SDN/NFV在颠覆与演进中探寻路径

随着5G、IoT、大视频等新技术的出现，运营商网络需要更加灵活的资源分配机制、更加高效的网络利用率，以及更加智能化的对业务的适配，而实现这些要求的基础就是NFV/SDN。特别是5G网络，尤其需要对网络资源的灵活分配和调用，不夸张地说，NFV/SDN是对现有的运营商网络架构的一次颠覆。在强调演进多过强调颠覆的电信网络中，SDN/NFV也是在颠覆与演进的平衡中探寻路径。

引入SDN/NFV先易后难

中国三大运营商对SDN/NFV都有现实需求。正如中国联通研究院云管理研究组组长徐雷所说，引入SDN/NFV一方面是传统业务增长乏力，语音业务开始下滑；另一方面，移动数据飞速增长，且硬件扩容无法满足数据增速，也无法降低网络建设成本。因此，运营商网络需要变革，从硬件向更灵活的软件方向转变。

但在电信网络中全网引入SDN/NFV功能，有着现实的挑战，因为既需要保护网络既有投资，又需要保持网络运行的稳定性，所以SDN/NFV的引入是一个渐进的过程。目前SDN的引入就是在数据中心、局域性传输网络中首先进行，实现了基于传输与控制分离的网络资源灵活调度。此外，在新建网络中、新的业务中引入SDN，也是比较容易实现的。“电信网络中部署SDN/NFV是行业大趋势，但这个过程不会是颠覆性的，SDN会首先在局部应用中获得成功，使运营商增加了网络调度的灵活性，或者是降低了成本。”华为一位市场人员告诉记者，“而在SDN提出伊始特别推崇的网络开放协议Open Flow，在电信市场中发展并不快。”而Open Flow协议当初被业界认为是SDN可以颠覆电信网络的一大基础。

日前，国内三大运营商都公布了自己的网络发展计划，针对SDN/NFV的实现，也均是根据业务需求，先易后难实现。

SDN的实现基本都是从数据中心开始。中国电信主要从浙江、广东、内蒙基地开始在云资源池试点引入SDN，并在广东和江苏试验SDN网络流量的调度，在广东、江苏、上海、北京四地做vDC试验。中国联通在去年发布了CUBE2.0白皮书，核心是在未来5年将建设一张基于DC的网络，因为随着网络技术和架构变革，未来网络将以数据中心为核心，数据中心互联网络将变得更加重要。中国联通通过WAN SDN对DCI进行了原型验证，未来将围绕数据中心建网。

同时NFV也将在数据中心实现。2016年，中国联通将实现基于SDN的多租户虚拟网络、业务链管理系统，实现VIM和VNFI等NFV底层支撑平台；实现IMS、EPC等NFV原型系统，试点基于NFV的GGSN下沉，开展基于SDN的IPRAN控制承载分离；实现基于SDN/NFV的vCPE网关、vOLT/智能ONT验证和统一低成本部署。

按计划，2017~2018年，中国联通将开展大规模SDN应用验证，NFV底层网络虚拟增强、MANO系统实现；完成一线城市及重点二线城市内机房和DC机房的改造，扩大DCI互联平面范围。2019-2020年，将进行大规模部署，并推动DC与网络协同、业务协同编排、数据的集约化管控。

中国电信将在网络边缘通过NFV简化用户侧的设备功能，实现网络服务的云交付，例如云桌面。特别是vCPE能够把握用户上网入口且实现难度较低，而且在企业侧vCPE能够实现多分支的集约管理、简化网络配置和提升OPEX；而在运营商侧vCPE能够实现新业务快速部署、快速故障定位与自动化运营与维护。而中国移动引入NFV的第一个应用就是支持VoLTE以及RCS，实现vIMS。

SDN/NFV部署面临现实挑战

尽管业界都认可这是未来的发展方向，但SDN/NFV的部署还面临不少的挑战。

业界人士分析，对SDN来说，目前最大的挑战依然是接口和协议的标准化。SDN的标准化组织ONF开始强调，Openflow不再是唯一的南向接口，北向接口以RESTful为主，各接口通过IT思路，利用模型/模板的方式实现，厂家只需公布自己的模型就能够实现互通及控制。VMware和Openstack都是SDN在应用层的实现体系，它们彼此独立，各有优势；因此，SDN标准体系是否能够统一，有无统一的必要性还存在很大争议。

在SDN的关键性能上，转发设备的高性能也有待完善现有的ASIC芯片架构都是基于传统的IP或以太网寻址和转发设计，因此，SDN架构下设备的高性能无法维持。实验室测试表面许多组网关键指标在不同厂家设备上差异极大，难以达到商用标准。

此外，SDN的网络集中控制、分层控制的架构业界也没有统一，单点核心控制器受攻击、失效的弊端如何克服也缺乏系统解决方案，不同厂商设备之间的互操作困难，这些挑战都是SDN规模部署中的“礁石”。

NFV的部署也面临诸多挑战。虚拟化的电信网元如何在新型数据中心进行统一的配置和管理，由数据中心构成的云化网络体系应该如何形成都需要进行深入研究。解耦后的电信系统需要强大的系统集成能力才能运行，解耦后的运维和故障处理与传统方式有很大差异，虚拟化网络颠覆了目前电信设备一种功能一种设备形态的模式。“运营商网络转型中，引入SDN/NFV之后，网络故障的红灯报警模式没有了。”一位设备商高层说，“这对已经延续了几十的运维来说其实是一个‘报警’，我们要对转型后网络的运维提出解决方案。”

NFV同时还对运营商传统的网络管理体系、运维体系提出挑战。改变了网络的运营维护模式，分成了软件设备维护、硬件设备维护和虚拟化网络资源编排及云管理维护等。电信运营商的运维系统不再局限于下发网络业务配置，而是需要基于业务负载的实时动态智能资源配置调整。

NFV创造芯片企业机会

“传统运营商市场软硬件一体化的技术架构未来必将走向开放，被基于软件定义和云计算平台的基础架构所取代。NFV意味着电信级云化的核心技术和架构，可以赋予网络更大的弹性，实现网络资源的充分灵活共享，降低昂贵的网络设备成本，缩短网络部署时间，促进网络的高效和低成本运营，并基于实际业务需求进行自动部署、弹性伸缩、故障隔离和自愈等。”英特尔公司数据中心事业部网络平台部市场开拓总监杜唯扬在接受《中国电子报》采访时指出。

除了英特尔，TI、博通、MARVELL等企业也在推动自己的NFV芯片。作为构成网络基础设施的处理器、网络IP、ASIC、FPGA、存储等硬件需要与相关支持软件技术和产品密切配合，方能发挥预期当中的作用。

善于在开放市场中，以产业生态取胜的英特尔为NFV做了大量准备。杜唯扬表示，英特尔可以提供广泛的NFV解决方案，以解决网络中的每一个节点问题，包括处理器和各种细节上的技术。

“具体来说，现代运营商网络基础设施设备面临着四种关键工作负载的融合：应用处理，如计费和运营支持；控制处理，如呼叫建立和中止；包转发处理；信号处理，如音频、视频和无线基带信息的处理等。“NFV能够更好地帮助实现这种融合。而英特尔可以为用户在网络转型上提供有力的支持，包括DPDK、虚拟交换软件（Virtual switching software）、Quick Assist技术和Hyperscan开源检测引擎库。这些技术和产品能使用户的系统性能最佳、更可靠、更安全。当你在网络上用了英特尔的芯片和相应软件技术进行4:1工作负载融合以后，你才能将这些网络功能实现虚拟化的转变。”杜唯扬表示。