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2018/6/26 15:23

400+云化商用网络背后:解读华为NFV规模商用密码

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云计算理念的引入,对运营商网络架构、业务和运营模式带来了革命性的影响。通过网络功能虚拟化(NFV)来进行网络改造,成为越来越多运营商的共同选择。纵观全球,截止2017年底云化网络项目700多个,已商用的超过150个。著名咨询公司IHS Markit发布NFV市场调研显示,NFV市场空间到2019年将达到116亿美元。可以看出,NFV已经度过了概念炒作的初级阶段,云化网络部署不断加速,已然进入规模商用期。而据了解,这其中华为获得的云化核心网商用合同数已由2016年初的20多个增至2018年一季度的400多个,两年时间增长了20倍。

第三方著名咨询机构Strategy Analytics新近发布《VNF综合实力评估报告》,对供应商的VNF综合实力进行分析排名,华为位居“领导者”象限。那么,华为缘何可以在全云化核心网建设和商用部署的赛道上领跑全球,又是如何解决NFV规模商用挑战,有哪些经验值得借鉴呢?

解码NFV规模商用:六大挑战 VS 华为六大利器

可靠性VS Cloud Native 软件架构

电信设备的设计一般都要求达到5个9以上的可靠性,同时,在温度、湿度、电磁等环境指标上也均比IT设备更加严苛。然而,COTS通用服务器的可靠性通常是按照3个9的标准来做要求,那么如何在3个9基础设施之上确保电信级可靠性成为首要面对的挑战。

华为在与全球领先运营商的联合创新实践中,率先应用Cloud Native理念,对虚拟网络功能软件(VNF)进行系统优化重构,向上满足差异化业务诉求,向下实现基础设施无关的电信级业务质量保证。从而,将整体设备可靠性提升到 “5个9”。

性能VS 软件端到端Fine-Tuning

NFV对网络I/O性能高度依赖。虽然经过数个摩尔定律的周期,通用处理器芯片能力得到了很大提升,但在时延和数据面转发等方面,同等业务量的情况下,通用IT设备与传统的电信设备在I/O性能方面存在一定的差距,在大流量、高吞吐场景下尤为明显。

华为通过软硬件直通、硬件加速技术对Openstack OS、GuestOS、VNF进行深度优化,满足了电信级转发需求。优化后单vCPU对512Bytes的转发性能可以达到2.35 Mpbs,接近裸机水平。因此,在Telefonica UNCIA的NFV POC性能测试中,华为获得第一名的成绩。在实际项目中华为提供的云化IMS在规模用户数下,较业界平均水平可节省10-20%以上资源,其云化EPC网络,单节点流量达130Gpbs。

安全VS三层三面纵深防御架构

基于封闭、专有硬件实现的电信网元,在安全上天然的具有优势,NFV软硬件解耦的本质就是打破原有的封闭属性,必然也会引入新的安全威胁。比如,资源共享带来物理边界被打破,直接带来了数据泄露、数据残留与被攻击等风险;分层解耦引入虚拟层等新的高危区域需要全新安全设计等。

华为通过构建三层三面的安全架构(三层指COTS层、CloudOS层、VNF层,三面指用户面、控制面、管理面),构筑NFV系统纵深防御体系,使得安全攻击依照“无法接入,接入了也没有权限,有权限也搞不了破坏,即使破坏了也带不走数据”的逻辑被层层抵御,有效保障了开放NFV系统的安全。

集成 VS基于开放生态的预集成预验证

分层解耦以后,NFV在网络纵向分层的基础上,同时增加了MANO(包括NFVO、VNFM、VIM三部分)管理编排域,不可避免会增加集成的难度。在部署NFV时不同组件由不同供应商提供,对不同厂家解决方案的互通和兼容性提出更高的要求,还需要比传统电信网络更复杂的互通测试验证、集成和规划部署,导致部署就绪时间长、效率较低、后续各模块生命周期管理联动复杂。

为应对集成挑战,华为倡导多厂商协同,率先成立业界领先的NFV开放实验室,目前已聚合45家NFV主流厂商。通过多厂家环境的NFV网络架构集成测试、软硬件方案的验证与预集成,可以显著降低多厂商集成风险,缩短部署时间,实现快速交付。华为已与RedHat、Ubuntu、Windriver等主流Cloud OS厂商完成产品的互认证授权,这意味着运营商客户可以灵活按需选择VNF软件、Cloud OS、COTS硬件组合,而无需担心集成部署风险。

运维 VS完善简化运维举措

NFV通过分层解耦,使得资源可以实时调度、业务可以按需迁移、架构可以动态调整,在增加运营商网络灵活性的同时也增加了运维的复杂度。诸如故障节点增多、跨层和多模块之间的故障定位困难,已经成为早期商用实践业界共识的关键挑战。

华为通过系统化的运维手段构建,实现NFV运维的大大简化。其分层异构实体的统一管理全局视图SingleView,通过统一鉴权、统一Portal、分层信息拓扑可视,帮助运维人员可以不用改变运维习惯即可轻松运维NFV分层系统。此外,基于丰富的实践经验和对运维痛点的深度洞察,华为为大量复杂的运维操作提供了“一键式”工具,比如一键式容灾倒换,分钟级实现两站点容灾倒换。

平滑演进VS 混合组Pool方案

云化网络转型是一个长期过程,在初始切入后,需要充分考虑云与非云网络的协同、非云业务逐步迁移、老网络的逐步退网、新云化网络的持续扩展。

华为混合组Pool方案,为平滑演进提供最佳解决方案。通过云化与非云化业务网络组成混合Pool,运营商可以让云化网络承载扩容流量的增长,有序迁移传统业务上云,实现新老网络的有序发展,保护投资。

从“上”云 到“用”云,自动化+AI最大化云的价值

规模部署后,自动化+AI将成为“用”好云和发挥云价值的关键手段。目前华为已经构建了全自动化CI/CD工作流调度引擎和基于AI的自动化智能运维系统。

以云化VoLTE业务为例,华为通过CI/CD流水线,30分钟即可完成云化VoLTE网络设计,设备上电后平均3天即可完成First Call,整体E2E业务上线效率提升达50%。通过基于深度学习的多维度KPI自动故障探测、多层故障告警关联根因分析、多策略故障自愈,可实现云化VoLTE场景下,90%故障自动定界定位,20秒实现自愈。

未来,华为将持续创新,在规模商用的全云化网络上,不断深化自动化和AI技术的应用,实现业务上线效率、维护效率、创新效率和云化网络资源效率与能源效率的倍增,打造“永不故障”的自治网络。

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