2014年，中國移動啟動基于NFV和SDN(Software Defined Network，軟件定義網(wǎng)絡(luò))的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型研究，并在2015年發(fā)布了《NovoNet 2020愿景》，旨在構(gòu)建一張資源可全局調(diào)度、能力可全面開放、容量可彈性伸縮、架構(gòu)可靈活調(diào)整的下一代網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過多年的技術(shù)研究、新技術(shù)試驗(yàn)和現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)，SDN\NFV融合組網(wǎng)架構(gòu)已基本成形，多場景網(wǎng)元NFV化網(wǎng)絡(luò)SDN化已逐步步入試商用或商用階段。
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SDN和NFV兩大關(guān)鍵技術(shù)
1.1 SDN技術(shù)
SDN作為中國移動NovoNet下一代網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計(jì)架構(gòu)的兩大關(guān)鍵技術(shù)之一，具有控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離、控制面集中、接口開放可編程的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)全局視角網(wǎng)絡(luò)資源靈活調(diào)度以及新業(yè)務(wù)快速部署，能簡化運(yùn)維、提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率?；赟DN技術(shù)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)成為SDN技術(shù)首先落地的重要場景，利用編排層、控制層和轉(zhuǎn)發(fā)層三層架構(gòu)，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動按需打通，使得網(wǎng)絡(luò)部署的靈活性能夠滿足云數(shù)據(jù)中心資源發(fā)布的靈活性，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)。
1.2 NFV技術(shù)
NFV作為中國移動NovoNet下一代網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計(jì)架構(gòu)的另一關(guān)鍵技術(shù)，目標(biāo)在于在標(biāo)準(zhǔn)化的通用IT設(shè)備（x86服務(wù)器、存儲和交換設(shè)備）來實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)元功能，通過硬件資源與軟件功能的解耦，可靈活共享硬件資源，實(shí)現(xiàn)新業(yè)務(wù)的快速開發(fā)、自動部署、彈性伸縮等。目前NFV技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于IT、核心網(wǎng)等領(lǐng)域，具體表現(xiàn)在IT類功能網(wǎng)元防火墻、負(fù)載均衡等硬件設(shè)備NFV化以及核心網(wǎng)等專用設(shè)備NFV化。
1.3 SDN和NFV融合
作為下一臺網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計(jì)架構(gòu)的兩大關(guān)鍵技術(shù)，SDN和NFV兩者即相互獨(dú)立又相互補(bǔ)充；獨(dú)立性表現(xiàn)為SDN網(wǎng)絡(luò)中可以基于傳統(tǒng)硬件方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能，采用NFV方式提供網(wǎng)絡(luò)功能時(shí)，可以基于傳統(tǒng)的策略路由或者標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)。但兩者相互補(bǔ)充會發(fā)揮出更大的效應(yīng)，特別是在5G時(shí)代多領(lǐng)域業(yè)務(wù)云化，基于SDN的網(wǎng)絡(luò)自動化和智能化技術(shù)滿足后續(xù)多類NFV網(wǎng)元大規(guī)模部署要求，虛擬網(wǎng)絡(luò)安全隔離特點(diǎn)更能夠保證NFV網(wǎng)元的部署安全。
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SDN/NFV融合架構(gòu)
歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（以下簡稱ETSI）為NFV制定了參考架構(gòu)，參考架構(gòu)包括了完整的基礎(chǔ)架構(gòu)層、資源管理與業(yè)務(wù)流程編排層，以及OSS層和網(wǎng)絡(luò)功能層，并后續(xù)就架構(gòu)開放性、接口標(biāo)準(zhǔn)化、安全及可靠性以及解決方案等內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步約束和規(guī)范。而SDN技術(shù)的誕生便是依賴于編排層、控制層和轉(zhuǎn)發(fā)層三層架構(gòu)，相關(guān)的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)在開放網(wǎng)絡(luò)基金會（ONF）進(jìn)行豐富和補(bǔ)充。中國移動率先在ETSI定義的NFV經(jīng)典架構(gòu)基礎(chǔ)上融入SDN三層架構(gòu)，提出SDN/NFV融合架構(gòu)，具體表現(xiàn)在SDN控制器作為網(wǎng)絡(luò)管理的核心組件北向?qū)覰FV架構(gòu)中的VIM(Virtualized Infrastructure Manager，虛擬基礎(chǔ)設(shè)施管理)，南向?qū)痈黝惥W(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)NFV網(wǎng)元內(nèi)部以及網(wǎng)元之間網(wǎng)絡(luò)自動開通。
該架構(gòu)將SDN和NFV進(jìn)行融合，將網(wǎng)絡(luò)能力進(jìn)行更好的抽象和開放，既發(fā)揮了NFV資源按需創(chuàng)建、刪除、橫向和縱向擴(kuò)容的靈活性優(yōu)勢，又發(fā)揮了SDN網(wǎng)絡(luò)自助按需打通，靈活調(diào)整的優(yōu)勢。
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SDN/NFV融合架構(gòu)試點(diǎn)和落地
江西移動聯(lián)合移動研究院開展SDN/NFV全解耦資源池試點(diǎn)建設(shè)，搭建基于SDN/NFV融合架構(gòu)的資源池，第一類場景面向IT類設(shè)備負(fù)載均衡器的NFV化。該資源池編排層采用OpenStack架構(gòu)的輕量級應(yīng)用軟件，虛擬化層基于KVM架構(gòu)，控制器采用移動研究院基于ODL架構(gòu)開發(fā)的控制器軟件。值得說明的是，該資源池內(nèi)所有硬件產(chǎn)品和X86服務(wù)器均采用集采產(chǎn)品以及利舊現(xiàn)網(wǎng)產(chǎn)品，依托于標(biāo)準(zhǔn)接口和流程規(guī)范打破了軟硬件耦合性，實(shí)現(xiàn)了軟硬件以及各層級設(shè)備的解耦合。
輕量級應(yīng)用軟件可基于抽象的網(wǎng)絡(luò)模型實(shí)現(xiàn)租戶邏輯網(wǎng)絡(luò)隔離與管理、虛擬功能網(wǎng)元創(chuàng)建和編排等功能，呈獻(xiàn)給使用者簡單直觀的操作界面；數(shù)據(jù)中心控制器向上對接應(yīng)用軟件和OpenStack，向下對接開源虛擬交換機(jī)、虛擬負(fù)載均衡器、硬件網(wǎng)關(guān)和硬件防火墻，打通端到端網(wǎng)絡(luò)，包括外部網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)。而試點(diǎn)的NFV網(wǎng)元是采用華三的虛擬負(fù)載均衡器。硬件網(wǎng)關(guān)和硬件防火墻設(shè)備均采用現(xiàn)網(wǎng)利舊產(chǎn)品包括山石防火墻和思科的交換機(jī)。
圖2 SDN/NFV融合架構(gòu)試點(diǎn)
基于SDN/NFV架構(gòu)的資源池試點(diǎn)驗(yàn)證了SDN/NFV融合架構(gòu)的可行性，引入了虛擬負(fù)載均衡設(shè)備，資源利用率提升，且配合功能網(wǎng)元管理設(shè)備實(shí)現(xiàn)功能網(wǎng)元的全生命周期管理；依托于聯(lián)合組建的研發(fā)運(yùn)營一體化團(tuán)隊(duì)，該資源池試點(diǎn)采用開源OpenStack+KVM架構(gòu)的開源產(chǎn)品，以及應(yīng)用軟件和控制器等定制產(chǎn)品，從需求、方案設(shè)計(jì)到研發(fā)實(shí)現(xiàn)均自行完成，提高效率，也提升了團(tuán)隊(duì)整體實(shí)力；另結(jié)合融合架構(gòu)耦合性問題，團(tuán)隊(duì)突破性嘗試制定標(biāo)準(zhǔn)接口和流程，通過硬件設(shè)備的軟件升級，實(shí)現(xiàn)硬件產(chǎn)品合理利舊?；赟DN/NFV的融合架構(gòu)目前應(yīng)被業(yè)界廣泛采納，并應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)云等多個場景中。
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后續(xù)展望
目前基于SDN和NFV的云化轉(zhuǎn)型已經(jīng)進(jìn)入商用階段，業(yè)務(wù)部署效率和靈活性得到提升的同時(shí)，如何加強(qiáng)云化數(shù)據(jù)中心的運(yùn)維管理、網(wǎng)絡(luò)自動化到智能化的過渡、進(jìn)一步解除設(shè)備之間的耦合關(guān)系等也成為當(dāng)前需要重點(diǎn)研究的問題。江西移動公司、研究院和信息技術(shù)中心組建的研發(fā)運(yùn)營一體化團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)深入新型網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理技術(shù)和工具研究，提升運(yùn)維管理的自動化水平和精準(zhǔn)度；將用戶意圖和網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行深入結(jié)合匹配，進(jìn)入SDN2.0進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)智能化嘗試；通過規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，打破廠家壁壘，切實(shí)保證網(wǎng)絡(luò)開放靈活，引導(dǎo)端到端產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈健康發(fā)展。
