面向NFV的运维管理 打造绿色“软”网络

NFV网络功能虚拟化是一场正在发生的网络革命。这场变革借助IT先进技术，将对运营商运营业务产生持久深刻的影响。当前，关于虚拟化和云如何用于 电信产业以改善架构与运维TCO有颇多论述。从NFV的应用上看，早期的工作集中在利用虚拟化能力优化硬件，现在则逐渐转向运维。

NFV重新定义运维

尽管将某些网络功能虚拟化确实会带来CAPEX方面的节省，然而NFV最大的贡献并不在此，而是它提供了一种实现电信能力的新方式，意义远不止对当前流程的效率优化这样简单。

按照NFV 标准架构，为便于虚拟资源的动态管理，特别定义了NFV网管支撑域，实现虚拟资源管理和调度、虚拟网元的生命周期管理等功能，该网管支撑域分别由 NFVO(Network Function Virtual Orchestrator)、VNFM(Virtual Network Function Management)、VIM(Virtual Infrastructure Management)组成。 NFVO 实现统一的资源管理与调度;VNFM 实现虚拟化网元生命周期管理，包括虚拟网元的生成、变更、删除等;VIM 实现对虚拟化资源、硬件资源池的统一管理。

利用NFV技术的优势对运营商当前的运维进行重新定义需要三个重要步骤：第一步，详细制定当前的每一个流程。第二步，分析哪些是可以实施自动化(即通过NFV平台处理)以降低复杂度。第三步，对运维进行重新设计以便更加简化和快捷。

NFV部署流程与传统流程在很多方面有所不同。NFV的引入将对现有维护体系产生较大影响。现有网络一般按照分专业维护的模式(例如无线、交换、数 据、承载、传输等)，每个专业维护的相关网元包括硬件、软件、网络配置、业务质量等内容。NFV 引入后，维护体系的变化主要体现在以下两方面：一是各实体功能网元演变为以软件形态存在的虚拟网元，传统分专业维护依然存在，但是不再针对设备硬件进行维 护。二是新增加NFV云维护，针对各数据中心NFV 架构的虚拟资源管理，包括相应的调度软件、云资源池硬件、云站点IP 网络的维护等。

由于在部署时需要专业的服务，NFV在部署初期成本会稍高。然而，这是一次性的成本。鉴于运营商对这种架构越来越熟悉，未来可能用自己的运维人员，在本地开展这些工作。有了NFV，应用可共享基础架构，所以运营商的运维团队只需熟悉非常有限的一些网元即可。

引入NFV平台不会从根本上改变运营商规划和获取软件的方式。然而NFV在上线测试和创建环境时能缩短时间与降低成本。运营商可使用“沙盒”测试环境，而无需专用设备。这使得运营商能够创建可并发执行的简化的测试案例，并减少约三分之一的测试时间。

维护也是一种OPEX基础架构成本。它与运维团队管理物理架构中所包含项目的数量和特性直接相关。许多传统架构中的网元需要年度的维护费，包括服务器和网络设备，例如负载均衡器、交换机和路由端口。

尽管任何NFV系统都会伴随着许可和维护费用，但相对于传统方式，授权费用还是会明显减少。这是因为新的方式对基础架构中网元的需求要少得多，且当容量需要改变时，NFV平台可被应用且和业务共享。

NFV生命周期管理方案

面向NFV运维管理，上海贝尔CloudBand管理系统是业界首个专门为运营商业务NFV虚拟化设计的云计算平台。CloudBand管理系统， 帮助管理员精心安排，自动运行和优化云平台以及各种网元与服务。通过安全的用户友好界面提供方便的接入方式和管理功能。CloudBand管理系统使运营 商可以用最低的成本向用户提供高级服务，通过各种定制化的优化方式满足运营成本、客户需求以及其他方面的要求，提升业务发布速度，降低CAPEX和 OPEX。同时，CloudBand节点提供计算能力、存储以及网络交换所需要的硬件和相关软件的节点，以实现广域云服务。它可以基于运营商网络进行规模 扩展，同时管理与其他各种公共云、私有云、第三方云平台的接入。

值得一提的是，Nuage Networks作为上海贝尔的SDN产品，可以集成在CloudBand管理系统中，共同形成支撑上层虚拟化业务的NFV基础平台。

虚拟化的网元通过CloudBand管理系统中的Carrier PaaS中间件，部署在云计算资源池上。Carrier PaaS层遵循TOSCA(Topology and Orchestration Specification for Cloud Application)规定为每一个应用编写一个控制脚本，依照控制脚本来实现应用的云化，脚本定义了Carrier PaaS如何实现应用的部署和运行过程中的管理等过程。脚本实现了若干重要的功能，包括网络的配置、安全策略、资源量化等。应用云化过程包括控制脚本的编 写、脚本的执行以及业务的部署等过程，通常脚本需要拥有对资源环境完全的控制权限来完成整个应用的云化流程。控制脚本是一组特定的层次化结构的脚本，反映 了应用程序的拓扑结构，可以被Carrier PaaS层解析和执行，以实现在云计算环境下应用的部署和管理功能。一个控制脚本由服务层、应用生命周期管理逻辑、自愈规则、弹性缩放逻辑、监控规则组 成。

通过一个简单的场景，即可了解CloudBand与Nuage SDN是如何协同工作并支持NFV的(如图)。第一步，运维人员将MME扩容指令由5620 SAM网管发出。第二步，由于vMME建构于CloudBand平台，因此该需求将送至CloudBand管理系统，在CloudBand平台中，提供众 多的XaaS功能，大部分的NFV功能将使用cPaaS(Carrier-PaaS)提供，与MME对应的是vMME cPaaS，cPaaS使用预先创建的扩容脚本来创建虚机，该脚本定义了虚机的具体配置及承载的MME功能属性。第三步，当新的vMME虚机创建成功后， 下一步就要将其加入vMME Pool——承载CloudBand Node的Nuage SDN可检测到新的虚机生成，并知晓其MME特征，据此创建新的vMME虚机与原vMME Pool的连接。第四步，vMME将向5620 SAM回送操作结果。

NFV目前已经进入了一个快速发展的时间段，NFV架构对于运营商网络的维护将产生很大的影响，在机房、设备管理、故障处理、质量保障等方面均提出 全新的要求。上海贝尔正在全球范围内与运营商展开合作。将把NFV领域世界各国试验、预商用和商用的经验带到中国，通过不断完善的CloudBand产品 和NFV虚拟化的网元产品、开放的NFV生态环境，帮助中国网络运营商和方兴未艾的虚拟运营商，脚踏实地地建设更软更绿的未来网络。