思博倫通信

思博倫技術(shù)專(zhuān)欄

從NFV概念驗(yàn)證邁向部署
——不犧牲可預(yù)測(cè)性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)敏捷性

思博倫通信

編者按：要想與市場(chǎng)的速度保持同步，服務(wù)商需要實(shí)現(xiàn)其設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化，使這些設(shè)備能夠以遠(yuǎn)程和/或自動(dòng)的方式將軟件鏡像加載到設(shè)備上，從而為任何需要的網(wǎng)絡(luò)功能（NF）提供服務(wù)。同時(shí)，為了保持贏利能力，設(shè)備應(yīng)當(dāng)能夠在虛擬機(jī)（VM）中運(yùn)行所需網(wǎng)絡(luò)功能的多個(gè)實(shí)例景。這一概念便是所謂的網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）。思博倫通信的《從NFV概念驗(yàn)證邁向部署》一文從NFV概念驗(yàn)證邁向部署進(jìn)行了詳細(xì)地分析和研究，并給出思博倫虛擬化測(cè)試解決方案。無(wú)論是虛擬網(wǎng)絡(luò)還是物理網(wǎng)絡(luò)，思博倫都是驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)性能、可用性、擴(kuò)展能力和安全性方面的全球領(lǐng)導(dǎo)者。SDN/NFV測(cè)試和部署挑戰(zhàn)所示，思博倫的解決方案能夠解決人們所關(guān)心的所有領(lǐng)域，包括移動(dòng)性數(shù)據(jù)中心和接入邊緣等。

1　網(wǎng)絡(luò)是真正的障礙

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商而言，當(dāng)前的市場(chǎng)推動(dòng)力量主要體現(xiàn)在永遠(yuǎn)在線(xiàn)、永遠(yuǎn)連接的一代消費(fèi)者對(duì)網(wǎng)絡(luò)的期望之中。今天的用戶(hù)期待的是不受阻礙的移動(dòng)性、無(wú)縫的可用性、無(wú)需等待的快速響應(yīng)以及無(wú)限的應(yīng)用和內(nèi)容選擇權(quán)。

到2018年，固定寬帶的連接速率可望達(dá)到42Mbit/s，比2013年的速率提高2.6倍；到2019年時(shí)，全球?qū)⒂?2億移動(dòng)用戶(hù)和114億臺(tái)移動(dòng)設(shè)備。

在這樣的環(huán)境下，服務(wù)商必須敏銳維持贏利能力，需要迅速推出各種服務(wù)來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，同時(shí)還要通過(guò)供應(yīng)、監(jiān)測(cè)和維護(hù)方面的自動(dòng)化來(lái)壓低運(yùn)營(yíng)支出。

好消息是，每位用戶(hù)的成本正在下降；壞消息是，從每位用戶(hù)獲得的年收入下降得更快。據(jù)一些分析師稱(chēng)，如果服務(wù)商無(wú)法找到改變上述某一條或兩條下滑軌跡曲線(xiàn)的辦法，這個(gè)行業(yè)到2017年時(shí)將無(wú)利潤(rùn)可言（見(jiàn)圖1）。

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)會(huì)限制服務(wù)商通過(guò)新服務(wù)產(chǎn)品對(duì)市場(chǎng)需求迅速做出反應(yīng)的能力，這樣的網(wǎng)絡(luò)中包含數(shù)以千計(jì)的專(zhuān)用私有硬件設(shè)備，如路由器、會(huì)話(huà)邊界控制器、寬帶遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器、防火墻、深層包檢測(cè)設(shè)備、廣域網(wǎng)加速器、無(wú)線(xiàn)電接入網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等。在多數(shù)情況下，每當(dāng)發(fā)布新的服務(wù)時(shí)都必須投入大量的資本去添置更多的私有硬件設(shè)備，而且在供應(yīng)和維護(hù)新服務(wù)的運(yùn)營(yíng)中也需要投入同樣巨大的資金。

當(dāng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中的投資還沒(méi)有以按期分?jǐn)偟姆绞酵耆栈貢r(shí)，在新基礎(chǔ)設(shè)施中進(jìn)一步投資便很難成為可行的商業(yè)做法，這種優(yōu)柔寡斷造成的困局會(huì)阻礙服務(wù)商對(duì)市場(chǎng)做出快速響應(yīng)的能力，延緩新服務(wù)和特性的開(kāi)發(fā)和部署。

圖1　行業(yè)下滑軌跡曲線(xiàn)示意圖

2　NFV和SDN帶來(lái)的希望

要想與市場(chǎng)的速度保持同步，服務(wù)商需要實(shí)現(xiàn)其設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化，使這些設(shè)備能夠以遠(yuǎn)程和/或自動(dòng)的方式將軟件鏡像加載到設(shè)備上，從而為任何需要的網(wǎng)絡(luò)功能（NF）提供服務(wù)。同時(shí)，為了保持贏利能力，設(shè)備應(yīng)當(dāng)能夠在虛擬機(jī)（VM）中運(yùn)行所需網(wǎng)絡(luò)功能的多個(gè)實(shí)例。

這一概念便是所謂的網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）。作為在IT世界中廣泛使用的成熟技術(shù)，虛擬化將使網(wǎng)絡(luò)超越那種在不靈活、私有、專(zhuān)用硬件上搭建起來(lái)的傳統(tǒng)黑盒子基礎(chǔ)設(shè)施，是一項(xiàng)改變贏利能力的偉大創(chuàng)新。

相比之下，虛擬化存在于適用性極高且敏捷靈活的軟件世界中，并且運(yùn)行在多處理器核心的強(qiáng)大CPU上。在聯(lián)網(wǎng)的世界中，虛擬化的目標(biāo)是將一系列的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組件，合并到數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和終端用戶(hù)等場(chǎng)所內(nèi)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的高容量服務(wù)器、交換機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備上。這些網(wǎng)絡(luò)功能可以根據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)位置實(shí)現(xiàn)實(shí)例化，且不需要安裝新的設(shè)備，因此提供改變贏利能力所需的極具彈性的規(guī)模。

NFV為服務(wù)商提供了創(chuàng)建敏捷開(kāi)發(fā)和部署環(huán)境所需的巨大靈活性，而這些都是滿(mǎn)足市場(chǎng)期望所必不可少的。此外，支持虛擬化網(wǎng)絡(luò)的硬件也是相對(duì)比較廉價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)化白盒子平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)更高的互操作性奠定了基礎(chǔ)，并將多廠(chǎng)商解決方案的可能性推向了一個(gè)新的高度。

2012年底，有12家運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合發(fā)布了一份關(guān)于NFV需求的基礎(chǔ)白皮書(shū)，并且組建了ETSINFV行業(yè)規(guī)格小組（ISG）。在此后兩年多的時(shí)間里，該組織的成員擴(kuò)大到了超過(guò)37家運(yùn)營(yíng)商和230個(gè)獨(dú)立企業(yè)，這足以證明該行業(yè)在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題上面臨著多么大的挑戰(zhàn)。

NFV/SDN的優(yōu)勢(shì)：更高的敏捷性（隨需的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)）；網(wǎng)絡(luò)策略的自我供應(yīng)（自動(dòng)化）；更短的交付時(shí)間；充分發(fā)揮服務(wù)鏈優(yōu)勢(shì)的創(chuàng)新產(chǎn)品；基于需求的彈性規(guī)模擴(kuò)展；全局性的網(wǎng)絡(luò)可視性；優(yōu)化的流量引導(dǎo)。

NFV的起點(diǎn)是商品硬件——一種標(biāo)準(zhǔn)的高容量平臺(tái)（交換機(jī)、服務(wù)器或存儲(chǔ)設(shè)備）以及一個(gè)虛擬化層（監(jiān)視程序或容器），這種平臺(tái)與虛擬化層的組合被稱(chēng)為NFV基礎(chǔ)設(shè)施（NFVI），并且接受OpenStack等虛擬基礎(chǔ)設(shè)施管理器（VIM）的管理。虛擬網(wǎng)絡(luò)功能（VNF）運(yùn)行在這個(gè)NFVI之上，并且由VNF管理器來(lái)管理，后者負(fù)責(zé)VNF生命周期的管理。這樣，各類(lèi)應(yīng)用便能夠以透明的方式訪(fǎng)問(wèn)VNF。NFV協(xié)調(diào)器（NFVO）負(fù)責(zé)加載網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和VNF、服務(wù)生命周期管理以及其它全局性資源管理任務(wù)。

軟件定義聯(lián)網(wǎng)（SDN）在目的上與NFV有許多共同點(diǎn)，主要優(yōu)勢(shì)就是將電信和云運(yùn)營(yíng)商從昂貴且不靈活的私有硬件中解放出來(lái)。SDN側(cè)重于分離數(shù)據(jù)和控制層功能，以及對(duì)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的下層基礎(chǔ)設(shè)施加以抽象化。

根據(jù)ONF的“SDN架構(gòu)概覽”所述，企業(yè)和運(yùn)營(yíng)商能夠獲得前所未有的可編程性、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)控制能力，使他們能夠搭建出擴(kuò)展能力和靈活性極強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)不斷變化的商業(yè)需求和網(wǎng)絡(luò)條件。因此，兩種技術(shù)是可以相互補(bǔ)充的。SDN可以發(fā)揮NFV虛擬化各類(lèi)功能的優(yōu)勢(shì)，例如監(jiān)測(cè)、管理、流量分析和負(fù)載均衡等。圖2為網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化架構(gòu)示意圖。

圖2　網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化架構(gòu)

不出意料的是，在一項(xiàng)最近進(jìn)行的服務(wù)商調(diào)查中，有97%的受訪(fǎng)企業(yè)計(jì)劃部署SDN，有93%的受訪(fǎng)企業(yè)計(jì)劃部署NFV。采用SDN的最主要?jiǎng)恿κ侵С衷品?wù)和商業(yè)訪(fǎng)問(wèn)。采用NFV的最主要?jiǎng)恿κ窃贑OTS服務(wù)器上運(yùn)行基于軟件解決方案的服務(wù)擴(kuò)展能力和贏利能力。圖3為網(wǎng)絡(luò)和云服務(wù)商正在深入?yún)⑴cNFV和SDN的演化進(jìn)程。

3　從概念驗(yàn)證邁向部署過(guò)程中面臨的挑戰(zhàn)

考慮到在敏捷性、經(jīng)濟(jì)可承受性和運(yùn)營(yíng)簡(jiǎn)潔性方面的潛在提升，各家服務(wù)商都在積極地對(duì)NFV和SDN進(jìn)行調(diào)研也就不足為奇了。一些運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)完成了概念驗(yàn)證（PoC）試驗(yàn)，目的是在未來(lái)的2～5年中在其生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中部署NFV。

近期的一些試驗(yàn)包括：

（1）ETSI NFV概念驗(yàn)證

12家運(yùn)營(yíng)商牽頭的概念驗(yàn)證工作已經(jīng)成功完成，而另外21項(xiàng)概念驗(yàn)證正在進(jìn)行中。思博倫參與了Brocade、Intel、AT&T和Telefonica組織的第9項(xiàng)概念驗(yàn)證——“包含DDoS功能的VNF路由器性能”。

圖3　網(wǎng)絡(luò)和云服務(wù)商正在深入?yún)⑴cNFV和SDN的演化過(guò)程

（2）2014年11月

Telefonica成功完成了多廠(chǎng)商SDN概念驗(yàn)證試驗(yàn)（ADVAOpticalNetworking、Ciena、華為和Infinera）。

（3）2014年10月

DoCoMo完成了多廠(chǎng)商概念驗(yàn)證NFV試驗(yàn)（Alcatel-Lucent、Cisco、Ericsson、華為、NEC和Nokia Networks）。

（4）2014年6月：TM實(shí)況論壇

●適用于NFV和SON的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化（M ycom、TEOCO和Wipro）。

●動(dòng)態(tài)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)管理和運(yùn)營(yíng)（EnterpriseWEb、華為和Qosmos）。

●在實(shí)施SDN和NFV的同時(shí)加強(qiáng)廣域網(wǎng)上的SLA（AT&T、意 大 利 電 信 、Netronome、Intel、ServiceMesh、PLUMgrid、CiscoSystems）。

●B2B2X市場(chǎng)中的服務(wù)捆綁（Cisco Systems、DGIT和Liberated Cloud）。

（5）2014年5月：網(wǎng)絡(luò)虛擬化和SDN世界大會(huì)

●多廠(chǎng)商N(yùn)FVI環(huán)境中的端對(duì)端vEPC協(xié)調(diào)（Intel、Cyan、RedHat、Dell和Connectem）。

●多廠(chǎng)商分布式NFV（Cyan、RAD、Fortinet和Certes）。

●統(tǒng)一SDN和云服務(wù)（Cyan、Accedian、Arista、Boundary、Canonical和RYU）。

盡管運(yùn)營(yíng)商自2014年初以來(lái)一直在開(kāi)展概念驗(yàn)證試驗(yàn)，但出于多種原因，從過(guò)去的試驗(yàn)過(guò)渡到實(shí)際部署的成功案例寥寥無(wú)幾。

為什么DPDK和SR-IOV至關(guān)重要？由于DPDK等軟件方面的進(jìn)步，包處理性能在基于Intel的平臺(tái)上已經(jīng)得到了巨大的提高。DPDK是一整套經(jīng)過(guò)優(yōu)化的軟件庫(kù)和驅(qū)動(dòng)，可消除內(nèi)核和監(jiān)視程序方面的瓶頸，實(shí)現(xiàn)高性能的數(shù)據(jù)層性能。SR-IOV使網(wǎng)絡(luò)流量能夠繞過(guò)虛擬交換機(jī)，從而消除監(jiān)視程序和虛擬交換機(jī)帶來(lái)的性能瓶頸。

●復(fù)雜性

如網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化機(jī)構(gòu)示意圖所示，ETSI的GS NFV 0013中所定義的NFV架構(gòu)是一個(gè)共享式的NFV架構(gòu)，其中包含虛擬機(jī)管理程序、虛擬交換機(jī)和COTS硬件，并由NFV管理和協(xié)調(diào)（MANO）功能，通過(guò)VNF、 NFVI、VIM和協(xié)調(diào)器之間復(fù)雜的互動(dòng)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)。由此產(chǎn)生的新故障點(diǎn)可能對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的體驗(yàn)質(zhì)量（QoE）、可靠性和可用性產(chǎn)生影響。

●硬件與軟件

為了實(shí)現(xiàn)所有的經(jīng)濟(jì)可承受性和市場(chǎng)敏捷性?xún)?yōu)勢(shì)，NFV和SDN要在一個(gè)運(yùn)行在COTS平臺(tái)上的共享環(huán)境中運(yùn)行，這就需要使用DPDK和SR-IOV等加速技術(shù)才能接近傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中基于FPGA和ASIC私有硬件設(shè)備的性能、可預(yù)測(cè)性和擴(kuò)展能力水平。

●多廠(chǎng)商

很多服務(wù)商都希望利用NFV和SDN來(lái)擺脫傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中單廠(chǎng)商鎖定帶來(lái)的恐慌。但多廠(chǎng)商環(huán)境的開(kāi)放性又會(huì)提高復(fù)雜性，以及互用性測(cè)試和廠(chǎng)商集成的成本。

●多租戶(hù)

NFV幫助服務(wù)商提高效率并降低成本的方法之一就是允許多租戶(hù)的離散VNF或服務(wù)鏈，這與IT世界中所使用虛擬化的方式如出一轍。然而，在一個(gè)共享環(huán)境中，每個(gè)租戶(hù)的數(shù)量和流量必須受到保護(hù)，使之免受其它租戶(hù)有意（惡意）或無(wú)意的干擾。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須導(dǎo)致復(fù)雜性的提高并且可能對(duì)性能產(chǎn)生影響。

●策略驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)供應(yīng)

在NFV和SDN為服務(wù)鏈、基于需求的自動(dòng)擴(kuò)展以及動(dòng)態(tài)交換機(jī)/路由器編程提供靈活性的同時(shí)，都要付出復(fù)雜性提高的代價(jià)，并且可能對(duì)故障查找工作帶來(lái)挑戰(zhàn)。例如，如果服務(wù)鏈中的某項(xiàng)功能被自動(dòng)擴(kuò)展，它可能會(huì)在另外一臺(tái)服務(wù)器上實(shí)例化，導(dǎo)致進(jìn)入服務(wù)器A的用戶(hù)流量被重定向至服務(wù)器B，然后再返回服務(wù)器A才能貫穿服務(wù)鏈的剩余部分。

因此，在考慮到這些因素后，盡管公共和私有試驗(yàn)已經(jīng)大量開(kāi)展，但服務(wù)商在期望和實(shí)施之間的空白問(wèn)題上仍有所保留。在最近的一項(xiàng)調(diào)查中，服務(wù)商最擔(dān)心的3個(gè)問(wèn)題就是跨域的端對(duì)端供應(yīng)、部署的商業(yè)案例以及當(dāng)前解決方案不夠成熟的問(wèn)題，其它的問(wèn)題包括從概念驗(yàn)證到完全部署的安全戰(zhàn)略問(wèn)題等。部署NFV遇到的問(wèn)題參見(jiàn)表1。

NFV必須同時(shí)在多個(gè)層級(jí)上實(shí)現(xiàn)，這些試驗(yàn)已經(jīng)證明，它可以實(shí)現(xiàn)最基本的要求，即功能性。但在服務(wù)商從評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向部署之前，概念驗(yàn)證試驗(yàn)還必須證明NFV能夠支持生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)營(yíng)商級(jí)的性能。

表1　部署NFV遇到的問(wèn)題

目前的主要問(wèn)題在于缺乏可預(yù)測(cè)性，即預(yù)測(cè)具備N(xiāo)FV能力的網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)、真實(shí)條件下會(huì)有怎樣的響應(yīng)。虛擬化的網(wǎng)絡(luò)可能允許服務(wù)商以敏捷的姿態(tài)對(duì)市場(chǎng)做出響應(yīng)，但如果無(wú)法確定對(duì)應(yīng)的服務(wù)是否能夠提供確保贏利能力所需的性能、可用性、擴(kuò)展能力和安全性，即使有了這種敏捷性也無(wú)濟(jì)于事。

缺乏可預(yù)測(cè)性的敏感網(wǎng)絡(luò)只會(huì)帶來(lái)一團(tuán)混亂。測(cè)試是實(shí)現(xiàn)可預(yù)測(cè)性的關(guān)鍵。虛擬化具有轉(zhuǎn)化傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的潛力，可以滿(mǎn)足21世紀(jì)的各種需求，但基于物理測(cè)試端點(diǎn)的測(cè)試方法并不足以提供可用于行動(dòng)的信息。每個(gè)測(cè)試系統(tǒng)端點(diǎn)的位置都至關(guān)重要。想要深入了解這一問(wèn)題，可以考慮使用物理測(cè)試端點(diǎn)的測(cè)試方法拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)包含眾多實(shí)施在專(zhuān)用私有硬件設(shè)備上的功能，例如路由器、交換機(jī)、防火墻、入侵探測(cè)系統(tǒng)，或其它具備特定網(wǎng)絡(luò)功能的設(shè)備。因此，被測(cè)設(shè)備（DUT）或被測(cè)系統(tǒng)（SUT）只能發(fā)揮一個(gè)黑盒子的作用。盒子內(nèi)部發(fā)生的事情完全是不透明的，但這并不是測(cè)試或服務(wù)商擔(dān)心的。最重要的是被測(cè)系統(tǒng)能夠以數(shù)據(jù)和控制層流量、命令和網(wǎng)絡(luò)條件的形式，適當(dāng)且有效地對(duì)刺激做出響應(yīng)。

在此類(lèi)環(huán)境中，物理測(cè)試平臺(tái)會(huì)影射傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的組件——專(zhuān)用的物理設(shè)備。它會(huì)復(fù)制出端對(duì)端網(wǎng)絡(luò)所有其它組件的功能并對(duì)被測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，按照與測(cè)試?yán)ヅ涞倪m當(dāng)規(guī)模向其提供用戶(hù)層和控制層流量，對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的性能、可用性、擴(kuò)展能力和安全性加以評(píng)估。

使用物理測(cè)試端點(diǎn)的測(cè)試方法：為了說(shuō)明傳統(tǒng)的測(cè)試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和方法，可以考慮驗(yàn)證物理設(shè)備所用的這些典型測(cè)試?yán)獢?shù)據(jù)層驗(yàn)證、控制層一致性驗(yàn)證以及管理層驗(yàn)證。

●數(shù)據(jù)層驗(yàn)證

幾十年前，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)師曾遇到了與今天的NFV類(lèi)似的難題。如何才能評(píng)價(jià)某種設(shè)備的性能呢？為此，IETF開(kāi)發(fā)了一系列用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)性能的基準(zhǔn)測(cè)試方法，其中包括RFC 2544、RFC 2889、RFC 3918和RFC 5180。

在這項(xiàng)測(cè)試中，一個(gè)測(cè)試端口會(huì)以不同的幀尺寸和幀速率向被測(cè)系統(tǒng)發(fā)送流量，被測(cè)系統(tǒng)會(huì)對(duì)其進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)發(fā)至另一個(gè)測(cè)試端口，由后者采集關(guān)鍵的性能指標(biāo)（KPI），包括吞吐量（bit/s）、時(shí)延（微秒）和幀丟失（每秒幀數(shù)）。圖4為數(shù)據(jù)層測(cè)試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。

●控制層一致性和擴(kuò)展能力測(cè)試

控制層比數(shù)據(jù)層更復(fù)雜。在該案例中，物理測(cè)試系統(tǒng)會(huì)仿真運(yùn)行控制層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，建立會(huì)話(huà)、交換路由，并且生成模擬真實(shí)用戶(hù)行為的流量流。被測(cè)系統(tǒng)會(huì)處理控制層消息并將流量轉(zhuǎn)發(fā)至終結(jié)測(cè)試端口。測(cè)試端口能夠驗(yàn)證被測(cè)系統(tǒng)在大規(guī)模條件下支持控制層會(huì)話(huà)的能力，并確認(rèn)從被測(cè)系統(tǒng)接收到的控制層流量是否與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)相一致。

●管理層驗(yàn)證

圖4　數(shù)據(jù)層測(cè)試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

對(duì)于運(yùn)營(yíng)商級(jí)的網(wǎng)絡(luò)而言，即時(shí)的缺陷探測(cè)、恢復(fù)和融合能力是必不可少的。在本案例中，測(cè)試系統(tǒng)會(huì)仿真出兩個(gè)目的地相同的路由，并且生成流量。測(cè)試系統(tǒng)接下來(lái)會(huì)在主路由或節(jié)點(diǎn)上引發(fā)故障，測(cè)量網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)并引導(dǎo)流量至備用路由或節(jié)點(diǎn)所需的時(shí)間。

4　NFV/SDN測(cè)試方法

當(dāng)考慮傳統(tǒng)測(cè)試方法的實(shí)例時(shí)，有幾件事情是非常明顯的。首先，要想生成控制和數(shù)據(jù)層流量并捕捉驗(yàn)證解決方案所需的結(jié)果，測(cè)試系統(tǒng)必須完全包圍被測(cè)設(shè)備或被測(cè)系統(tǒng)，充當(dāng)被評(píng)價(jià)的解決方案或功能的端點(diǎn)。其次，在傳統(tǒng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)中，測(cè)試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的端點(diǎn)是被測(cè)設(shè)備的入向和出向端口。測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)設(shè)備之間的連接介質(zhì)通常都是電纜（或者用戶(hù)設(shè)備/ eNodeB測(cè)試中的空中RF信號(hào)）。

但當(dāng)查看網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化架構(gòu)時(shí)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)測(cè)試?yán)兴@示的被測(cè)設(shè)備在虛擬化網(wǎng)絡(luò)中被當(dāng)作VNF實(shí)例化并執(zhí)行。此外，在虛擬化環(huán)境中，還有一些新的組件，如NFVI和NFVMANO，以及一些新的接口，如VNF、NFVI和NFVMANO組件之間的接口。

（1）何時(shí)需要虛擬化測(cè)試解決方案

在虛擬化網(wǎng)絡(luò)中，標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（如ETSI NFV ISG）是主要的牽頭力量，不僅負(fù)責(zé)定義NFV架構(gòu)和要求，還負(fù)責(zé)定義涉及測(cè)試內(nèi)容和測(cè)試形式的整套測(cè)試方法。NFV架構(gòu)的新組件引入了一些傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中不存在的新故障點(diǎn)，因此必須對(duì)它們的功能、性能、可用性、擴(kuò)展能力和安全性進(jìn)行測(cè)試。但不可能將電纜從一個(gè)測(cè)試點(diǎn)拉到一個(gè)特定的VNF，并對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)量。相反，測(cè)試中的一個(gè)或多個(gè)測(cè)試端點(diǎn)都將是VNF。

虛擬化測(cè)試解決方案（測(cè)試VNF）是一種運(yùn)行在基于x86商用市售服務(wù)器上的純軟件產(chǎn)品。這些測(cè)試VNF可在基于監(jiān)視程序或容器的NFVI上執(zhí)行，并用于驗(yàn)證其它的VNF、NFVI組件、NFVMANO和E2E網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。與對(duì)應(yīng)的物理組件一樣，測(cè)試VNF可包圍被測(cè)VNF或NFVI，發(fā)起用戶(hù)層和控制層流量，并驗(yàn)證接收到的流量是否與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)期的服務(wù)水平協(xié)議（SLA）保持一致。如圖5中DCI廣域網(wǎng)實(shí)例所示，虛擬和物理測(cè)試解決方案的組合是驗(yàn)證NFV和SDN環(huán)境時(shí)必不可少的。

如果重新編輯網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，并使之適用于虛擬化測(cè)試端點(diǎn)，將得到如圖6虛擬化測(cè)試平臺(tái)所示的新布局。NFV環(huán)境需要在多個(gè)層面上接受測(cè)試：

圖5　用于驗(yàn)證服務(wù)商廣域網(wǎng)上DCI的物理和虛擬測(cè)試解決方案

圖6　虛擬化測(cè)試平臺(tái)

●驗(yàn)證NFV基礎(chǔ)設(shè)施。

●驗(yàn)證VNF的功能和規(guī)模。

●驗(yàn)證SDN控制器的功能和南向協(xié)議。

●驗(yàn)證服務(wù)鏈、自動(dòng)擴(kuò)展和策略驅(qū)動(dòng)的使用案例。

有些測(cè)試?yán)龝?huì)涉及全部駐留在NFVI中的虛擬測(cè)試功能，而其它的案例將涉及虛擬和物理測(cè)試功能。要具體選擇物理還是虛擬測(cè)試點(diǎn)，取決于被虛擬化的服務(wù)性質(zhì)，具體內(nèi)容參見(jiàn)表2。

表2　物理和虛擬測(cè)試解決的選擇

每個(gè)端對(duì)端網(wǎng)絡(luò)域，例如數(shù)據(jù)中心、移動(dòng)性網(wǎng)關(guān)，或接入/邊緣網(wǎng)絡(luò)，都面臨著獨(dú)特的挑戰(zhàn)，但在虛擬化網(wǎng)絡(luò)中，有些使用案例是該行業(yè)所有細(xì)分市場(chǎng)中共同具備的，因此會(huì)帶來(lái)共同的測(cè)試挑戰(zhàn)（見(jiàn)圖7）。移動(dòng)、云和接入/邊緣電信運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的都是NFV數(shù)據(jù)和控制層性能、NFVI驗(yàn)證，以及涉及服務(wù)鏈形成、多租用和自動(dòng)擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)測(cè)試。

（2）測(cè)試內(nèi)容

在討論測(cè)試方法之前，應(yīng)明確要測(cè)試什么、不測(cè)試什么。NFV使服務(wù)商能夠?qū)Χ喾N網(wǎng)絡(luò)加以虛擬化，例如路由、負(fù)載均衡或廣域網(wǎng)加速。幾十年來(lái)，廠(chǎng)商和運(yùn)營(yíng)商一直在使用物理測(cè)試設(shè)備來(lái)驗(yàn)證協(xié)議狀態(tài)機(jī)和消息，但這些都不是本文的重點(diǎn)。

重點(diǎn)是驗(yàn)證VNF、NFVI和服務(wù)的性能，并且減輕虛擬化帶來(lái)的不確定性所產(chǎn)生的負(fù)擔(dān)焦慮。思博倫正在ETSINFV ISG中牽頭定義驗(yàn)證NFV環(huán)境的部署前測(cè)試方法。表3中所討論的使用案例在側(cè)重于與VNF基準(zhǔn)測(cè)試和服務(wù)鏈/自動(dòng)擴(kuò)展驗(yàn)證有關(guān)的使用案例方面。

在對(duì)VNF或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試時(shí)有兩個(gè)目的：一個(gè)目的是找出具體資源的最高性能；另一個(gè)目的是找到實(shí)現(xiàn)目標(biāo)性能水平所需的資源。

●目的1：最高性能基準(zhǔn)測(cè)試。找出具體NFVI配置下VNF的最高性能

圖7　SDN/NFV測(cè)試和部署挑戰(zhàn)

表3　驗(yàn)證最重要NFV使用案例的測(cè)試方案

在該測(cè)試中，VNF和虛擬交換機(jī)在可能的情況下會(huì)被分配給一個(gè)系列固定的資源。當(dāng)數(shù)據(jù)層流量增加對(duì)VNF的壓力時(shí)，測(cè)試會(huì)捕捉各項(xiàng)性能指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)VNF在不發(fā)生錯(cuò)誤的情況下可以實(shí)現(xiàn)的最高性能水平。

這項(xiàng)測(cè)試可用于測(cè)量VNF在固定條件下的最高性能，或驗(yàn)證VNF是否能夠?qū)崿F(xiàn)已公布的性能指標(biāo)。

●目的2：資源分配基準(zhǔn)測(cè)試。找到實(shí)現(xiàn)特定性能水平所需的資源量

這項(xiàng)測(cè)試規(guī)定了一系列性能值，與服務(wù)水平協(xié)議（SLA）非常相似。當(dāng)數(shù)據(jù)層流量增加對(duì)VNF的壓力時(shí)，VNFO會(huì)分配額外的資源，例如處理器核心或內(nèi)存，這樣就可以找出保持這些性能要求所需的資源組合。

除規(guī)定的SLA外，還可以在測(cè)試前定義預(yù)期的資源分配水平。例如，如果測(cè)試的目的是找出實(shí)現(xiàn)10bit/s轉(zhuǎn)發(fā)性能的SLA時(shí)必須分配給VNF的CPU核心和內(nèi)存的數(shù)量，那么目標(biāo)最大的CPU核心占用率可能是80%。

●最佳慣例

在每次重復(fù)之前只修改一個(gè)變量。例如，每次重復(fù)的測(cè)試運(yùn)行時(shí)可以改變處理器核心的數(shù)量，而保持所有其它資源不變。第二次測(cè)試運(yùn)行時(shí)可以改變內(nèi)存的分配，而處理器核心的數(shù)量保持不變。

5　VNF基準(zhǔn)測(cè)試

通過(guò)VNF的流量需要符合可靠性、QoE和可預(yù)測(cè)性方面的要求。這些數(shù)值在VNF描述（VNFD）的各類(lèi)信息組成部分中均有詳細(xì)的定義，并且在SLA中也針對(duì)NFV消費(fèi)方有明確的規(guī)定。數(shù)據(jù)層基準(zhǔn)測(cè)試將對(duì)VNF的這些品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

測(cè)試VNF會(huì)向被測(cè)VNF（VNFUT）發(fā)起全網(wǎng)格流量，并通過(guò)分析從VNFUT接收到的幀，對(duì)VNFUT正確轉(zhuǎn)發(fā)流量的能力做出評(píng)價(jià)?；镜脑u(píng)價(jià)指標(biāo)包括短期、長(zhǎng)期和平均包延遲及包延遲變化、序列錯(cuò)誤數(shù)量以及所提供帶寬和測(cè)得帶寬的對(duì)比。這些先進(jìn)的分析會(huì)使用能夠代表真實(shí)服務(wù)的第7層工作流程。分析指標(biāo)包括服務(wù)可靠性、服務(wù)渲染時(shí)延、服務(wù)錯(cuò)誤以及服務(wù)可用性。

（1）基本的流量掃描式測(cè)試方法（見(jiàn)圖8）

圖8　VNF流量掃描測(cè)試

●目的：對(duì)VNFUT的轉(zhuǎn)發(fā)層性能執(zhí)行基準(zhǔn)測(cè)試

測(cè)試運(yùn)行重復(fù)：這項(xiàng)測(cè)試會(huì)重復(fù)運(yùn)行多次，且每次重復(fù)時(shí)均采用不同的幀尺寸或幀速率。尺寸和速率的值可能根據(jù)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)功能而發(fā)生變化。虛擬路由器的典型第2/3層測(cè)試將使用下列值：幀速率（fps）：10、100、1000、10000、100000…直至VNF的轉(zhuǎn)發(fā)性能目標(biāo)；幀尺寸（字節(jié)）：64、65、128、256、578、1024、1280、1518、9022。

測(cè)試會(huì)在120s的時(shí)間里在所有連接至VNF的端口之間運(yùn)行全網(wǎng)格流量。其幀速率起始于10fps，每次重復(fù)時(shí)幀速率均不斷攀升，然后測(cè)試使用下一個(gè)幀尺寸重復(fù)執(zhí)行，直至幀尺寸集全部用盡。為了匹配VNFUT的性能能力，還可對(duì)結(jié)果采樣速率或測(cè)試時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整。

●結(jié)果：按照每秒一次的采樣速率，這些指標(biāo)會(huì)被記錄下來(lái)，其中包括：

——在測(cè)試VNF端口上接收到的帶寬。

——總序列錯(cuò)誤（幀丟失、重復(fù)幀、亂序幀、重新排序幀、遲到幀）。

——最大和平均幀延遲和幀延遲變化。

——分配給VNF的資源占用率（處理器核心和內(nèi)存塊）。

要實(shí)現(xiàn)可以測(cè)試間對(duì)比的有用結(jié)果，這些結(jié)果必須考慮到下層監(jiān)視程序和資源的效率，例如VNFUT所使用的處理器核心和內(nèi)存塊。

在每次測(cè)試重復(fù)時(shí)，目的地測(cè)試端口接收到的中間帶寬都會(huì)被報(bào)告，并且以所提供帶寬的百分比和按處理器核心的方式報(bào)告。

（2）長(zhǎng)期流量測(cè)試方法

●目的

確定VNF在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的穩(wěn)定性和可靠性。

●時(shí)長(zhǎng)

實(shí)現(xiàn)可預(yù)測(cè)的性能對(duì)于共享式NFV環(huán)境至關(guān)重要。從產(chǎn)生零幀丟失的基本流量掃描測(cè)試中選擇一個(gè)特定的幀尺寸和幀速率組合，并運(yùn)行全網(wǎng)格流量測(cè)試，所選的時(shí)間長(zhǎng)度應(yīng)與部署的需求和VNFUT的能力相匹配。通常情況下，測(cè)試的時(shí)長(zhǎng)為6h或更長(zhǎng)。

●結(jié)果

審查報(bào)告的指標(biāo)，確定VNFUT的性能是否在整個(gè)測(cè)試運(yùn)行期間保持連貫。在整個(gè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)性能出現(xiàn)1%～2%的變化是可以接受的。

（3）iM IX掃描測(cè)試方法

●目的：驗(yàn)證預(yù)期流量條件下的最高性能。

●流量組合：該測(cè)試使用的是與基本流量掃瞄測(cè)試相同的方法，但采用了一個(gè)幀尺寸和順序的組合，用以反映多數(shù)公共網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)的匯聚流量。圖9為iM IX包分布示意圖。

（4）控制層基準(zhǔn)測(cè)試方法（見(jiàn)圖10）

圖9　iMIX包分布

●目的：對(duì)VNFUT控制層的規(guī)模和性能執(zhí)行基準(zhǔn)測(cè)試

圖10　控制層基準(zhǔn)測(cè)試

在VNF和物理網(wǎng)絡(luò)功能中，基于標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施（如BGP、OSPF、ISIS、LDP、RSVP）都是相同的。因此，VNF的控制層基準(zhǔn)測(cè)試方法與物理網(wǎng)絡(luò)功能中的方法也是相同的。傳統(tǒng)的基準(zhǔn)測(cè)試方法可以確定每個(gè)端口支持的最大規(guī)模（并發(fā)控制層會(huì)話(huà)的數(shù)量）和性能（會(huì)話(huà)的啟動(dòng)速率）。

物理設(shè)備中大部分的數(shù)據(jù)層處理均被分流至FPGA、ASIC和板外處理器。與物理設(shè)備不同的是，NFV環(huán)境中的計(jì)算核心要負(fù)責(zé)快速路徑包處理和控制會(huì)話(huà)和消息的處理。因此，在任何特定的時(shí)候，控制層的擴(kuò)展能力都可能受到數(shù)據(jù)層負(fù)載（快速路徑包）的影響。與那些在處理功能時(shí)共享核心的VNF相比，在不同核心之間分別執(zhí)行控制和數(shù)據(jù)層處理的VNF很可能具有更高的性能。

●性能和擴(kuò)展能力目標(biāo)

VNF廠(chǎng)商會(huì)對(duì)其VNF的最高控制層規(guī)模和性能，以及實(shí)現(xiàn)此類(lèi)性能水平所需的NFVI資源執(zhí)行基準(zhǔn)測(cè)試。部署VNF的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商也有自己希望實(shí)現(xiàn)的具體性能目標(biāo)。例如，運(yùn)營(yíng)商可能針對(duì)vPE制定具體的目標(biāo)，例如支持x個(gè)BGP會(huì)話(huà)、y個(gè)PPPoE會(huì)話(huà)，以及每個(gè)會(huì)話(huà)z個(gè)BGP路由器，同時(shí)支持n個(gè)Gbit/s的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。此類(lèi)目標(biāo)尋求機(jī)制將幫助運(yùn)營(yíng)商確定廠(chǎng)商VNF的數(shù)量，以及滿(mǎn)足此類(lèi)目標(biāo)所需的NFVI資源量。

●測(cè)試設(shè)置

使用VNF廠(chǎng)商已公布的控制層基準(zhǔn)測(cè)試，運(yùn)營(yíng)商可以將實(shí)現(xiàn)性能目標(biāo)所需的適當(dāng)數(shù)量的VNF組件（VNFC）實(shí)例化。在本例中，Spirent TestCenter虛擬機(jī)仿真了運(yùn)行BGP和PPPoE的CE和核心路由器，并且使用被測(cè)vPE建立了所需數(shù)量的BGP和PPPoE會(huì)話(huà)。這些虛擬機(jī)還以所需的轉(zhuǎn)發(fā)速率發(fā)起了雙向用戶(hù)層流量。

●通過(guò)/未通過(guò)

如果控制層會(huì)話(huà)成功建立，且用戶(hù)層轉(zhuǎn)發(fā)流量在無(wú)錯(cuò)誤或丟失的情況下達(dá)到預(yù)期的速率，則說(shuō)明廠(chǎng)商提供的VNF滿(mǎn)足了運(yùn)營(yíng)商的需求；如果不滿(mǎn)足，則測(cè)試將轉(zhuǎn)向目標(biāo)尋求進(jìn)程。

●目標(biāo)尋求

在測(cè)試的每次重復(fù)中，都應(yīng)以按部就班的方式對(duì)NFVI資源進(jìn)行修改，即在允許的限度內(nèi)，每次改變一個(gè)變量，而保持其它NFVI參數(shù)不變，并重復(fù)執(zhí)行測(cè)試，直至達(dá)到預(yù)期的性能。利用這種分步增加VNF或NFVI資源的方法可以實(shí)現(xiàn)最高的性能水平。

遞增式配置修改：

——修改VNF的VNFC（虛擬機(jī)）數(shù)量。

——修改分配給每個(gè)VNFC的核心。

——修改分配給每個(gè)VNFC的內(nèi)存。

——如果可能且需要，可在VNFC的控制層和數(shù)據(jù)層處理之間修改核心的分配。

——適當(dāng)時(shí)可啟用或禁用加速技術(shù)，例如DPDK或SR-IOV。

●結(jié)果

當(dāng)VNFUT實(shí)現(xiàn)預(yù)期的性能水平后，應(yīng)記錄所用的VNF配置及VNFC的數(shù)量、每個(gè)VNFC的核心數(shù)量、分配給控制層和數(shù)據(jù)層處理的核心數(shù)量、分配給每個(gè)VNFC的內(nèi)存量以及核心的占用率。

6　網(wǎng)絡(luò)服務(wù)測(cè)試方法

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（NS）中包含一個(gè)完整的服務(wù)功能鏈（虛擬或物理網(wǎng)絡(luò)功能的轉(zhuǎn)發(fā)圖）。在與VNF管理器、VIM和OSS/BSS協(xié)作的情況下，NFVO可以管理一個(gè)或多個(gè)NS的生命周期。具備資源分配的端對(duì)端視圖，并且充當(dāng)OSS發(fā)出所有請(qǐng)求的單一訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)。NFVO負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和VNF轉(zhuǎn)發(fā)圖的生命周期。VNF管理器則負(fù)責(zé)從應(yīng)用的角度處理VNF生命周期。

在一個(gè)共享的NFV環(huán)境中，多項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)會(huì)在同一臺(tái)服務(wù)器上執(zhí)行，而且每個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)都處于各自不同的生命周期階段中。有些服務(wù)正在實(shí)例化、擴(kuò)展或終結(jié)，而其它一些服務(wù)則處于穩(wěn)定的執(zhí)行狀態(tài)下。要想確定某項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是否會(huì)對(duì)其它的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，生命周期測(cè)試必不可少。

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)測(cè)試方法可以驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的成功實(shí)例化和終結(jié)，并測(cè)量實(shí)例化網(wǎng)絡(luò)時(shí)間所需要的時(shí)間，同時(shí)還可確保自動(dòng)擴(kuò)展的成功完成。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)測(cè)試方法將假定被測(cè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（NSUT）所包含的VNF已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)測(cè)試執(zhí)行之前得到了充分驗(yàn)證。

（1）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)生命周期的各個(gè)階段

●網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的載入

向NFVO提交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)描述（NSD），以便將其包含在類(lèi)目中。驗(yàn)證NSD的完整性和真實(shí)性，以及強(qiáng)制組件和所需的外部接口是否齊備。

●網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的實(shí)例化

執(zhí)行實(shí)例化之前的驗(yàn)證和可行性檢查，識(shí)別并保留資源，對(duì)VNF加以實(shí)例化。必要時(shí)還可對(duì)所需的連接網(wǎng)絡(luò)加以實(shí)例化；將所需的VDU連接至連接網(wǎng)絡(luò)。

●網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的擴(kuò)展/升級(jí)

驗(yàn)證請(qǐng)求，檢查可行性，確定擴(kuò)展行動(dòng)（增加/減少資源，實(shí)例化/終結(jié)VNF），分配/取消分配資源和連接。

●網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的終結(jié)

驗(yàn)證請(qǐng)求，必要時(shí)終結(jié)VNF，刪除資源，刪除內(nèi)部連接網(wǎng)絡(luò)，從類(lèi)目中清除。

（2）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：功能測(cè)試和實(shí)例化時(shí)間方法（見(jiàn)圖11）

●目的

執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的功能驗(yàn)證并測(cè)量激活服務(wù)所需的時(shí)間。該指標(biāo)在測(cè)量客戶(hù)的體驗(yàn)質(zhì)量（QoE）非常重要。NFVO負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的動(dòng)態(tài)實(shí)例化和激活。

在本測(cè)試中，發(fā)起方的測(cè)試VNF會(huì)向剛剛實(shí)例化的NSUT發(fā)送流量，并確保NSUT將流量正確轉(zhuǎn)發(fā)至作為終結(jié)方的測(cè)試VNF。

●測(cè)試設(shè)置

可將一個(gè)NFV服務(wù)器上的3個(gè)VNF組成一個(gè)服務(wù)鏈，形成一個(gè)包含vCE、vFW和vWAN加速器的轉(zhuǎn)發(fā)圖。這種測(cè)試方法假定在測(cè)試執(zhí)行之前所包含的VNF已經(jīng)被實(shí)例化。

圖11　網(wǎng)絡(luò)服務(wù)實(shí)例功能測(cè)試

使用 Spirent TestCenter物理測(cè)試端口包圍NSUT。需要同步和微秒級(jí)的精度，此外應(yīng)使用物理測(cè)試設(shè)備。

●測(cè)試程序

測(cè)試控制器指示NFVO在時(shí)間T=t1完成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的實(shí)例化。NFVO在完成NS實(shí)例化為通知測(cè)試控制器（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)實(shí)例化流程的詳情見(jiàn)GS NFV-MAN 001的附錄C.3）。

SpirentTestCenter端口會(huì)以匹配N(xiāo)SUT性能目標(biāo)的幀速率，生成指向NSUT的適合的雙向第2～7層流量。例如，對(duì)于一個(gè)包含虛擬防火墻、虛擬ADC和虛擬WOC的服務(wù)功能鏈，接收到的是應(yīng)用流量。而包含虛擬CPE和虛擬BNG的服務(wù)功能鏈，接收到的是第2～3層流量。建議以不同的幀尺寸運(yùn)行多次測(cè)試。具體的幀尺寸設(shè)置取決于針對(duì)的是哪種NSUT。

這些測(cè)試設(shè)備應(yīng)繼續(xù)執(zhí)行每項(xiàng)測(cè)試，直至?xí)r間T=t2，即在終結(jié)測(cè)試設(shè)備上探測(cè)到經(jīng)過(guò)NSUT成功處理的服務(wù)幀。

●通過(guò)/未通過(guò)

如果測(cè)試的結(jié)果未報(bào)告任何錯(cuò)誤，例如重新排序幀、數(shù)據(jù)完整性錯(cuò)誤或CRC錯(cuò)誤，則表明功能實(shí)例化測(cè)試已經(jīng)通過(guò)；如不滿(mǎn)足這些條件，則說(shuō)明該測(cè)試未通過(guò)。

●測(cè)試結(jié)果

測(cè)試設(shè)備會(huì)記錄網(wǎng)絡(luò)服務(wù)描述的監(jiān)視參數(shù)域中定義的體驗(yàn)質(zhì)量（QoE）指標(biāo)，并計(jì)算出每種幀速率和幀尺寸組合下完成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)激活所需的時(shí)間，即［t2-t1］所表示的值。

（3）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)實(shí)例化：自動(dòng)擴(kuò)展驗(yàn)證測(cè)試方法（見(jiàn)圖12）

NFV最重要的驅(qū)動(dòng)力之一就是為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供在需要時(shí)分配資源，并在不需要時(shí)收縮資源的能力。通過(guò)擴(kuò)大或向外擴(kuò)展，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可以對(duì)持續(xù)一定時(shí)間的客戶(hù)流量高峰做出急劇的反應(yīng)。同樣，在客戶(hù)流量減少的時(shí)間段里，它又可以縮小規(guī)?；蛳騼?nèi)擴(kuò)展。這種極具彈性的擴(kuò)展能力能夠防止網(wǎng)絡(luò)資源的過(guò)度供應(yīng)。

——擴(kuò)大：構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的一個(gè)或多個(gè)VNF分配到了額外的NFVI資源，例如計(jì)算、內(nèi)在和存儲(chǔ)。

——向外擴(kuò)展：在同一服務(wù)器或其它服務(wù)器上實(shí)例化額外的VNF，應(yīng)對(duì)負(fù)載的增加。

——縮小：構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的一個(gè)或多個(gè)VNF分配到了更少的NFVI資源，例如計(jì)算、內(nèi)在和存儲(chǔ)。

——向內(nèi)擴(kuò)展：構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的一些VNF被終結(jié)，從而對(duì)負(fù)載的減少做出反應(yīng)。

●目的：驗(yàn)證自動(dòng)擴(kuò)展的成功完成，以及自動(dòng)擴(kuò)展完成期間和之后客戶(hù)SLA的保持情況。

圖12　網(wǎng)絡(luò)服務(wù)擴(kuò)展——驗(yàn)證自動(dòng)擴(kuò)展

●測(cè)試設(shè)置：在該測(cè)試案例示例中，要設(shè)置一個(gè)帶VNF轉(zhuǎn)發(fā)圖的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，其中包括在相同服務(wù)器上的虛擬CE和虛擬路由器。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)將向端對(duì)端線(xiàn)路提供有保障SLA。該測(cè)試方法假定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)已經(jīng)成功實(shí)例化，并且在測(cè)試執(zhí)行之前達(dá)到了性能目標(biāo)。

使用 Spirent Test Center物理測(cè)試端口包圍NSUT。由于測(cè)量SLA的一致性時(shí)需要同步和微秒級(jí)的精度，此外應(yīng)使用物理測(cè)試設(shè)備。

●測(cè)試程序：在時(shí)間T=t1，測(cè)試設(shè)備會(huì)啟動(dòng)流量負(fù)載的提高進(jìn)程（穩(wěn)定提高或流量突發(fā)）且足以在時(shí)間t1+Δt觸發(fā)自動(dòng)擴(kuò)展機(jī)制（測(cè)試設(shè)備了解這些信息的具體方法不在本文檔的討論范圍內(nèi)）作為響應(yīng)，VNF、VNF管理器和/或NFVO會(huì)啟動(dòng)并執(zhí)行自動(dòng)擴(kuò)展。

從時(shí)間T=t1開(kāi)始，測(cè)試設(shè)備還會(huì)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)服務(wù)保持SLA的性能。采樣期因網(wǎng)絡(luò)服務(wù)而異。在本示例中，建議每100ms執(zhí)行一次采樣。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能夠支持更大的規(guī)模且不會(huì)導(dǎo)致SLA惡化時(shí)，測(cè)試設(shè)備將記錄時(shí)間T=t2。

●測(cè)試結(jié)果：測(cè)試結(jié)果包括多項(xiàng)參數(shù)，其中包括構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的VNF、導(dǎo)致自動(dòng)擴(kuò)展的觸發(fā)器、自動(dòng)擴(kuò)展前的流量負(fù)載，以及自動(dòng)擴(kuò)展后的流量負(fù)載。這些測(cè)試設(shè)備還會(huì)定期記錄網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在t1和t2之間的性能指標(biāo)和NFVI占用率指標(biāo)，并且報(bào)告自動(dòng)擴(kuò)展進(jìn)程的時(shí)長(zhǎng)，即［t2-t1］所表示的值。

7　思博倫：虛擬化測(cè)試領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者

無(wú)論是虛擬網(wǎng)絡(luò)還是物理網(wǎng)絡(luò)，思博倫都是驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)性能、可用性、擴(kuò)展能力和安全性方面的全球領(lǐng)導(dǎo)者。SDN/NFV測(cè)試和部署挑戰(zhàn)所示，思博倫的解決方案能夠解決人們所關(guān)心的所有領(lǐng)域，包括移動(dòng)性數(shù)據(jù)中心和接入邊緣等。

（1）思博倫在標(biāo)準(zhǔn)制訂機(jī)構(gòu)中發(fā)揮的領(lǐng)導(dǎo)作用

思博倫在ETSINFV ISG中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，領(lǐng)導(dǎo)著部署前和部署后NFV環(huán)境驗(yàn)證指導(dǎo)原則的制訂工作。思博倫還在ONF測(cè)試?yán)硎聲?huì)中發(fā)揮著領(lǐng)導(dǎo)作用，為OpenFlow控制器和交換機(jī)驗(yàn)證工作做出了巨大的貢獻(xiàn)。

（2）易用性和可遷移性

思博倫的虛擬和物理測(cè)試平臺(tái)擁有完全相同的形象和感覺(jué)，并且支持無(wú)縫的互用性。測(cè)試配置和腳本也可以在兩種平臺(tái)間遷移。測(cè)試流量可以起始并終止于純物理測(cè)試設(shè)備、純虛擬測(cè)試設(shè)備，或者虛擬和物理測(cè)試設(shè)備的任意組合。Spirent Test Center Virtual可在多種監(jiān)視程序上執(zhí)行，包括VMWare ESXi和KVM/ QEMU。它還可以兼容OpenStack等開(kāi)源云管理系統(tǒng)。

（3）VNF與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的性能和擴(kuò)展能力驗(yàn)證

思博倫的解決方案能夠簡(jiǎn)化對(duì)數(shù)百種不同類(lèi)型和風(fēng)格的VNF執(zhí)行基準(zhǔn)測(cè)試的可畏任務(wù)，為第2～7層數(shù)據(jù)層和控制層測(cè)試提供無(wú)微不至的支持。

思博倫的虛擬解決方案已經(jīng)過(guò)了DPDK的優(yōu)化，使用戶(hù)能夠在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能方面實(shí)現(xiàn)巨大的突破，同時(shí)還可減少生成測(cè)試流量所需的計(jì)算核心數(shù)量。

思博倫的測(cè)試方法產(chǎn)品還使用戶(hù)能夠?qū)ο铝袑?duì)象輕松執(zhí)行基準(zhǔn)測(cè)試：虛擬交換機(jī)、虛擬路由反射器、虛擬PE路由器、虛擬BNG、虛擬CPE路由器、虛擬防火墻、虛擬廣域網(wǎng)加速器、虛擬IDS、虛擬IPS，以及虛擬EPC的每個(gè)組件。

表4　思博倫虛擬解決方案

思博倫與Oasis建立合作關(guān)系

領(lǐng)先的設(shè)備智能解決方案供應(yīng)商思博倫通信與全球通用用戶(hù)識(shí)別模塊（USIM）聯(lián)網(wǎng)及管理供應(yīng)商O(píng)asisSmartSIM日前宣布，兩家公司將建立戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，共同消除相機(jī)、智能車(chē)輛、物流和生產(chǎn)物料等聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和設(shè)備快速發(fā)展過(guò)程中遇到的連接性和網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)障礙。這項(xiàng)伙伴關(guān)系標(biāo)志著兩家企業(yè)將正式進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)（IoT）業(yè)務(wù)，而據(jù)分析企業(yè)Gartner公司預(yù)測(cè)，2016年全世界聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量將高達(dá)64億部，而到2020年時(shí)將增至208億部。

思博倫通信物聯(lián)網(wǎng)連接與訂用管理業(yè)務(wù)總經(jīng)理Dennis JuulPoulsen指出：“思博倫與Oasis已開(kāi)始攜手，幫助制造商為聯(lián)網(wǎng)世界構(gòu)建更好且更具智能的產(chǎn)品。無(wú)論是聯(lián)網(wǎng)的卡車(chē)，還是智能跑鞋，任何垂直市場(chǎng)的OEM廠(chǎng)商都將能夠?yàn)槠淇蛻?hù)提供無(wú)縫的即時(shí)連接能力，以及隨意選擇蜂窩網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商的自由?！?/p>