HPE电信级NFV基础设施的商业价值

概述

当今的市场环境变幻莫测，为了应对激烈竞争，通信服务提供商 (CSP) 的惯常做法 (MO) 是加快用户所需服务的上市速度，同时尽量降低成本。部署基于 SDN/NFV 的基础设施已被奉为实现这些目标的一个关键步骤。CSP 已经清醒地认识到，（重新）构建当前基础设施并将其迁移到基于 SDN/NFV 的基础设施并不是一项简单的任务。CSP 面临的主要挑战有：人力资源成本高昂（主要是稀缺）；找到相应的方法比竞争对手更快地完成迁移。另一个主要挑战源于避免供应商锁定，这个矛盾的目标反过来可能会增加复杂性和总体成本 — 将多个同类先进但分散的系统组件集成在一起是一项艰巨的任务。同样，虽然预集成 NFV 解决方案有望降低总体成本，但是 CSP 面临着要依赖单一供应商实施的风险。

应对上述挑战的一种方法是找到一个成熟、可靠的业务合作伙伴，能提供经过预集成并且可与第三方技术灵活集成的解决方案。

HPE网络功能虚拟化业务拓展经理何建波说：“HPE 预集成系统就是这样一种解决方案。HPE 不仅提供自上而下的 HPE 解决方案，还提供能集成第三方工具的解决方案。而且，HPE 凭借其专业服务、基于行业标准的硬件以及基于 SDN/NFV 的一系列全面的软件组件而在客户中久负盛誉。这些产品和服务有 HPE 自己的，也有其合作伙伴的，例如，Helion 运营商级 OpenStack、VIM、Open vSwitch、SDN 控制器以及合作伙伴为虚拟化网络功能 (VNF) 和 VNF 管理器 (VNFM) 提供的特定服务。”

本文将介绍 ACG Research 对用于集成和部署 SDN/NFV 解决方案的下列两种方法给出的经济分析：1. 自己动手 (DIY) 集成 — 使用同类先进但分散的组件。2. HPE 预集成 — 使用 HPE NFV 系统，用 HPE 自己以及合作伙伴的产品构建。

该分析显示了两种方法在人力成本和机会成本上的差异。ACG 发现，对于两种目标 VNF（vEPC 和 vIMS）的部署，HPE 方案与 DIY 方案的总人力成本差异为 61%，HPE 领先。生命周期管理的运营支出节省差异接近 30%，依旧是 HPE 领先。对于相同的服务，由于进入市场时间晚，使用分散组件时每流失一万个客户，机会成本超过 65.3 万美元。

引言

作为网络发展的大趋势，SDN/NFV 已被奉为解决 CSP 所面临的所有当前经济问题的灵丹妙药。虽然网络虚拟化的技术优势和经济优势已得到广泛传颂，但事实证明向完全虚拟化的网络基础设施转型是非常困难的。通信系统提供商 (CSP) 意识到，将传统基础设施迁移到虚拟化实施将是一项成本和风险都非常高的任务。因此，许多 CSP 选择了一种慎重的方法，追求狭义的目标，只虚拟化选定的网段。其结果是：由于必须编排和实施混合部署的传统和虚拟化网络功能，CSP 面临着复杂性不断增加的局面。

另外一个巨大挑战是缺乏熟练人才。具体来说，缺乏系统集成方面的专业知识以及以软件为中心、基于复杂 SDN/NFV 的基础设施的设计、集成、验证和运营方面的知识。同时，CSP 还认识到实施开放解决方案的好处 — 可以避免供应商锁定。然而，这会增加现有任务的复杂性 — 有许多供应商提供与 SDN/NFV 相关的软件和硬件工具，例如，虚拟机管理程序、vSwitch、OpenStack NFVI 软件、SDN 控制器、VNF、编排工具、服务器、叶/主干交换机。我们不难发现，集成一个多供应商解决方案需要经过选择、验证和测试数个过程，会带来额外的复杂性，并可能增加成本。

而提供虚拟化网络基础设施系统集成能力和知识的供应商、解决方案提供商或系统集成商拥有熟练管理迁移项目所需的工具，从而可降低风险和总拥有成本，同时加快上市速度。理想情况下，这些公司在选择系统组件时没有偏见，能够提供解决方案“开放性”。但在实践中，这意味着这些厂家需要与提供整体解决方案中不同部分的很多公司建立合作关系。即便合作伙伴能力很强，但哪种策略能更好地完成这些类型的迁移计划呢？

迁移策略可以分为下列三种主要类别，每一种都至少需要集成、测试和验证步骤：

1. 分散、自下而上的方法：根据供应商的自身优点选择和评估来自多个供应商的同类先进系统组件，然后进行互操作性测试，以确保解决方案可行

2. 单一供应商、自上而下的方法：从目标虚拟化网络功能 (VNF) 入手，例如 vEPC（虚拟化演进分组核心网），构建一个完整的解决方案来支持该 VNF。

3. 预集成平台方法：从经过预集成、预测试的开放基础设施系统入手，将来自多个供应商的 VNF 集成到该平台上

本文重点介绍第三种方法的优点。这种方法往往能够更好地降低风险、加快上市速度、降低总拥有成本，同时还允许 CSP 纳入多供应商功能。本文量化了该策略相比于上述前两种方法的经济优势。

NFV 系统集成面临的挑战

图 1 显示了一个简化的 NFV 架构体系。NFV 实施看似一个简单的过程，但是仔细观察，您会发现如果采取分散的、自下而上的方法，集成团队会面临许多挑战/细节问题。

对于 N 个解决方案组件：

1. 每个组件（包括“硬件资源”）可能来自不同的供应商，导致验证时间长

a. 可能有 N 个不同供应商的联系人，如果出现问题，会增加“相互推诿”的风险

2. 所有组件都必须进行单独和整体的测试和验证，这导致全面集成时间为 O(N2)

a. 当引入新组件（或升级现有组件）时，所有组件都必须进行单独和互操作性回归测试

b. 编写组件和集成级别的测试脚本是一个既耗时又代价高昂的任务

c. 对 CSP 来说，可靠性至关重要。系统必须证明具有高可用性 (99.9999%)，能够满足运营商级服务级别协议 (SLA)，因此必须要有额外的设计阶段并进行广泛的测试。

3. 每个组件可能需要专门的技能，从而导致人力成本增加

4. 对 CSP 而言，集成和部署后的生命周期管理（例如，执行解决方案中所有组件的软件升级活动）是另一项高昂、持续的费用

图 1. 简化的 NFV 体系

对于一个包含各种同类先进但分散的组件的集成系统部署，其项目规划与传统方法没有区别。图 2 描述了此过程的概要时间表。请注意，部署总成本与部署集成系统所需时间成正比。

图 2 描述了使用分散组件构建和部署自上而下的 NFV 解决方案所需的项目规划和执行步骤，并说明了复杂程度。请注意，“选择工程团队”步骤本身可能是一项非常艰巨的任务，因为熟练人才的稀缺可能导致这个过程非常困难。

图 2. 项目规划和执行

集成期间的潜在复杂状态可能会增加风险，并导致创收服务推迟部署和推迟上市。图 3 是一个典型（但不一定详尽）的测试步骤列表，说明了解决方案组件“测试”周期中涉及的复杂性：

图 3. 集成风险点

上述列表不包括特定目标硬件所需的测试，更重要的是，未列举实施过程中编排层（即 NFV 编排器）所需的测试。后者需要自己的一套测试来测试下列功能：

-目录配置和管理

-配置（硬件和软件）

-警报/监控

-多租户管理

-用户/域管理

此外，集成系统还必须进行完全验收测试，任何变更要求将导致额外的回归测试，从而造成进一步的流程延误。

预集成平台方法

为了实现 CSP 的高层次目标 — 保持竞争优势并满足其业务 KPI（例如，更高的收入水平和更低的总拥有成本），必须更高效地设计和部署目标虚拟化应用所需的规划和执行活动。市场上有一类系统可以更高效地部署完整的 NFV 解决方案。它们就是预集成 NFVI 系统，能够集成和接入各种 VNF 以及其他系统组件（如 NFV 编排工具和 VNFM）。为了明确定义预集成 NFVI 系统所代表的含义，我们需要一个精确的定义来展示其相对于分散、自下而上的方法的潜在效率。

预集成 NFV 系统的定义

预集成 NFV 系统可以满足一系列有针对性的要求，并且会在几个关键领域增加价值：

·降低风险 — 预集成系统减少了集成测试规划/执行期间的出错机会。

·运营商级可靠性 — 预集成系统已在单个组件和系统级别进行了预测试，从而提高了系统级可靠性。

·降低总拥有成本 — 假设预集成和非集成软件和硬件的前期资本支出成本（硬件、软件）相同，但“系统上线”或集成成本仍然存在很大差异。由于预集成系统的生命周期管理总成本较低，例如，软件补丁/升级以及硬件升级的运营成本，运营支出（总拥有成本的主要组成部分）可以显著减少。

·加快上市速度 — 缩短新系统上线所需时间，加快上市速度。

能够提供这些优势的预集成系统当然需要有能力的供应商/合作伙伴，他们拥有系统集成方面的专业知识，并且了解 CSP 在部署复杂的虚拟化网络解决方案时面临的挑战。而且，供应商/合作伙伴必须能够将第三方供应商的技术纳入系统框架，理想情况下，还提供将这些技术与预集成系统集成以产生完整解决方案的方法。最后，这些功能还必须辅以特定于电信的专业服务产品，供应商/合作伙伴可以藉此协助 CSP 完成实施完整解决方案（例如，系统设计、集成、测试和验证）所需的所有任务。

分散、自下而上的方法

理论上，使用同类先进组件从头构建 NFV 解决方案的优点就是没有供应商锁定风险（图 4）。然而，这种方法存在多个缺点：

1. 使用多个供应商意味着有多个联系人，因此出现问题时可能面临“相互推诿”

2. 不得不将集成和测试外包给外部公司，或者寻找和招聘稀缺的高技能工程人才 — 特别是为了确保 99.999% 的服务可用性需求 — 这会延缓解决方案部署，且成本很高。

3. 采用来自在更广泛的市场中相互竞争的多家供应商的技术，可能在 CSP 试图解决互操作问题时导致冲突和低效。

4. 不同供应商的产品路线图不一致，其支持水平也参差不齐，这会增加复杂度并增加生命周期管理成本。

图 4. 同类先进产品的零碎集成

与这种方法相比，采用预集成平台方法并不意味着 CSP 就一定会被锁定在提供这些产品的供应商上。如果供应商/合作伙伴在其平台架构中采用开放标准，则可避免供应商锁定，从而能够根据 CSP 的要求灵活地隔离和替换预集成平台解决方案的任何部分。此外，CSP 还可以利用供应商/合作伙伴提供的专业服务。

单一供应商、自上而下的方法

图 5 展示了这种方法。在这种情况下，CSP 选择一个或多个 VNF（例如，vEPC — 虚拟化演进分组核心网），并且构建 NFV 平台进行支持：

图 5. 自上而下的设计和集成

VNF 可以有多个子组件 — 例如，vEPC 包括 EPG、SGSN-MME 和 GGSN。这些组件 VNF 中的每一个子组件都可以单独销售或作为一个完整的体系出售。其他分组核心功能，例如 PCRF、ePDG 和 IMS，也可能会影响这种自上而下的方法。

单一供应商自上而下的方法存在几个潜在挑战：

-VNF 供应商可能提出自己的体系，第三方集成的可能性极小甚至没有

-供应商锁定是一种风险，因为市场实践表明，VNF 供应商都试图部署自己的预集成 NFVI 和编排模块，这种做法可以有效地锁定 CSP，使其无法采用其他可能的解决方案。

-必须创建单独的 RFx（例如，RFI、RFP、RFQ）并将其分发给潜在供应商进行评估，因此采购周期可能比较复杂，从而导致上市时间较长。其他步骤还包括考虑选择知名供应商、与每个供应商协商价格等。

-通常，VNF 供应商能够将自己的 VNF 集成到自己的平台产品上。然而，如果涉及将其他供应商的 VNF 与其平台相集成，很多人则没有相应的成熟经验或过程专业知识。

HPE 预集成 NFV 系统

选择一个在集成和交付完整解决方案方面久负盛誉的合作伙伴对 CSP 至关重要。HPE 已经证明自己是这一领域的领导者。

HPE NFV 系统是一个预集成的、灵活的运营商级平台，集成了多种组件技术，是构建完全虚拟化解决方案的基础。首先，NFV 系统是一个强大的硬件平台。HPE 在提供基于标准的硬件（服务器/网络/存储）方面处于领先地位，并且与多家 CSP 有着悠久的合作历史。其次，“核心”NFV 系统包括一组基础软件组件：OpenStack 加强版本、KVM、Linux 操作系统以及一个 Open vSwitch。核心硬件和软件组件的这种组合可以看作一个统一的平台，能够托管多供应商 VNF 供应商应用 — HPE 自己的 VNF 或其合作伙伴的 VNF。从更广泛的意义上讲，HPE 可以帮助将现有网络功能从专用硬件平台迁移到更经济高效的高性能服务器上（见图 6）。最后，HPE OpenNFV 计划涵盖多家供应商的 VNF，它们已经与 NFV 系统预先集成，可以进一步缩短上市时间：

图 6. 独立 VNF 接入

图 7 详细描述了 HPE NFV 系统。运营商级 HPE Helion OpenStack 可提供 NFVI，客户可以将 HPE 的运营商级 SDN 控制器作为一个选件纳入该解决方案中。此外，HPE 用于服务编排的 NFV Director 也可以纳入该解决方案中，从而进一步缩短 VNF 服务的接入时间。一般而言，所有其他系统组件都可以从 HPE 或其合作伙伴直接获得（可以任选）— 所有这些组件都经过集成、测试和验证，可立即部署，从而使其成为能够满足未来发展需求的基础设施。

图 7. HPE NFV 系统组件

HPE NFV 系统的灵活设计方法具有下列优点：

平台经过现场验证、实验室测试和验证，能够实现可随市场和客户需求发展的可预测性增长战略。

 能够灵活地集成第三方 VNF 功能，避免了供应商锁定。

优化了总拥有成本，降低了系统上线、生命周期管理成本，因此成本更具可预测性。

通过简化集成和加快上市速度 (TTM) 来降低风险

可靠的合作伙伴，可以是单一联系人

HPE NFV 系统解决方案的经济效益

ACG Research 将 HPE NFV 系统与使用“同类先进”分散组件的 DIY 解决方案进行了分析比较。ACG 用三个独立的成本组件来评估这两种方法之间的差异：评估/采购活动、系统上线以及运营支出 (opex)（图 8）。

图 8. NFV 集成的详细任务

ACG 分析了这两种方法的人力需求，发现预集成 NFV 系统具有明显优势，体现在人力成本更低、上市速度更短，而 DIY 方法机会成本较高。

人力成本分析

ACG 将这些任务进一步分解为更详细的子任务，如表 1 所示。每个子任务都分配了完成任务所需的具体团队。ACG 定义了一个由高级专业人员组成的典型团队，其中包括高级产品经理、高级工程项目经理、系统架构师、高级测试工程师、VNF（vEPC 和 vIMS）工程师、高级硬件系统工程师和采购经理。ACG 还假设了一个兼职管理团队来监督工作。该团队的成员包括系统工程总监、系统工程师经理、测试工程师经理和开发运维工程经理。请注意，在此分析中，ACG 没有假定每个

团队的具体人数，比如产品管理团队。相反，ACG 考虑了整个团队可能花在某个具体子任务上的时间，而不是该团队中每个成员必须花费的时间。

任务子任务技能

评估/采购活动 — RFx1. 供应商选择 2. 采购高级产品经理；系统架构师；采购经理

顶层设计系统架构设计系统架构师；高级工程项目经理；系统工程总监

详细设计（设计、构建、单个部件测试、集成测试）1. NFVI 2. 2 个 VNF 3. SDN 控制器高级工程经理；高级工程项目经理；测试工程师经理；高级测试工程师；VNF 工程师；系统工程总监

详细设计 — 管理层1. VIM 2. 2 个 VNFM高级工程经理；高级工程项目经理；测试工程师经理；高级测试工程师；系统工程总监

全系统集成（包括硬件：服务器、叶节点和主干节点）1. VNF 接入 2. 端到端服务测试开发运维工程经理；高级硬件系统工程师；高级工程项目经理；高级测试工程师；VNF 工程师；测试工程经理；系统工程总监

概念验证1. 实验室组建 2. 测试 3. 演示构建高级产品经理；高级测试工程师；高级工程经理；采购经理

运营支出（持续发生；按年度计算）生命周期管理 运维高级测试工程师；高级工程经理；VNF 工程师；高级产品经理

表 1. 集成 NFV 解决方案所需的子任务和技能

在这个分析中，ACG 假设团队成员位于北美地区。根据表 1，ACG 使用公开资源估计每个团队成员的平均全薪工资1 。然后，ACG 评估了每个团队使用这两种方法 — 分散方法与基于 HPE NFV 系统的预集成方法 — 完成每个子任务所需的时间，如表 1 所示。支持这些评估的假设是基于 ACG 的研究和行业经验做出的。

如果部署两个 VNF（vEPC 和 vIMS），前两项任务（评估/采购活动和系统上线）的人力成本差异为 61%，HPE 领先。生命周期管理（软件补丁和升级以及硬件升级）的运营支出节省差异接近 30%，依旧是HPE 领先。

1 www.glassdoor.com

机会成本分析

在这个分析中，ACG 确定了每个团队的人数。ACG 的模型基于典型的中小型企业（由具有表 1 所示技能的个人组成）。例如，在 ACG 的模型中，产品管理团队由四名成员组成；测试工程团队由六名成员组成。每个团队的规模都与每个子任务的复杂性和规模相对应。在这个分析中，ACG 假设，这两种方法的一些主要任务需要串行执行，而每个主要任务中的子任务可以并行完成。与人力成本分析类似，ACG 估计了相关团队完成每个子任务所需的时间。

图 9 总结了使用分散、自下而上的方法完成每个任务所需的时间 — 以使用 HPE NFV 系统的预集成平台方法的所需时间为基准（HPE NFV 系统 = 100%）。例如，ACG 的分析显示，分散、自下而上的解决方案的集成测试所需时间是使用 HPE NFV 的预集成平台方法的 2.4 倍以上：

图 9. 所需相对时间：分散、自下而上的方法与使用 HPE NFV 系统的预集成平台方法

（HPE NFV 系统 = 100%）

总的来说，ACG 发现，与分散的、自下而上的解决方案相比，实施 HPE NFV 系统可以节省 7 个日历月 — 这意味着，按每平均用户收入 10 美元计算，每流失一万个用户，机会成本要超过 65.3 万美元。

该分析清楚地展示了基于 HPE NFV 系统的预集成平台方法的优点。

总结

当 CSP 向基于 SDN/NFV 的网络基础设施转型时，他们面临诸多挑战，其中包括寻找和聘用稀缺人力资源以及完成集成/测试并验证其 NFV 部署等艰巨任务。

与分散的、自下而上的方法相比，基于预集成平台推出 NFV 解决方案的方法具有许多优点。

通过与经过现场验证的可靠的合作伙伴合作，采用其提供的可避免供应商锁定的 NFV 平台解决方案，CSP 可以让这种方法发挥更大作用。HPE 凭借其 NFV 系统解决方案，为 CSP 提供可靠的平台解决方案，既可降低成本和风险，又能灵活地集成各种 VNF。此外，HPE 还拥有出类拔萃的电信业绩、广泛的系统集成专业知识以及帮助 CSP 将网络解决方案快速推向市场所需的专业服务能力。最后，HPE 的 OpenNFV 生态系统既能让 CSP 利用各种供应商的 VNF 产品，同时还能享受可靠的 NFV 平台基础带来的好处。

本文探讨了“同类先进产品”DIY 方法与 HPE 预集成 NFV 系统方法之间的经济差异。通过分析揭示了这两种方法在人力成本和机会成本上的差异。ACG 发现，对于两个目标 VNF（vEPC 和 vIMS）的部署，HPE 方案与 DIY 方案的总人力成本差异为 61%，HPE 领先。生命周期管理的运营支出节省差异接近 30%，依旧是 HPE 领先。对于相同的服务，由于进入市场时间晚，使用分散组件时每流失一万个客户，机会成本超过 65.3 万美元。