運營商NFV落地之困 擇商用軟件還是自主研發(fā)？

目前，NFV的主要目標是實現(xiàn)傳統(tǒng)網(wǎng)絡、網(wǎng)元設備的軟硬件分離、網(wǎng)元功能的軟件化、可以進行云化、按需動態(tài)伸縮、自動化部署和編排以及將來實現(xiàn)智能化網(wǎng)絡運營。

采用商用軟件和自主研發(fā)各有利弊

NFV的總體趨勢是底層硬件實現(xiàn)相對通用化，采用虛擬化技術、容器技術、分布式架構技術，實現(xiàn)對底層通用設備的共享、調(diào)度、彈性和可擴展，向上為VNF（虛擬網(wǎng)絡功能，即網(wǎng)絡功能的軟件實現(xiàn)形式）按需提供自動化配置的資源，這意味著NFV具備三個方面的關鍵特征。

第一，網(wǎng)絡功能軟件化。未來的網(wǎng)絡功能升級、增強都是通過軟件完成的，不需要（或者很少需要）底層硬件的升級或擴容，因此VNF軟件才是未來網(wǎng)絡發(fā)展的焦點，VNF的微服務化、分布式架構改造、開源化、自主研發(fā)、Devops是未來的發(fā)展趨勢，但當前VNF技術基本還是掌控在電信設備商手中，運營商幾乎沒有能力染指。

第二，構建統(tǒng)一的NFVI資源池體系。服務于全網(wǎng)的云化（雖然不同的網(wǎng)元對NFVI有差異化的需求，但并不影響NFVI的跨專業(yè)統(tǒng)一規(guī)劃、建設與運維，只是從資源的具體部署方面必然存在不同專業(yè)網(wǎng)絡一定的資源“隔離性”，例如部署在不同層次的DC）。NFVI是當前運營商認為的可以實現(xiàn)成本降低的主要希望，但實際上除了集約化帶來的電力成本降低以及機房空間節(jié)省外，從基礎設施角度看是否降低成本難以評估（傳統(tǒng)網(wǎng)絡設備難以嚴格區(qū)分硬件和軟件的成本），需要綜合考慮服務器/存儲/網(wǎng)絡新建成本，以及NFV軟件、HA、災備、機房改造等總體成本，軟件將占據(jù)很重要的成本，對于運營商來說軟件如果不是自主研發(fā)，就只有依靠通用化、規(guī)模化甚至標準化才有可能降低成本。

第三，引入新型的管理體系。實現(xiàn)對VNF、VR（虛擬資源）以及PR（物理資源）的監(jiān)控、配置、管理以及更高層次的網(wǎng)絡服務編排等，這部分目前是由NFV架構中的MANO來完成，在ETSI定義的MANO架構中，MANO由NFVO（NFV Orchestration）、VNFM（VNF Manager）以及VIM（Virtual Infrastructure Management）組成，分別完成網(wǎng)絡服務編排與管理，VNF管理以及NFVI資源管理等功能。

在以上所述三個方面中，NFVI、VNF、MANO是NFV架構中的關鍵組成，以軟件實現(xiàn)為主，從利于快速部署、規(guī)模化、成本最低化、業(yè)務連續(xù)性和迭代創(chuàng)新能力等方面考慮，運營商是采用商業(yè)產(chǎn)品還是選擇自主研發(fā)目前存在一定的矛盾。

自主研發(fā)的好處是可以基于自身的需求進行快速定制化開發(fā)和實現(xiàn)迭代式優(yōu)化與演進發(fā)展，而不是受制于廠商，不需要進行復雜的解耦、兼容性測試和集成，而且長遠看能夠?qū)崿F(xiàn)成本的持續(xù)降低，有利于自身的可持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展，借助NFV/SDN發(fā)展機遇實現(xiàn)真正的轉(zhuǎn)型。但傳統(tǒng)運營商并沒有軟件研發(fā)的基因，從機制、文化、流程、組織架構等方面難以較短時間內(nèi)培育打造一支有競爭力的軟件研發(fā)和運營團隊，以支持運營商網(wǎng)絡軟件化的發(fā)展需要，難以實現(xiàn)全面的網(wǎng)絡軟件自主研發(fā)；而采用商業(yè)化軟件帶來的好處是可以實現(xiàn)快速規(guī)?；渴?，成熟度和可靠性高，但成本也會較高，而且依賴廠商帶來的周期性更新，難以實現(xiàn)快速定制與迭代式發(fā)展，目前看廠商的網(wǎng)絡軟件仍然是高度封閉的，與傳統(tǒng)網(wǎng)絡設備發(fā)展模式幾乎沒有差異，運營商仍然受制于設備商和第三方軟件商，長期發(fā)展能力和空間有限。

運營商自主研發(fā)實力尚薄

目前，對國內(nèi)的運營商而言，還不具備條件全面采用自主研發(fā)的軟件，需要基于需求、定位、資源以及自身能力，有的放矢地選擇部分核心和關鍵組件，采用自主研發(fā)模式或者深度合作研發(fā)模式推進NFV的發(fā)展。筆者認為應該從以下三大系統(tǒng)軟件入手。

第一，NFVI。打造一個統(tǒng)一的面向NFV的規(guī)?；瀑Y源池體系，是運營商網(wǎng)絡云化的基礎和關鍵，因此，NFVI是較長時間內(nèi)運營商工作與投資的重點，其中NFVI軟件又是重中之重，目前主要以虛擬化軟件（Hypervisor）為主，未來還包括容器技術、分布式軟件技術等軟件定義技術。

Hypervisor自主研發(fā)的好處是未來可以全網(wǎng)統(tǒng)一Hypervisor，有利于全網(wǎng)資源的統(tǒng)一共享與調(diào)度，更利于減少兼容問題和降低集成復雜度，對于像運營商來說，NFVI必然是規(guī)模龐大的，簡單評估一下就會知道自主研發(fā)長遠看是否降低成本。目前大部分廠商都是基于開源KVM進行商業(yè)化定制和優(yōu)化，特別是針對NFV轉(zhuǎn)發(fā)性能要求高的特點，各個廠商都做了針對性的優(yōu)化，這部分工作仍然難度相當大，尤其是規(guī)模化應用難度大，需要投入的資源和時間較多。

運營商技術基礎和人才積累不足，目前完全采用自主研發(fā)Hypervisor并不現(xiàn)實（至少要投入100人左右，而且需要經(jīng)過長時間的大規(guī)模驗證）。但是采用第三方Hypervisor也面臨巨大的挑戰(zhàn)，各個廠商的Hypervisor與各自的VIM甚至VNF存在耦合與捆綁，形成各自的“小王國”，不同廠商Hypervisor難以互通，需要大量的規(guī)范、測試和后期的部署集成工作，而且也很難針對運營商的個性需求進行定制開發(fā)。對于Hypervisor，自主研發(fā)的窗口期已經(jīng)過去，運營商一方面當前應采取減少現(xiàn)網(wǎng)Hypervisor的型號和版本的策略（同一資源池節(jié)點建議只采用一種Hypervisor，全網(wǎng)建議不要超過2種Hypervisor），另一方面可在新技術（例如容器技術）方面進行儲備，并且逐步引入自主研發(fā)軟件。

第二，VNFs。各類網(wǎng)元原來都是軟硬件一體化的，運營商對網(wǎng)元的內(nèi)部實現(xiàn)機制并不熟悉，也沒有真正去探究網(wǎng)元設備軟件系統(tǒng)該如何實現(xiàn)，大部分網(wǎng)元功能軟件目前對于運營商來說還沒有可能采取自主研發(fā)來實現(xiàn)，但對于運營商而言，NFV也不能停留于僅僅實現(xiàn)基礎設施的統(tǒng)一和共享，VNFs是運營商必然要去逐步攻克的，否則實現(xiàn)軟件化只是表面的工夫。這部分需要運營商逐步去積累和投入，至少要具備能力去推動VNF軟件的開放和架構重構，了解VNF軟件的實現(xiàn)細節(jié)，推動VNF微服務化，為將來實現(xiàn)分布式和容器化部署打下基礎，在能力具備后，應深度介入甚至自主研發(fā)部分VNF軟件（例如NAT、FW、CDN、DPI等）。

第三，MANO。如前所述，MANO是由NFVO、VNFM和VIM組成的，當前VNFM與VNF是強關系的（VNF并不開放，VNF開放后可實現(xiàn)通用VNFM）、VIM與hypervisor也是強關系的（當前可基于廠商VIM或Hypervisor開放的接口實現(xiàn)通用VIM功能），目前大部分運營商選擇與OSS關系緊密、與網(wǎng)絡業(yè)務關系較大的NFVO進行自主研發(fā)。

NFVO的復雜度決定于VNFM是通過NFVO還是直接與VIM交互，同時也決定于NFVO的功能定位，僅僅是實現(xiàn)基于VNFM和VIM的聚合呈現(xiàn)與管理，還是端到端的業(yè)務編排，包括對VNFM、VIM以及SDN控制器的全面掌控，實現(xiàn)VNF/VNFC（VNF的組件）、資源（軟件、模板、虛擬化資源以及硬件）和網(wǎng)絡連接的統(tǒng)一管理和編排。長遠來說，運營商應完全掌控MANO管理體系（涉及到VNFM和VIM的統(tǒng)一），近期以NFVO自主研發(fā)為主（適配不同廠商的VNFM和VIM）。當然即使是NFVO，對于運營商來說完全采用自主研發(fā)系統(tǒng)近期也還無法做到，自主研發(fā)的NFVO需要經(jīng)過現(xiàn)網(wǎng)的考驗，功能不斷迭代完善，探索運營維護機制，初期很可能采用商業(yè)化NFVO和自主研發(fā)NFVO并存的方案。

對于運營商而言，NFV整體可靠性、故障檢測與自愈，以及可擴展性等運營能力十分重要，這是運營商的核心掌控點，應是重點研究和自主研發(fā)的對象。運營商也可以探索與相關廠商與提供商進行深度聯(lián)合研發(fā)，建立相應的研究、開發(fā)、運營的聯(lián)動機制，同時探索相應的規(guī)劃、建設、采購新模式。

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