电信级云平台,不只是一个平台

中国联通网络技术研究院/童俊杰 李福昌 李沸乐 张岩

随着NFV技术的不断成熟和发展,云平台作为向下兼容不同厂家通用硬件设备、向上支撑电信业务和网元的部署和运行的中间层,扮演着重要的关键角色。NFV的部署需要电信级云平台,这已是业界的普遍共识,电信级云平台相对IT云平台在实时性、网络性能、可靠性和操作维护性上有着更高的要求,且在实际部署中电信云平台不仅仅是对单个产品能力的要求,更需要考虑其对硬件的兼容性、社区的影响力、集成能力以及满足未来多变业务需求的能力,是对厂商的研发、部署、支撑和产业整合等能力的综合考量。

电信级云平台与硬件匹配度程度

电信级云平台对硬件的兼容能力要求较高。随着业务的深入开展、技术的不断进步,硬件芯片不断迭代更新,不仅包括处理器CPU,还有GPU、FPGA和网卡等标准和能力不断演进。云平台不仅仅要在考虑当前业务需求前提下,设计硬件需求和配置模型,更要考虑未来可能的网元部署以及业务对硬件设备的潜在需求。

例如云平台对网卡的要求,当前NFV部署主要集成在较为成熟的核心网,如vIMS对网络吞吐和时延的要求相对一般,采用10GE网卡基本能满足需求,但未来转发面网元虚拟化后,如vEPC中的vGW就需要进一步考虑40G甚至100G网卡,甚至部分网元例如vBNG、vSBC等还要充分考虑智能网卡和相关专用加速卡,加速相关的标准化和开源工作正在逐步开展,包括ETSI NFV ISG的IFA001~IFA004以及Openstack社区的Cyborg项目等。

电信级云平台对硬件的管理能力有增强需求。为了实现VIM快速的自动化部署,其自身需要具备对通用硬件设备自动化配置和管理能力,对加速能力具备发现、配置和调度管理的能力。此外,考虑到NFV基础设施运维中物理资源和虚拟资源合一运维的需求,VIM还需要具备和集成硬件管理的能力,实现物理资源和虚拟资源的基本信息、性能、故障告警等关联,对基础设施的故障具备一定的检测和恢复能力,便于进行统一运维。

在标准组织和开源社区的影响力度

NFV标准组织和开源组织相对独立,两者之间虽然注重协调,但其差异性一直存在。标准组织以ETSI NFV ISG为主导,开源组织中比较有影响力包括了OPNFV(后并入LSF)和Openstack开源社区。标准组织基于NFV对云平台以及网元等的虚拟化场景和述求制定架构、组件功能和接口的规范,开源组织则基于已有开源实践结合新软件技术开展实现。

规范化和标准化工作在一定程度上体现了对NFV场景和需求的理解,并基于运营商整体网络和业务的考虑,对电信级云平台的功能和接口需求有明确的要求和细化,同时也为实际的软件设计以及测试和集成中提供了一定程度上的参考。开源工作在一定程度上体现了软件的持续研发能力、演进能力和业界影响力,对电信云平台组件版本演进和接口要求具有重要的参考,同时在开源社区开展的对接测试验证工作(例如OPNFV开展的OVP计划),也可以有效降低集成的工作复杂度。

标准和开源之间需要进行合理协同,以减少开源实践与部署目标的差距,降低集成工作的复杂度。

电信集成能力

电信级云平台作为承上启下的关键组件,在实践部署中,可以作为集成商负责NFV部署整体的垂直集成。电信集成能力涵盖了从电信云资源池规划、设计、部署、测试和集成整个流程。

在规划阶段,从大的范围来讲,需要结合当前业界发展趋势,根据运营商自身的业务发展策略,制定电信云的整体规划与布局,包含了电信云资源池DC架构层级、网元的虚拟化的节奏以及网元业务的管理和编排;从小的范围来看,需要针对特定局房进行电信云资源池的规划,包括资源池的规模、配套的局房面积、机柜、电源、传输等需求,形成模块化、自动化的局房级标准部署方案。

在设计和部署阶段,根据上层不同网元的部署特点和需求,完成资源池的划分、组网、可靠性和容灾等方面的设计,并对设备进行自动化配置后进行软件自动化部署,提高部署效率。

在测试和集成阶段,需要结合具体业务,从底层硬件平台到上层管理编排进行分部分和整体的多维度测试和集成,满足业务正常运行的同时,保证其安全性与可靠性。

电信集成涵盖范围广泛,其一方面需要标准成熟、开源稳定为基础,另一方面也需要逐步从规划到部署、建设、运维等积累一定经验。此外,集成的职责范围划分和方式设定也关系到最后的集成能力要求。

5G边缘的新需求

随着5G和万物互联时代的到来,移动边缘计算MEC(ETSI当前将MEC中的M扩展定义为multi-access)受到了广泛关注,对于MEC来讲,在上层具体还要区分电信网元和应用业务,在底层还要区分局房甚至资源池的建设和使用模式。例如电信网元,属于运营商建设维护,但应用业务可能属于运营商也可能属于企业或组织等,支撑网元和业务的基础设施建设和维护模式多样。

不论是MEC的电信网元还是应用业务,其云平台的部署都需要考虑边缘局房规模小、数量多、时延要求高、网络连接复杂、无人部署运维等场景,对云平台分布式管理、灵活部署、可扩展性、自动化运维、节能等方面的特殊需求。各个运营商和开源组织都对相关场景和需求等都作了深入描述,其中包含了AT&T以及中国联通等运营商和Openstack开源社区。

电信级云平台作为MEC的关键使能,其当前在标准和开源方面,相关的规范参考和软件实践正在逐步开展和推进,其新需求和新特性需要纳入统一考虑。此外,对于MEC中运营商的定位,也将直接关系到其相关平台和业务开展与建设的模式。

综上所述,电信级云平台并不只是对功能和接口的简单要求和实现,其包括了对业务的需求和定位(例如MEC边缘和相关专业网元等的部署方式和演进策略)、电信云规划与设计(例如业务、局房的规划和资源池建设与管理架构等)、设备选型(例如设备兼容性等)等相关内容。对厂家在产业链上下游资源的整合、标准组织和开源的参与程度以及对电信行业甚至现网状况的了解有了更高的要求。同时运营商也需要对I层进行进一步规范化收敛,加强对基础设施的规划、建设和维护能力。

当前国内外主流运营商都宣布了其网络虚拟化的战略和整体架构,积极推动虚拟化进程和网络重构。运营商将选择开放、弹性、智能的电信级云平台来部署下一代网络,以满足未来大带宽、低延时的2B、2C相关业务的需求,实现网络架构的转型和重构。

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