW)等功能,家庭网络中的家庭网关(Residential Gateway, RGW)功能,抑或传统网络功能中的动态主机配置协议(DHCP)、防火墙等功能。

  一个VNF可被配置在一或多个的虚拟机(Virtual Machines, VM)之上,由EMS负责VNF的操作与管理,通常每个VNF各自具备相对应的EMS对其进行操控,然有时一个EMS也可能同时管理多个VNF,EMS与VNF的配合操作取代传统网络的运作模式,不再须要布建各式网络专用硬件。

  网络功能虚拟化基础建设

  NFVI即NFV架构中最基本的基础建设,主要包含虚拟资源(Virtualised Resources)、虚拟层次(Virtualisation Layer)、实体资源(Hardware Resources)三个功能区块。其中,实体资源包括计算、储存与网络(例如路由器、有线或无线链接等)的硬件资源,虚拟层次则介于实体与虚拟资源之间,跨软硬件进行整合,将硬件资源虚拟化之后,便成为可动态请求使用的虚拟资源。

  所有VNF及EMS皆架设于NFVI之上,NFVI中无论是虚拟层次或硬件资源,由VNF的角度来看,皆被视为一体,用以提供VNF所需的虚拟化资源。

  网络功能虚拟化管理与协调流程

  NFV MANO功能区块为NFV技术架构中进行整体控管与协调的重要角色,主要包括流程协调(Orchestrator)、VNF管理(VNF Manager)与虚拟化基础建设管理(Virtualised Infrastructure Manager)三个部分。每当有软件及硬件资源的需求时,NFV MANO将协调、验证与授权相关资源的请求,同时负责管理VNF的生命周期(Lifecycle),例如实例化(Instantiation)、弹性组织(Scaling)、更新、查询、终止等。此外,NFV MANO亦负责网络服务的策略管理(Policy Management)、效能量测与关联事件的收集与转送、与基础建设相关资源的配置,例如为虚拟机添增资源、提升能源效率(Energy Efficiency)、资源归还(Resource Reclamation)等。

  营运支持系统/企业支持系统

  此功能区块代表着营运商各自的营运支持系统与企业支持系统。对于网络服务或电信营运商而言,采用NFV技术架构快速、灵活的进行网络部署业务,以提供用户各式便利服务的同时,必须考虑自身的营运业务模式与计费原则。因此,NFV MANO执行资源调配取用的任务时,将参考营运支持系统与企业支持系统的角度来进行协调配置。

  服务/虚拟网络功能及基础建设描述

  由于NFV系统将朝向跨厂商或跨业务发展,其相关服务与整体运作过程中牵涉到许多资料的处理运算,NFV MANO进行流程协调管理时,必须辨识及参考相关数据,这些信息便定义于「服务、虚拟化网络功能及基础建设描述」数据文件(Data-set)中,内容可能含有VNF部署范本(Deployment Template)、VNF转送图(Forwarding Graph)、NFVI信息模型(Information Model)与各式服务相关信息等。

  其中,VNF转送图可包括端到端(E2E)服务描述与绩效指针(KPI)数据、各VNF描述及实体网络功能描述的数据与相关链接(Link)、实体与逻辑接口描述数据等信息。

  NFV降低硬件建置与维护成本

  NFV将既有专用网络设备的功能以软件的方式虚拟化,并经由云端运算(Cloud Computing)相关技术实现,藉此可快速、灵活与弹性的部署网络业务,缩短设备配置周期,降低硬件建置与维运的成本,同时提升服务推陈出新的效率与便捷性,进一步为网络服务与电信营运商创造更高营收。资策会产业情报研究所(MIC)认为,NFV为2014年重大科技产业趋势关键技术,此外,由于NFV的运作概念中,与网通业者积极推动的软件定义网络(Software-Defined Networking, SDN)技术拥有相通的核心精神,两者具备互补整合之高度条件,可能于不久的将来掀起下一波网络产业新革命。

  另一方面,因NFV技术发展时程不长,其标准制定组织ETSI NFV ISG亦才提出相关技术架构不久,目前市面尚无足够的设备产品或服务来实现与验证,加上NFV的运作模式从根本上,与传统网络的硬件布建思维大相径庭,虚拟化网络架构与服务如欲普及,无论于技术接轨、实际营运或管理等方面,皆存在许多可能面临的挑战,如旧有网络设备架构的更换、与现有系统或服务的兼容性、相关技术与网管人员的训练成本、因转换新架构与管理方案可能导致的业务影响或延迟等。

虽仍有如上述诸多技术议题待克服,然而网络虚拟化架构已是未来全球网络服务与电

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