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1、本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。一、什么一、什么是是NFV?二、二、NFV关关键键技技术术三、三、产业产业推推进进情况情况四、四、NFV带带来来的影响的影响2纵观纵观移移动动通信网通信网络发络发展展历历程,在程,在经经历历了模了模拟拟通通信、信、数字通信、数字通信、端端到到端端IP化化后后,当前通信当前通信网网正逐步正逐步迈迈向向基于虚基于虚拟拟化、化、软软件化等件化等ICT融合技融合技术术的通信的通信4.0时时代代通信通信1.0:模:模拟拟化化2G为代表,数字
2、化 通信3G/4G逐渐发展,从软 交换到IMS,最后到 VoLTE完成彻底IP化NFV/SDN是ICT化的催 化剂,驱动IT/CT走向 融合1G为代表,模拟化 通信通通信信2.0:数字化:数字化通信通信3.0:IP化化(CT over IP)通信通信4.0:IT化化(虚(虚拟拟化,化,ICT融合)融合)IP承承载载(BICC/SIP)通信网通信网硬件硬件软软件件转发转发控制控制 分离分离解耦解耦电电信网信网络过络过去去十年的十年的变变革革核核心心是是IP化化,其特征是CT的设备形态及网络实质,IP化承载的外在通信方式电电信信网网络络下下一一步步变变革革的的核核心心是是IT化化,采用IT化的内在
3、实现形式及设备形态,保留CT的网络内涵和品质3本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。NFV是是什什么?么?NFV:Network Function VirtualizationNFV将将传传统统通通信信网网络络设设备备功功能能软软件件化化,通通过过特特定定的的虚虚拟拟化化技技术术,基基于于IT 通通用用的的计计算算、存存储储、网网络络硬硬件件设设备备实实现现电电信信网网络络功功能能,NFV将将实实现现传传统统电电信信 产业产业与与IT产业产业的深度融合的深度融合。虚虚
4、拟拟化化网网络络功能功能即即传统电传统电信信设备实现设备实现的功能。的功能。传统传统 电电信信设备设备,如如MSC、MME、CSCF、P-GW等均等均为为网网络络功能功能实实体体软软件化件化+4本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。NFV于于2013年年在在ETSI由由13家家运运营营商商发发起起研研究究,是是云云计计算算在在IT业业取取得得巨巨大大成成功功的的 大大背背景景下下提提出出的的,其其工工作作目目标标是是增增强强系系统统灵灵活活性性,实实现现网网络络及及应
5、应用用的的快快速速部部署署、灵灵活活 扩扩容容和和缩缩容容。NFV的的关关键键核核心心是是通通过过虚虚拟拟化化技技术术、基基于于通通用用IT硬硬件件实实现现电电信信功功能能节节点点 的的软软件件化化,被,被认为认为是未来通信网是未来通信网络络的基的基础础技技术术。NFV试图试图打破打破传统电传统电信信设备设备的的竖竖井井式式体体系系,将通信网元功能分,将通信网元功能分层层解耦并引解耦并引入新的入新的MANO管理体系管理体系实现实现网元全生命周期管网元全生命周期管理理。IMSEPCHSS网管系统网管系统vEPCvHSSvIMS虚拟化资源硬件资源MANO虚虚拟拟化化采用开放的 Hypervisor
6、和资源管 理软件将电信业务的软硬件分离通用通用IT基基础设础设施施统一的标准化IT计算、存储、网络基础硬件云化管理云化管理应用和业务的生 命周期管理,虚拟资源配置网网络络自自动动化化可与SDN结合,使用 SDN技术自动化配置网络四大基本特征四大基本特征5NFV的的基基本特征本特征本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。单单个个NFV虚虚拟拟化化网元网元物物理理结结构构的的变变化化传统电传统电信信设备设备系系统统架构架构网元网元软软件件消息分消息分发发 链链路管理路管理D
7、B业务业务虚虚拟拟化网元架构化网元架构网元网元软软件件消息分消息分发发 链链路管理路管理DB业务业务操作系操作系统统中中间间件件ATCAHypervisor/虚拟机监控器虚拟机虚拟机虚拟机虚拟机操作系操作系统统中中间间件件COTS关关键键变变化化1:新增虚拟化层,即通过虚拟 化软件生成虚拟计算机,供上层应用使用关关键键变变化化2:传统设备中单个网元独享专 用硬件变化为各网元共享通用x86服务器6本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。7虚虚拟拟化化网网络络虚虚拟拟化后的
8、化后的网网络结络结构构图图NFV改改变变现现有通信网有通信网络设备软络设备软硬件硬件一一体化部署模体化部署模式式,使使设设置在置在一一个数据中心机个数据中心机房房 中的中的各各虚虚拟拟通通信信网网元元,通通过过统统一一的的虚虚拟资拟资源源层层,部部署到署到共享共享的的通通用用云云资资源源池池(服服务务器器、存存储储系系统统等等)中。)中。网网络络功能功能层层:软件 实现的虚 拟 化 功 能 网 元,可 以 是 IMS、EPC等网元虚虚拟资拟资源源层层:实现 虚拟 机资 源 生成、调度、删除等功能硬硬件件资资源源层层:云 化系统中的 X86服务器、存 储设备、IOS等 IT类设备NFV技术实施后
9、,理论上讲,网络扩容、业务开放将发生以下变化:资源共享、效率更高:不同业务系统共享硬件资源,资源利用效率可在不同应用间均衡扩容灵活、快速响应:网络扩容通过新增虚拟资源的形式实现,多数不涉及新增硬件调测传统传统通信机通信机房房数据中心机房数据中心机房本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。网网络络虚虚拟拟化后的化后的系系统统架构架构图图(3+2架架构构)网网络络虚虚拟拟化后的系化后的系统统架构将由架构将由“通信域通信域3层层”+“管理管理域域2套套”共同共同组组成,即:成
10、,即:通信域:通信域:硬件硬件资资源源层层、虚虚拟资拟资源源层层和网和网络络功能功能层层三三层层 管理域管理域:除除传统传统OMC/OSS等网管系等网管系统统外,新增加云管理(外,新增加云管理(MANO)系)系统统ComputingH计ard算ware硬S件tora资ge 源HardwareNetworkHardwareHardware resources虚拟化层(VVirMtualWisaatiorneL,aKyeVr M,Xen)Vl-HaVirtualisedInfrVastIrMuctureManager(s)VNVNFFMManager(s)(MVNMF 2E)ONrchFeVstr
11、OatorOSOSSS/BBSSSSNFVI 虚拟计算VN(F 3)(CVNSFC1F)Execution reference pointsOther reference pointsMain NFV reference pointsNFVO:NFV Orchestrator虚V拟irt存ual储C虚om拟p网uti络ng虚V拟irtu存al储 虚St拟ora网ge络虚Vi拟rtu存al 储虚Ne拟tw网ork络NFV Management and OrchestrationOEMMS 2CEMS 3EMS 1Service,VNF and InfrastructureDescription
12、Or-ViOr-VnfmVi-VnfmOs-MaSe-MaVe-VnfmNf-ViVn-NfVNFVNFVNF存储网络虚拟计算虚拟计算网网络络功能功能层层NFVO:统一的资 源管理和 调度VNFM:虚拟化网 元生命周 期管理VIM:硬 件管理和 虚拟资源 管理VNF:Virtual Network Function云管理云管理网网络络管理管理虚虚拟资拟资源源层层硬件硬件资资源源层层VNFM:Virtual Network Function ManagementVIM:Virtual Infrastructure Management8本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供
13、热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。目目 录录一、什么一、什么是是NFV?二、二、NFV关关键键技技术术三、三、产业产业推推进进情况情况四、四、NFV带带来来的影响的影响9本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。1、虚、虚拟拟化化技技术术(1/3)分区分区在单一物理 机上同时运行多个虚拟机隔离隔离同一物理机上 多个虚拟机相 互隔离封装封装整个虚拟机执行 环境封装在独立 文件中独立独立虚拟机无需 修改可
14、运行 在任何物理 机上传统传统架构架构四大基本特征10虚虚拟拟化架构化架构虚虚拟拟化指将一台物理化指将一台物理计计算机系算机系统统虚虚拟拟化化为为一一台台或多或多台台虚虚拟拟计计算机算机系系统统。每每个虚个虚拟拟计计算算机机系系统统 都都拥拥有自己的虚有自己的虚拟拟硬件(如硬件(如CPU、内、内存存和和设设备备等)等),来提来提供供一个一个独独立的立的虚虚拟拟机机执执行行环环境境。通。通过过虚虚 拟拟化化层层的模的模拟拟,虚,虚拟拟机中的操作系机中的操作系统统认为认为自自己仍己仍然然独占独占一一个系个系统统在运在运行行。这这个个虚虚拟拟化化层层称称为为虚虚拟拟 机机监监控器(控器(Virtua
15、l Machine Monitor,VMM)本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。1、虚、虚拟拟化化技技术术(2/3)虚虚拟拟机(机(Virtual Machine)指通指通过软过软件模件模拟拟的具有完整的具有完整硬硬件系件系统统功能功能的的、运行在一个完运行在一个完全全隔隔离离环环境中的完整境中的完整计计算机系算机系统统。按按实实现现方方式式分分类类,可可以以分分为为全虚全虚拟拟化化、半半虚虚拟拟化化、硬、硬件件辅辅助助虚虚拟拟化化HardwareOSAPPRing
16、 0Ring 3未虚未虚拟拟化化全虚全虚拟拟化化HardwareRing 0Ring 3VMM半虚半虚拟拟化化硬件硬件辅辅助虚助虚拟拟化化HardwareRing 0Ring 3VMMRing 0root特 权模式Ring 3非root 特权模 式Ring 311APPOSVMAPPOSVMAPPOSVMVMMHardware全虚全虚拟拟化化半虚半虚拟拟化化硬件硬件辅辅助虚助虚拟拟化化Guest OS支持Windows和linux由于需要改动操作系统内核只支持linux都支持性能VMM需要对上层OS指令进 行捕获、翻译、模拟,性能 损耗大上层OS知道自己工作在非之前模式,通过修 改其内核,与V
17、MM通力协作,取消了捕获异 常、翻译、模拟过程,性能消耗小好可维护性能一般较好好典型虚拟机技术KVM、VMwareXENKVM、VMware、XEN本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。1、虚、虚拟拟机机技技术术(3/3)虚虚拟拟技技术术是是云云计计算算的的核核心心技技术术,虚虚拟拟化化技技术术能能够够提提升升硬硬件件资资源源利利用用率率、增增强强系系统统的的灵灵活活 性性。虚虚拟拟技技术术有有私私有有技技术术、开开源源技技术术之之分分,业业界界倾倾向向基基于于开开源
18、源软软件件根根据据通通信信网网需需要要进进行行优优化化 和增和增强强。虚虚拟拟机功能:机功能:VM(Virtual Machine):虚拟化的计算单元,为上层应 用提供运行环境,由VMM创建和管理Hypervisor:提供VMM(virtual machine monitor)虚拟机监控器的功能主流虚主流虚拟拟机技机技术术:开源开源虚虚拟拟软软件件:主要有XEN、KVM、Hyper-V,其中 KVM开源社区最大最活跃私有虚私有虚拟软拟软件件:VMware占据主要份额,价格也较高。虚虚拟拟化基化基础设础设施管理技施管理技术术:私有技私有技术术:VMware的vCenter虚拟化管理平台、亚马逊
19、的AWS云管理平台等,商用广泛,成熟度较高开源技开源技术术:Openstack对KVM,XEN,VMware和Hyper-V 等主流虚拟机技术都能支持虚虚拟拟化基化基础设础设施管理功施管理功能能:VIM(Virtual Infrastructure Manager):负责虚拟机资源分配、更新及释放,资源的性能和故障信息搜集上报 原因1:虚拟化层对读写操作的控制和管理需要一定开销 原因2:越多上层应用,越多并行数据读写 增强方案(CPU隔离、多线程、巨页内存、SR-IOV、DPDK):创建VM存储时,尽量减少重读写业务在同一块硬盘上进 行操作对于重读写VM,提供读写速率较高的固态硬盘虚拟网卡:使
20、用SR-IOV(单根I/O虚拟化)技术等虚虚拟软拟软件是件是在在上上层层应应用用与底与底层层硬硬件件之之间间额额外外增增加加的的一一层层,因,因此此设设备备虚虚拟拟化后化后对对系系统统性性能能有有额额外开外开销销,需,需对对虚虚拟拟机机进进行功能增行功能增强强以以适适应应电电信信级级要要求求磁磁盘盘磁磁阵阵物理主机应应用用客户OS数据数据读读写写主机OS存存储设备驱动储设备驱动虚拟化层12本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。2、虚、虚拟资拟资源源管理管理OpenSt
21、ack(1/3)OpenStack是是一一个个分分布布式式虚虚拟拟资资源源(计计算算、网网络络、存存储储)的的管管理理平平台台,包包括括一一系系列列开开源源 组组件件和和标标准准接接口口协协议议,目目前前在在全全球球范范围围内内已已经经成成为为私私有有云云管管理理的的主主流流选选择择,主主要要厂厂家家的的虚虚拟拟 化化层层及及VIM均是基于均是基于OpenStack的的二二次开次开发发。OpenStack is a cloud operating system that controls large pools of compute,storage,and networking resourc
22、es throughout a datacenter,all managed through a dashboard that gives administrators control while empowering their users to provision resources through a web interface.13本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。2、虚、虚拟资拟资源源管理管理OpenStack组组件(件(2/3)Openstack包包括
23、括计计算算、网网络络、存存储储、鉴鉴权权和和监监控控等等功功能能组组件件,每每个个功功能能组组件件都都单单 独独命命名名,各各组组件件之之间间有有相相互互调调用用关关系系,在在管管理理虚虚拟拟资资源源的的同同时时,也也能能实实现现部部分分裸裸机机管管 理功能。理功能。中心:中心:中间那个菱形,表示虚拟机Nova:管理计算能力、VM生命周期Neutron:为OpenStack提供网络连 接服务(旧版本为Quantum)Glance:管理VM磁盘镜像功能Cinder:为VM提供块存储服务Swift:提供对象存储服务Keystone:提供认证和权限管理Ceilometer:提供监控和计量服务(维护入
24、口)Horizon:OpenStack 的人机接口(服务入口Portal)Ironic:提供对裸机的管理(只管理 资源,不管理运行状态)。Trove:提供数据库服务。Heat:提供针对OpenStack 的编排 服务。14本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。2、基于、基于KVM+OpenStack的的NFV逻逻辑辑架构架构和和物理物理结结构构对对照照图图(3/3)VMM(也叫也叫Cloud OS 或者或者 Hypervisor)控制节点VIMOpenStackHos
25、t OS(Linux)KVM.koHost OS(Linux)KVM.ko存储节点网络节点OpenStack计算节点QEMUNFVIHost OS(Linux)KVM.ko存储节点网络节点OpenStack计算节点QEMUHost OS(Linux)KVM.ko存储节点网络节点OpenStack计算节点QEMUHost OS(Linux)KVM.ko存储节点网络节点OpenStack计算节点QEMUHost OS(Linux)KVM.ko存储节点网络节点OpenStack计算节点QEMU15APPAPPAPPAPPAPPGuestGuestGuestGuestGuestOSOSOSOSOSVM
26、VMVMVMVM本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。3、网、网络编络编排排弹弹性伸性伸缩缩(Scaling)NFV赋予网络更灵活的容量调整能力。运营商可 根据预预配配置置的的容容量量指指标标和和扩扩展展调调度度策策略略,在相关网 络指标达到阈值时,实现云资源的自动弹性扩展。弹性伸缩包含scale out/in(网元内虚拟机数量 的增减),scale up/down(网元虚拟机规格大小 的变化)四种方式。网网络维护络维护人人员员基基于于云云管管理平台理平台的的网网络络
27、编编排排(Orchestration)功功能能,通,通过过统统一一的的资资 源管理、自源管理、自动动化的流程、化的流程、资资源源调调度和度和调调整整策略策略,采用事先定,采用事先定义义好的好的网网络络服服务务模板模板NSD、虚虚拟拟网元模网元模板板VNFD,进进行网行网络络、网元的、网元的创创建,建,实现资实现资源源池池资资源的按源的按需需使使用用,业务业务网网络络 的的弹弹性性扩扩展和自展和自愈愈,达到提高,达到提高资资源利用率的目的源利用率的目的实现实现网网络络生命周期管理(生命周期管理(lifecycle management)通通过过云云管管理理平平台台(MANO)实实现现网网络络生生
28、命命周周期期管管理理,包括 加载(Onboard )、实例化(Instantiation)、业 务 监 控(Monitor)、扩容/缩容(Scale)、自愈(Heal)、更新/升级(upgrade/update)、终止(Termination)等。业务业务创创建建阶阶段段,网络编排实现按预定的网网络络服服务务模模板板NSD、虚虚拟拟网元模板网元模板VNFD分配基础网络资源,创建网络/网元 业业务务运行运行阶阶段段,通过实时性能监控、实时告警等监控网络运行情况,实现数据中心资源按需弹性分配与利用率最优化 自自动动恢复(恢复(Heal自愈)自愈)NFV提供网络业务功能自动恢复能力,当 运行中的网络
29、业务组件崩溃时,云管理系 统(MANO)能够根据预预先先定定义义模模板板中中的的脚脚 本本策策略略,提取对应的镜像信息(快照信 息),快速实现网络业务组件重新部署、实现网络功能的自动恢复。16本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。4、云管与、云管与网网管的管的协协同同目目前前云云管管三三层层子子系系统统功功能能规规 范范、云云管管与与网网管管之之间间的的接接口口 规规范均待明范均待明确确。故障故障处处理需理需协协同同IT硬件资源及虚拟机告警 上报至云管;应用网元告 警
30、上报至网管;两类告警 需传递并进行实时关联性能管理需性能管理需协协同同虚拟资源性能数据由云管 采集,网管侧采集应用网 元性能指标;两类性能数 据需要配合才能完成自动 弹性伸缩综综合合资资源管理模型需重定源管理模型需重定义义NFV软硬解耦后资源管理 模型需重新定义,例如需 要增加虚拟机资源管理等1、云管理、云管理Hypervisor硬件资源(计算、存储、网络)VMVMVMVMOSOSOSOSVNF 现有接口 VNF(CSCF)(HSS)VNF(TAS)VNF()OMCOSSVIMVNFOC1C2C3C4 C9现有接口现有接口C5C6C8VNFMC7C102、网、网络络管理管理17云管云管主要主要
31、实实现现云基云基础设础设施的施的统统一管一管理理、为为上上层应层应用提供虚用提供虚拟拟机机资资源以源以实现实现VNF网元全生命周期网元全生命周期 管理;管理;网管网管主主要要实现业务层实现业务层面面的的性能性能统统计计、告、告警警、故障、配置、故障、配置等等。NFV打破了打破了电电信网信网设备统设备统一一管管理理 模模式式,将将IT资资源管源管理理和网元功能管和网元功能管理理分解成了两条分解成了两条管管理路理路径径,但是但是VNF故障可能故障可能发发生生在在VNF软软件件层层、虚虚拟拟机、机、Hypervisor或或硬硬件等件等各各层层面面,因此因此需需要云要云管管和网和网管管协协同同本标准适
32、用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。15、硬件的、硬件的选选择择电电信信界界和和IT界界系系统统设设计计理理念念不不同同,硬硬件件选选择择考考虑虑的的因因素素也也不不同同,NFV基基于于IT理理念念 采采用用通通用用设设备备提提供供电电信信级级服服务务,需需制制定定增增强强的的设设备备要要求求,保保证证功功能能、性性能能、可可靠靠性性、软软硬解耦需求硬解耦需求 ATCA标准规定了电信设备的体积,功耗等指标,限制了限制了带宽带宽,计计算等算等性性能的能的提提升升 可靠性好,均
33、满足99.999%可靠性要求 ATCA设备也采用X86服务器,但是主要由 电信设备厂家生产,成本较高 通用服务器符合工业标准,与应用软件解耦,兼容性较高;性能提升优化速度快(More定 律每半年翻翻)部分COTS设备通过NEBS3可靠性认证 通用服务器的设备供应商更多,产业链开放,有利于降低采有利于降低采购购成本成本ATCACOTS为满为满足足电电信信级业务级业务服服务务,需需对对IT资资源源制制定功定功能能、性、性能能、可、可靠靠性、性、环环境适境适应应性等性等特特定要求定要求8功能/性能 CPU:采用Intel或AMD等X86架构的64位CPU,支持硬件辅助虚拟化。网卡:支持SR-IOV,
34、支持PXE,如需访问FC存储,采用CNA(Converged Network Adapter)可靠性机框机框级级:无源背板,双电源平面,N+N电源冗余,风扇冗余,框级故障上报(适用于框式设备)交交换换板板:至少双交换平面 带外故障检测(交换芯片、CPU、内存、网卡,以及丢包、错包)(适用于框式设备)服服务务器器级级:硬盘冗余、网卡冗余带内故障上报-CPU故障、桥片异常、PCIE总线异常、网卡异常、内存异常、硬盘及硬盘控制器异常、BIOS异常带外故障上报-温度异常、电压异常、CPU严重错误(CPU core及一二级Cache错误)器件器件级级:服务器专用内存、服务器专用SAS硬盘环环境适用性境适
35、用性环境适应性包括温度,湿度,防尘,抗震和电磁兼容性。需视设备所安装的场地提出相应的要求,例如在能提供恒温、恒湿的 数据中心,可放松对温度和湿度的要求本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。196、可靠性、可靠性机机制制虚虚拟拟化化X-CSCF 进进程分布示意程分布示意图图 虚拟化X-CSCF“虚拟单板”(虚拟机)故障 后,可以将进程切换到备用虚拟机;同时,寻 找空闲的虚拟机,创建新的“虚拟单板”虚拟化网元的主进程故障,可快速恢复,缩短 单进程的存在时间,进而增加网元的
36、无故障时 间,提升系统可靠性ATCA X-CSCF进进程程分分布示布示意意图图16234512346655虚虚拟拟机机故障故障时时,管管理理平平台台应应能能快快速速生生成成新的新的虚虚拟拟机机,与与传统传统的的人人工工更更换换故障故障硬硬件件相相比比,有助于有助于缩缩短硬短硬件件故障故障带带来的来的业业务务恢复恢复时时间间,减,减少少故障修复期故障修复期间间单单点失效的点失效的风风险险,但虚但虚机机单单 板之板之间间的的亲亲和性要求等和性要求等需需要特要特殊殊考考虑虑。主、备单板 同时存在,可靠性高仅一个单板 承担业务,可靠性大幅 降低现有电信设备中,通常一个业务模块由两 个热备的进程实现,部
37、署在两个不同的物 理单板上虚虚拟拟化化从从业业界来看,数据中心及界来看,数据中心及虚虚拟拟机本身不提机本身不提供供地理容灾方地理容灾方案案,需要在需要在应应用用层层完完成地理成地理级级容容灾灾功功 能,能,也也就是就是说说虚虚拟拟功功能能网元网元软软件件继继承承原原有有电电信网信网元的元的地地理容理容灾机灾机制制,对对于于受受影响影响的虚的虚拟拟化化网网元元,虚虚拟拟功能网元在功能网元在业务层业务层启启动动主主备备倒倒换换,保保证业务证业务无无损损失。失。123456612345本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热
38、锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。7、NFV解解耦方耦方案案选择选择(1/2)根根据据NFV三三层层架构的架构的解解耦程耦程度度,NFV的的实际实际部署部署有有如下如下五种方五种方式式:单单厂家、厂家、共享共享 源池、源池、软软硬解硬解耦耦、厂家虚、厂家虚拟拟化化层层的三的三层层解耦、自主虚解耦、自主虚拟拟化化层层的三的三层层全解耦全解耦。1.单单厂家厂家2.共享共享资资源池源池(两(两层层解耦)解耦)3.软软硬解耦硬解耦(两(两层层解耦)解耦)4.厂家虚厂家虚拟拟化化层层 的三的三层层解耦解耦厂家厂家AHardwareVNFHypervisorVIMNFVOVNFM厂家厂家B
39、厂家厂家AVNFNFVOVNFMHardwareHypervisorVIM厂家厂家B厂家厂家AVNFNFVOVNFMHardwareHypervisorVIM厂家厂家C厂家厂家A厂家厂家B(厂家虚厂家虚拟拟化化层层)HypervisorVIMVNFNFVOVNFMHardware厂家厂家C厂厂家家A厂家厂家B(自主虚自主虚拟拟化化层层)HypervisorVIMVNFNFVOVNFMHardware5.自主虚自主虚拟拟化化层层 的三的三层层解耦解耦从整体从整体架架构构考考虑虑,三三层层解解耦是耦是发发展展方方向向。但但三三层层全全解解耦耦方方案需案需要要进进行行三三层层的全的全量量异异厂厂家家
40、配配对对测测试试,测试测试复复杂杂度度较较高高,集成,集成难难度度较较大大,建,建议议采采用用确定虚确定虚拟拟化化层层的的三三层层解耦解耦为为目目标标方方案案。确定。确定虚虚拟拟化化层层的三的三层层解耦解耦还还可以分可以分为为厂家三厂家三层层解解耦耦和和自主自主三三层层解解耦耦两种两种方方式式20本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。7、NFV解解耦方耦方案案选择选择(2/2)21软软硬解耦硬解耦易易形形成成单单厂厂家家资资源源池池,不能不能做做到到硬硬件件资资源源共
41、共享享最最大大化化,不不能能实实现现网网络络编编排排;共享共享资资源池源池和和确定虚确定虚拟拟化化层层的的三三层层解解耦耦均可均可实实现现硬硬件件资资源源共共享享、跨跨厂家厂家网网络编络编排排和和资资源源分分层层维维护护;单单厂家方案是国厂家方案是国际际上中上中小小运运营营商商的主的主流流选择选择方方案。案。由于涉由于涉及及网网络络内内多多厂家厂家设设备备的异的异构构,确定虚确定虚拟拟化化层层的三的三层层解耦解耦是是国国际际上上大大的的电电信信运运营营商商的的主主流流选择选择方方案案;目目标标是三是三层层解耦,但面解耦,但面对对2018年年初初小小规规模模试试商商用用可采可采用用软软硬硬解解耦
42、方案耦方案项项目目单单厂家厂家共享共享资资源池源池软软硬解耦硬解耦确定虚确定虚拟拟化化层层的的 三三层层解耦解耦三三层层全解耦全解耦资资源共享源共享一个厂家不同网元硬件资源共享不同厂家不同网元硬件资源共享一个厂家不同网元硬件资源共享不同厂家不同网元硬件资源共享不同厂家不同网元硬件资源共享网网络编络编排排单厂家私有方案 的网络编排能力跨厂家网络编排 能力单厂家私有方案 的网络编排能力跨厂家网络编排 能力跨厂家网络编排能力维护维护模式模式保持现有不变可分两层维护保持现有不变可分三层维护可分三层维护维护维护复复杂杂 度度保持现状复杂,涉及两层 异厂家配对保持现状,但需 要重新实现三层 故障关联复杂,
43、涉及两层 异厂家配对非常复杂,涉及三层AXBXC全量异 厂家配对,问题定位、定界、定责困 难,很容易出现厂家间扯皮情况商用情况商用情况电信VoLTE业务 印尼E E PCRF中移私有云暂无AT&T自主集成 vCPE,意大利 Vodafone厂家 VoLTE,DoCoMo自主集 成物联网EPC暂无本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。8、NFV与与私有私有云云的关系的关系NFV云与云与IT私有云在私有云在可靠性、可靠性、资资源源调调度方式、管理运度方式、管理运维维方式方
44、式等方面存在等方面存在差异差异,初期各自,初期各自发发展展都都不成不成熟熟,融合,融合实实施容易施容易相互拖累相互拖累。初初期期分分开开部署部署,后后续续技技术术成成熟熟后融合后融合M A N OVVNF VNF VNFIMSEPCCPE虚拟层基础设施I MEMAIL虚拟层基础设施BSSOSS.NFV私有云私有云私有云管 理平台私有云资 源管理模 块I C T O基础设施I MOSSBSS虚拟层VVNFVNFVNFEPCCPEIMSICT融合云融合云成熟后成熟后22IT 私有云私有云NFV硬件配置网卡配置1G10G,一般4网卡网卡配置10G100G,至少6网卡服服务务器器IPSec/SA/Gb
45、加速子卡加速子卡虚虚拟拟化技化技术术多多样样化化:XEN/vSphere/HyperV/KVM一般采用一般采用KVM 转发转发面使用面使用DPDK、SR-IOV等等转转发发加加速速功能功能云操作系统新建系统主要采用OpenStack,存量系统多样化一般采用OpenStack云服务有物理机服务,文件服务、大数据等特殊服务虚机、存储、网络等通用服务承载业务IT业务支撑系统、承载BOM域、互联网业务承载云化电信网元性能要求交交换换只关心可达,只关心可达,时时延延要要求不求不高高,秒,秒级级关注关注转发转发面性能,端到端面性能,端到端时时延和延和QOS保保障,障,毫毫秒秒级级可靠性要求99.99%99
46、.999%管理平台管理平台规规范化范化企企业规业规范,只范,只负责负责云云资资源源管理管理ETSI NFV规规范,范,负责负责云云资资源源+NFV生生命周命周期期管理管理本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。目目 录录一、什么一、什么是是NFV?二、二、NFV关关键键技技术术三、三、产业产业推推进进情况情况四、四、NFV带带来来的影响的影响23本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联
47、合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。1、NFV相相关的关的标标准化准化和和开源开源组组织织开源开源组织组织标标准化准化组织组织C1C3VIMNFVOC5C6VNFMC7云管理云管理Hypervisor/虚拟机管理VMM硬件资源(计算、存储、网络)虚拟机VM虚拟机VM虚拟网元VNF(CSCF.(HSS)C4)虚拟网元VNFC2虚虚拟拟 资资源源硬件硬件 资资源源OSS/BSS虚虚拟拟 网元网元NFV 涉涉及及众众多多标标准准化化组组织织和和开开源源社社区区,除除了了传传统统的的通通信信标标准准组组织织(ETSI、3GPP),NFV标标准准还还涉涉及及众众多多开开源源组组织织,如如OpenSt
48、ack、OPNFV,以以及及SDN相相关关 的的ONF、ODL、ONOS等等。NFV的的标标准准化化从从侧侧重重通通信信协协议议交交互互到到强强调调API调调用用、开开源源 开开放放的的软软件件交交互互转转变变。目目前前NFV基基本本架架构构和和关关键键流流程程基基本本确确定定,但但在在具具体体实实施施方方案案等等 方面方面进进展展缓缓慢。慢。ETSI发起NFV研究,主要制定MANO 流程3GPP侧重网元虚拟化后的新功能特性 以及MANO与网管的配合OpenStack及OPNFV侧重在开源的云 计算管理服务和基础设施平台ONF:致力于基于Openflow协议的 SDN架构OpenDayLigh
49、t:致力于采用 SDN优化DC网络灵活性,提高网络服务能力。ONOS:致力于SDN跨DC的网络调度24本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行,并增补指标。2、国、国际际案案例例1:AT&T推出推出domain 2.0,全局全局改改革,革,向向“软软件件”公公司司转转型型2013 年年 9 月月 23 日日,AT&T 发发 布布”Domain2.0”白白 皮皮 书书,明明 确确 转转 型型NFV/SDN&Cloud,运,运营营思路由管道运思路由管道运营转营转向向“DevOps”顶顶层
50、层设设计计方方面面,Domain 2.0的的“网网络络云云”理理念念得得到到加加深深 和和巩巩固固,并并统统一一到到AIC云云(AT&T Integrated Cloud)框框 架之下,架之下,积积极开极开发发落落实实AIC节节点点的的实实现现技技术术方案方案2015年选定29+40个网络节点升级试点,计划2020年实现约4,600个网络节点(含CO和POP点)升级 2016年年计计划划30%、2020年年预预计计75%网网络络功功能能实实现现虚虚拟拟化化选定150种网络功能,计划2020年实现软件控制方式的虚拟 化,涵盖75%网络功能 Domain 2.0对对新新网网络络功功能能在在新新平平