基于NFV技术的未来通信网络架构与运维体系探究

基于NFV技术的未来通信网络架构与运维体系探究
作者：尚进
来源：《中国信息化》2018年第08期
随着经济的不断发展以及互联网+传统行业的发展，互联网逐步渗透到各行各业中，使互联网与医疗、旅游以及金融等各个行业实现深度融合，促进了“互联网+传统行业”的发展，与此同时，人们对网络的基础设施也提出了更高要求。

但是传统互联网的安全性、扩展性以及服务质量保障等方面存在的弊端日益暴露，而NFV技术能提升网络的扩展性以及灵活性等。

因此，研究基于NFV技术的未来通信网络架构与运维体系，具有非常重要的现实意义。

一、NFV技术概述
NFV技术也就是网络功能虚拟化技术，其核心思想就是利用服务器上的虚拟化技术来实现专用网络硬件的功能。

借助NFV还能在统一硬件上虚拟不同核心网网元，且可根据需求部署网络功能，也无须依靠新的设备安装就能运行。

所以，NFV技术可为根据运营商的不同需求快速构建网络，并提高网络弹性，降低技术开发成本与运营成本。

二、基于NFV技术的未来通信网络架构
（一）未来通信网络架构的构建思路
首先，网元功能抽象化。

先对各个网元功能进行分解，再将其共性提取出来，运用逻辑化抽象概括与分析，将其分为不同子功能模块，并保证各个模块之间的接口是标准化的，有利于功能重构。

分解之后，网络功能模块就会变多，其接口及协议会变得越加复杂，但组件化以及软件化的功能模块能为运营商的业务部署提供更强的灵活性以及便利性。

通过网络功能的进一步抽象化，并采取开放性的API接口，运营商能按照有关标准重新组织，结合用户多样化的业务需求，提出最优的数据处理及传输方案，以提升网络服务能力以及服务水平。

因此，抽象的网元功能及开放的API接口，可帮助设计开发人员在开发过程中更多面向用户，还可为运营商创造更加灵活且更多的网络能力，并有效克服传统网络中扩展性差、增值服务创新难以及升级困难等问题。

其次，网络功能的重构。

灵活重组开放接口的各个功能子模块，并保证各功能及各个组件间的互相独立性，也可实现动态伸缩，也可结合未来不同业务需求，重新进行开发与部署，从而开发出新的功能。

通过采用开放的API接口与模块化的功能组件，能按照运营商业务的实际需求灵活、快速地实现架构的重构，还可针对某个用户或者某类业务的个性化需求，提供个性化的网络资源与功能。

利用模块划分与重构，既能通过灵活组合方式实现现有网络功能，又能
有效减持冗余的功能。

比如某些业务在达到了生命周期后，也可实现方便地退市。

运营商可按照自己的需求进行选择，能有效节省投资成本。

（二）基于NFV技术的未来通信网络架构
随着NFV技术的不断发展，能促使通信通信网络的扩展性以及灵活性等得到有效提升，促使传统硬软件绑定模式逐步向网络功能软件的云计算资源基础上，并在云平台中完成统一管理与调度。

新NFV网络架构主要包括应用层、控制层、虚拟化层以及基础设施层等四个部分。

在新的架构中通过标准化接口来实现不同供应商商品间的兼容性。

第一，基础设施层。

主要包括网络设备、计算设备以及存储设备等，借助这些来构建虚拟网络设备，并为资源池的构建奠定良好基础。

第二，虚拟化层。

通过虚拟化技术，将基础设施层的硬件资源转化为网路资源池、存储资源池以及计算资源池等，从而为上层提供虚拟资源。

第三，控制层。

通过控制层可以调度、管理以及编排虚拟资源，通过物理资源接入，实现统一管理。

利用和上层之间的接口，还可快速建立NFV基础架构。

第四，应用层。

可根据业务类型来构建相应的资源，并通过SDN来满足业务组网需求，此外，还能提供NFV应用，如通信服务资源以及安全防护资源。

三、基于NFV技术的运维体系的构建
新的基于NFV技术的通信网络架构就需新的运维体系保障。

运维体系需重新进行调整，以应对新的变化。

（一）合理确定运维流程
由于NFV平台不断产生新的业务，就需对新业务进行自动化部署，并自动执行故障分析、警告以及系统恢复等。

运维流程的设计核心理念为：运行过程中将人为干预降到最低，并实现物力资源的共享，提升生命周期管理的自动化水平，降低运维成本。

传统运营商通常需提前几个月及以上的时间来规划新的业务，而基于NFV技术可实时对新业务进行部署，并结合业务的实际情况，对云数据中心的资源进行动态调度，同时还可选择贴近用户资源的物理位置来提高网络服务质量。

业务部门也可结合自身发展需求灵活增删资源，从而降低探索新业务过程中所带来的财务风险。

新的NFV通信网络架构，在运维过程中各个角色也会发生相应的变化，所以，应根据新架构中的工作范畴、所要承担的职责等，合理分工，比如负责虚拟化网络功能建设以及运维的部门应加载虚拟化网元软件。

（二）建立NFV生态系统
NFV生态系统包括云管理平台软件供应商、硬件及虚拟化网元软件供应商、运营商。

不同商品可利用开放的接口实现互相合作，进而实现端到端的解决方案。

在NFV生态系统的发展中，开源软件起着至关重要的作用。

比如开源软件Open Stack，就在生态系统发展过程中起
着非常积极的作用。

通过开放的API接口定义及实现、描述云化应用部署方法的格式定义、关键功能插件等的实现来实现开源软件的核心功能。

NFV生态系统能为通信网络架构中的虚拟化带来多种价值。

比如对经验成熟的网络功能进行整合等。

（三）构建NFV基础架构平台
基于NFV技术的通信网络架构是在云计算技术的基础上得以实现的，相比传统业务部署模式，硬件的独占性被大大削弱，所以，能有效降低网络配置、计算以及储存等设备运行成本。

但是，由于NFV基础架构平台的构建需和电信级的稳定性标准相一致，所以，须开发一套专业管理软件，使NFV基础架构平台具备SLA管理、HA模式以及故障警告与定位等功能。

此外，NFV基础架构平台在提供虚拟层功能之外，还应提供生命周期管理中的所需的相关管理功能、面向网元部署资源的调度与编排功能等。

（四）提升相关人员的技能
在NFV技术的未来通信网络架构的发展过程中，其会对运维体系造成较大的影响，再加上IT技术与电信技术的有机融合，使得对相关人员的技能以及运维队伍提出新要求。

所以，运营商应注重对相关人员的技能的培训和学习，以提升员工的能力，适应当前企业业务法制以及未来战略发展的要求。

尤其是NFV基础架构相关管理人员及技术人员等，除加强他们传统数据中心IT运维技能之外，还应加强虚拟网元架构相关知识的培训，以增强他们对虚拟网元架构的了解，理解业务的相关基本需求，还需加强云相关的IT技术，一旦业务出现故障警告，就能在第一时间内识别故障是否由于NFV基础架构相关因素所导致的。

另外，企业还应建立能力培养体系，为NFV基础架构管理人员及其他人员提供相应的学习资源与支撑。

根据人员岗位来确定培训方式及内容，并进行能力认证和评估，通过能力认证与评估，保证员工能的知识储备以及技能能得到很好的提升，同时还能作为客观公平评估员工能力的依据，并建立有效激励机制，充分调动人员的工作积极性，促进他们不断提升能力。

四、结语
综上所述，现阶段，NFV技术已步入了飞速发展阶段，且其上下游产业链也在不断成熟，当前，很多主流电信运营商纷纷开始将NFV技术逐步向商用网络或者试商用网络方向发展。

本文认为，构建基于NFV技术的通信网络架构，能有效克服传统网络的诸多不足，同时还可满足未来日益增多的新业务對网络的相关要求。

但是，由于基于NFV技术的通信网络架构已发生了一定变化，所以运维体系也需进行相应改变，本文从运维流程、建立NFV生态系统、构建NFV基础架构平台、提升相关人员的技能等四个方面进行革新，进而提升运营效率与开发能力。