中興通訊 | 張茂鵬

隨著電信行業(yè)競爭加劇，傳統(tǒng)的電信運營商越來越受到OTT廠商的擠壓；多媒體應(yīng)用快速增長，語音收入增長隨之放緩，造成利潤下滑；移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)激增，為了適應(yīng)這些變化，需要投入大量的資金升級基礎(chǔ)設(shè)施。為了解決上述問題，降低電信運營商的CAPEX和OPEX，成熟的虛擬化技術(shù)有必要引入到電信行業(yè)。

核心網(wǎng)虛擬化管理面臨的挑戰(zhàn)

核心網(wǎng)引入虛擬化后，核心網(wǎng)系統(tǒng)管理方式面臨著諸多的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為如下幾個方面。

● 核心網(wǎng)虛擬化系統(tǒng)由物理設(shè)備、虛擬設(shè)備、網(wǎng)元應(yīng)用等組成，這些資源分別屬于物理層、虛擬化層和網(wǎng)元應(yīng)用層管理，各個層面的管理軟件可能來自不同的廠商。如何有效協(xié)調(diào)和監(jiān)控管理，并方便運維，是一個需要解決的問題。

● 核心網(wǎng)虛擬化系統(tǒng)如何統(tǒng)一編排資源，快速自動部署到云平臺，是一個挑戰(zhàn)。

● 核心網(wǎng)虛擬化系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)流量的變化動態(tài)調(diào)整虛擬資源的占用，動態(tài)調(diào)整的策略管理，以及資源動態(tài)調(diào)整引發(fā)的資源管理問題，都是需要關(guān)注的問題。

核心網(wǎng)虛擬化管理解決方案

中興通訊核心網(wǎng)系統(tǒng)虛擬化管理的架構(gòu)如圖所示。

圖 核心網(wǎng)虛擬化系統(tǒng)管理架構(gòu)示意圖

根據(jù)ETSI NFV架構(gòu)，系統(tǒng)相對應(yīng)物理網(wǎng)元增加了MANO（Orchestartor、VNFM、VIM）域的管理。虛擬化引入到核心網(wǎng)系統(tǒng)后，劃分為四層管理。

物理層：虛擬化環(huán)境的硬件COST服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、存儲磁陣等通用硬件，硬件的管理可以通過物理設(shè)施管理軟件（PIM）實施；為虛擬化層提供統(tǒng)一、穩(wěn)定、可靠、高效的物理基礎(chǔ)設(shè)施。

虛擬層：支持KVM、XEN、EXSi等Hypervisor，虛擬化管理平臺（VIM）也呈現(xiàn)多樣化，有OPENSTACK、VMWARE、TECS等；為應(yīng)用層提供虛擬化的硬件設(shè)施，可以為應(yīng)用層軟件提供高效、可靠、可管理的運行環(huán)境。

網(wǎng)元應(yīng)用層：支持EPC、IMS、EMS等核心網(wǎng)網(wǎng)元的虛擬化應(yīng)用。新引入VNFM模塊，負(fù)責(zé)虛擬化網(wǎng)元的生命周期管理，包括自動部署、彈性伸縮等，配合Orchestrator完成虛擬化后網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的編排。

服務(wù)管理層：服務(wù)管理層，主要有OSS/BSS、Orchestrator。新引入Orchestrator模塊負(fù)責(zé)虛擬化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的編排功能，包括核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的生命周期管理，網(wǎng)元的生命周期管理，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)策略管理和全局資源編排等功能。

核心網(wǎng)虛擬化系統(tǒng)分層后，每一層負(fù)責(zé)歸屬的資源管理。物理層資源通過PIM管理，虛擬化資源通過VIM管理，核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的編排和部署通過Orchestrator和VNFM協(xié)作完成。網(wǎng)元業(yè)務(wù)層的資源管理通過EMS管理，OSS/BSS作為綜合網(wǎng)管的角色，全局監(jiān)控業(yè)務(wù)層面的告警和性能統(tǒng)計等。物理層和虛擬化層告警通過VNFM上報給EMS，網(wǎng)元業(yè)務(wù)告警和虛擬化層告警通過EMS關(guān)聯(lián)分析，上報給OSS/BSS，從而達(dá)到統(tǒng)一定位告警的目的，解決各層故障協(xié)調(diào)困難的問題。

核心網(wǎng)虛擬化管理方案價值

中興通訊核心網(wǎng)系統(tǒng)管理解決方案包括核心網(wǎng)網(wǎng)元管理、云平臺管理和硬件管理等關(guān)鍵支持要素，具備以下特點。

● 標(biāo)準(zhǔn)化

2012年10月，AT&T、英國電信、德國電信、法國電信Orange等7家運營商在歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ETSI）成立了網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化標(biāo)準(zhǔn)工作組NFV ISG（Network Functions Virtualisation Industry Specification Group），目前已有超過50家網(wǎng)絡(luò)運營商、電信設(shè)備供應(yīng)商、IT設(shè)備供應(yīng)商，以及技術(shù)供應(yīng)商參加。

NFV工作組的研究目標(biāo)主要是希望通過廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)化的IT虛擬化技術(shù)，采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的大容量服務(wù)器、存儲和交換機(jī)承載各種各樣的網(wǎng)絡(luò)軟件功能，實現(xiàn)軟件的靈活加載，實現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和用戶端等各個位置靈活的部署配置，從而加快網(wǎng)絡(luò)部署和調(diào)整的速度，降低業(yè)務(wù)部署的復(fù)雜度，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的統(tǒng)一化、通用化、適配性等，最終降低網(wǎng)絡(luò)的Capex和Opex。

核心網(wǎng)虛擬化系統(tǒng)管理架構(gòu)符合ETSI相關(guān)的系統(tǒng)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。

● 開放性

核心網(wǎng)虛擬化系統(tǒng)管理架構(gòu)采用了分層管理。物理層使用COST刀片、交換機(jī)、磁陣等，硬件管理軟件獨立監(jiān)控物理設(shè)備。云平臺支持OPENSTACK、VMWARE等，也支持其他類型的云平臺。核心網(wǎng)支持EPC、IMS、EMS、VNFM等網(wǎng)元應(yīng)用軟件，網(wǎng)元提供開放能力與VNFM交互，提供可編排的網(wǎng)元服務(wù)；VNFM提供開放REST接口，支持與第三方廠家Orchestrator對接。綜合網(wǎng)管支持OSS/BSS，EMS支持與第三方廠家的OSS/BSS對接。Orchestrator遵循ETSI規(guī)范，提供開放REST接口，與VNFM對接。由于各層之間接口能力開放，為運營商運營和硬件采購提供了更多的選擇，系統(tǒng)開放性和兼容性強。

● 自動化

核心網(wǎng)虛擬化后，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)元管理自動程度顯著提高。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)生命周期管理、網(wǎng)元生命周期管理等整個過程都自動化完成，從物理網(wǎng)元時代的幾周甚至幾個月，到虛擬化時代的幾十分鐘甚至十幾分鐘，極大改善了運營商開通新業(yè)務(wù)的需求，降低OPEX。

● 智能化

核心網(wǎng)虛擬化后，設(shè)定系統(tǒng)資源使用的策略，在Orchestrator上可以動態(tài)觀察當(dāng)前資源的使用情況。在業(yè)務(wù)流量低的情況下，可以減少資源使用，在業(yè)務(wù)流量高的時候，可以占用更多的資源，滿足業(yè)務(wù)需求，從而優(yōu)化資源使用，動態(tài)調(diào)整資源的使用情況，達(dá)到資源合理利用和釋放，降低能耗，降低運營商的CAPEX。

客戶收益

通過部署中興通訊核心網(wǎng)虛擬化管理解決方案，運營商可以得到以下各個方面的收益。

● 集中監(jiān)控、分層管理，簡化運營商的運維

系統(tǒng)資源集中監(jiān)控，在Orchestrator提供統(tǒng)一的全局資源管理視圖，監(jiān)控虛擬資源和物理資源的配置、告警和性能等。在OSS/BSS/EMS層面提供網(wǎng)元業(yè)務(wù)層面的資源監(jiān)控。各層分別提供獨立的維護(hù)界面，獨立運維，分層管理，滿足運營商分層維護(hù)的方式。

● 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)一鍵管理，縮短運維周期

核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理只要通過界面，一鍵完成虛擬化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理，包括部署、擴(kuò)容和業(yè)務(wù)編排等，極大簡化核心網(wǎng)虛擬化系統(tǒng)的運維過程，減少系統(tǒng)的開通和擴(kuò)容周期，助力運營商快速開通新業(yè)務(wù)，降低運維成本。

● 支持網(wǎng)元彈性伸縮策略，降低設(shè)備CAPEX

系統(tǒng)運行時，按照業(yè)務(wù)量動態(tài)合理調(diào)配資源的占用，減少資源占用和能源功耗，降低運營成本，節(jié)能減排，降低設(shè)備CAPEX。