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TECS OpenStack组件PIM,高效管理5G通用化硬件

http://www.c114.com.cn ( 2019/6/12 17:22 )

5G是移动互联网的时代,传统的物理设备无法满足各类互联网应用根据业务配置网络的要求,为应对互联网时代给电信市场带来的挑战,运营商采用ETSI NFV规范对电信网元软硬件进行解耦,并结合云计算和虚拟化技术快速实现网络功能和各种应用的开发和上线。

运营商NFV软硬件解耦,PIM应运而生

NFV(Network Function Virtualization),其基本理念是基于标准的X86等架构服务器、通用存储和交换机等硬件平台,利用虚拟化技术,在虚拟化硬件资源上承载各类网络功能,由虚拟的网元替代传统的通信设备,从而实现网络功能虚拟化。中兴通讯结合运营商NFV三层解耦推出中兴通讯NFVI解决方案:

图1:中兴通讯NFVI解决方案

NFV的技术架构分为三层:

基础设施层:即NFVI(NFV Infrastructure),基于通用计算、存储和网络资源进行虚拟化,向上提供VNF承载能力。

PIM(Physical Infrastructure Manager):负责资源池内硬件设备的集中管理,提供配置管理、故障管理和性能监控等能力。

VIM(Virtualized Infrastructure Manager):虚拟基础架构管理器,提供计算、存储、网络虚拟化能力。

虚拟网络层:虚拟网络层对应各个电信业务网元。

运营支撑层:运营商运维支撑和业务支撑系统。

由上可见,NFVI是底层硬件和虚拟化资源的总称,是实现NFV部署的重要基础;而PIM提供NFVI层物理设备的集中管理,帮助管理通用硬件。

硬件管理面临的挑战

硬件厂家多样化

通用硬件分为计算、存储、网络物理设备(以下设备厂商按字母顺序排列),主流服务器厂商包括DELL、HPH3C、浪潮、中兴通讯等,主流磁阵包括EMC、IBM、中兴通讯等,主流交换机厂商包括CISCO、H3C、中兴通讯等。

硬件厂商的多样化,意味着告警事件和性能指标等无法统一,需要硬件管理增加适配层,满足硬件厂商的通用化处理。

硬件协议多样化

硬件管理与硬件设备一般通过带外管理协议通信,不同的设备种类有不同的通用标准,如服务器一般通过IPMI、SNMP、redfish等接口/协议管理,交换机一般通过SNMP等接口/协议管理,磁阵一般通过SNMP、SMI-S等接口/协议管理。

硬件管理作为集中的设备管理平台,需要支持各类设备的通用协议,同时对不同厂商协议实现的差异性进行屏蔽。

硬件故障影响范围很难确认,故障追踪困难

NFV技术架构分为NFVI层、虚拟网络层、运营支撑层,NFVI层又分为PIM和VIM。NFV分层在带来架构解耦的同时,可能导致上层无法获取足够的信息追踪故障并定位到具体的物理设备,物理设备的故障无法准确分析波及范围。

硬件管理作为底层平台,在集中管理物理设备的同时,需要北向开放标准的API,提供物理设备数据给上层管理系统,由上层管理系统进行根因分析和影响范围分析。

PIM助力高效管理通用硬件

TECS(Tulip Elastic Cloud System)是中兴通讯基于OpenStack开源平台,融合NFV架构的云计算综合解决方案。其中,TECS OpenStack提供虚机、裸金属服务; TECS OpenPalette提供容器云服务。

PIM作为TECS OpenStack的组件,提供IaaS资源池硬件本地管理,同时在区域等位置提供PIM Mgt作为统一云管平台组件支持多资源池设备统一管理:

图2:PIM助力统一管理通用硬件

支持多厂商、多类型设备统一管理

上层统一云管平台协同下层PIM提供统一设备管理:PIM提供资源池内服务器、存储、网络等通用设备的硬件本地管理,统一云管平台提供多资源池设备统一管理。

支持多种协议接入和管理硬件设备:服务器支持IPMI、SNMP、redfish(redfish作为IPMI协议的替代,PIM根据中国移动等运营商的要求和硬件厂商的支持情况,同步支持)等协议,交换机支持SNMP等协议接入和管理,磁阵支持SNMP、SMI-S等协议接入和管理。

支持资源池硬件统一运维:对不同硬件类型的设备进行通用化处理,屏蔽设备的差异性。统一性能监控模型;提供统一的硬件配置和操作管理,如提供服务器的上电、下电、复位等通用操作。

协同部署工具支持快速部署操作系统

PIM作为TECS OpenStack的组件,不仅仅提供硬件的带外管理,同时协同部署工具支持将物理服务器快速部署为计算节点。

北向开放API能力

PIM(硬件管理)支持通过RESTful等接口北向开放API能力与NFVO等对接,提供硬件资源信息给NFVO等,由NFVO等完成告警根因分析、故障影响范围分析等。

统一云管平台的PIM Mgt北向开放资产数据上报接口,提供硬件资产数据给上层OSS等系统,由OSS等系统进行资产审计。

硬件管理引入场景

在移动互联网时代,部分传统业务还会继续运行在物理设备上;同时容器作为一种虚拟化技术,与虚机一样可以向上层应用提供虚拟化资源和管理能力,支持网络功能虚拟化。综合虚机、容器、物理服务器等几种业务应用场景,硬件管理提供如下多种部署场景:

作为独立产品形态的硬件管理,负责管理中兴物理设备。

针对部分传统业务还会继续运行在物理设备上的场景,硬件管理随中兴通用硬件发布Uniview产品,负责管理中兴服务器设备。

作为TECS OpenStack云平台组件,管理IaaS资源池的硬件。

针对IaaS资源池,PIM提供物理设备告警、性能、状态监控等运维能力,同时也可以作为TECS OpenStack Adapter的组件,管理第三方如vCenter等资源池硬件。

作为TECS OpenPalette容器云组件,管理容器资源池的硬件。

针对TECS OpenPalette容器云,PIM提供物理设备告警、性能、状态监控等运维能力,同时协同TECS OpenPalette的部署组件,支持容器资源池的节点部署、扩容。

硬件管理将原来物理分散的运维方式转变为集中管理的运维模式,提高了运维效率,是移动互联网时代带来的一个巨大改变。

作者:王日明   来源:C114通信网

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