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运营商NFV化成本优势尚存疑 业务部署限制多

2017-04-17  来源:通信世界网  作者:饶少阳

目前,风生水起的NFV代表了“软件化”、“云化“、“服务化”等网络发展趋势。其中“软件化”代表网元形态的发展趋势,未来的网元将以“软件”形态存在;“云化”代表网元基础设施承载的发展趋势,从“专有”硬件、烟囱式承载向通用、统一的云基础设施承载发展;“服务化”代表着网络未来向客户提供的方式发生变化,将提供开放、标准的服务化界面。

NFV概念之所以被提出来,是由于云计算发展到较为成熟的阶段,软件定义网络概念兴起,这让全球运营商几乎一致地(美国电信运营商AT&T最早开始践行NFV)选择NFV作为网络演进的方向,NFV的理念就是将传统网络功能从封闭的专有硬件中分离出来,以软件的形态(VNF,Virtual Network Function)存在,并承载于统一的云基础设施之上(NFVI,即NFV Infrastructure——NFV基础设施),同时为了更好地部署、承载和管理各类VNF,引入MANO(Management and Orchestration)管理架构,增强了网元实例生命周期管理以及网络服务(Network Service)编排和管理能力,实现自动化的网络服务部署与管理。

NFV成本优势仍待商榷

对于运营商而言,部署NFV主要有两大目标:第一,节省成本;第二 ,实现业务的敏捷部署和弹性伸缩。

业界普遍认为NFV可以为运营商带来成本的降低,但这可能是一个伪命题,如果认为NFV一定能够带来成本的降低,那可能是误解。运营商网络成本一般包括CAPEX(整体设备成本)和OPEX(包括运维人员、机房分散、电力等成本),由于传统网络网元采用专有硬件,CAPEX和OPEX较高。但是经过NFV化后,软硬分离,硬件可由云基础设施统一承载(通用X86),成本可以有效降低,同时在规模集约化和自动化能力提升下,运营成本也可有效降低。

但是,运营商对现有网络进行云化,大部分都是新增的投资,CAPEX包括硬件成本(X86服务器、存储设备、接入/核心交换机等网络设备)、软件成本(例如Hypervisor、SDN、SDS等软件、MANO组件、VNF等软件License成本)、基础设施成本(为承载NFV网元而进行CO机房改造的成本,为实现备份、HA、容灾、安全需要付出的软硬件成本以及网络建设成本)等,能够节省的只有部分OPEX运营成本(用电和人工等,可退出部分机房空间)。

因此,要实现NFV成本的降低,需要从硬件、软件、基础设施以及运营等多个方面加以考虑,实现NFV的解耦(至少VNF、虚拟化软件、硬件三层解耦)、软硬件通用化(非个性化与定制化的捆绑式产品)、规模化与集约化(体现规模效应、可统一管控与调度)、自动化(基于自动化软件工具实现监控、部署与调度)才有可能实现成本的实质性降低。由于电信级网元的特定要求(例如SLA、性能等),目前业界的NFV方案在这几个方面都有较大差距,因此很难体现成本优势。

另外,对于运营商来说,现有存量网元如果为了NFV化而采用NFV技术,为实现云化指标而进行迁移,在网络架构中引入大量定制化和捆绑性软硬件,形成各种“烟囱式”资源池,TCO成本上反而可能更高。即使是针对扩容或者新建(例如提供VoLTE业务的vIMS)而先行部署NFV,成本上是否有优势,目前也是需要商榷的。

业务快速部署限制条件多

除了对降低成本的期望,运营商部署NFV的第二个目标就是实现业务的敏捷部署和弹性伸缩。

业界通常认为,即使成本上不能节省,但NFV可以让运营商变得跟互联网公司一样,即借助NFV实现业务快速部署并升级网络,未来也可以实现迭代式开发网络业务(例如将来引入Docker、Kubernetes等容器技术),能够弹性满足业务发展需要。上述说法听起来很有吸引力,但要真正实现这些优势需要不少条件和限制。

首先,弹性部署与伸缩需求主要针对的还是竞争剧烈、创新性强、业务发展不确定、突发性强的业务,目前运营商存量网元支撑的业务并不具备这些特征。其次,弹性伸缩有一定的技术架构要求,一方面要求云资源具备横向扩展能力甚至是跨DC的扩展以实现真正的全局弹性(否则,在类似CO单节点资源有限情况下,弹性只能是Scale Up,难以实现横向的Scale out),同时业务本身架构也要具备横向伸缩能力,才能真正发挥资源池的横向伸缩能力,目前大部分业务(VNF)仍然是传统的软件架构设计,难以做到Scale Out。

再次,要实现快速部署和弹性伸缩,需要资源池具备一定的规模,具备弹性扩展和按需部署的资源空间,这要求资源全局可调度和部署,对资源布局、网络条件、资源管理和调度(至少在省域内)要求较高。

并且,网络是一种端到端的业务,需要考虑端到端的弹性协同(终端、接入网、城域网、骨干网、核心网/业务平台等),仅是某个网络节点弹性,并不能保障端到端的弹性。

最后,快速部署和弹性需要改变运营商现有的规划和建设模式。NFV下,运营商本质上仍然是采购软硬件部署“网络”,仍然是按照传统规划方式实现NFVI资源和VNF License的扩容,从规划、建设和部署上无法支持所谓的“敏捷和弹性”。

综上所述,NFV作为发展趋势,对于运营商来说,提供了一个“潜力”,在统一云架构部署和升级业务可以比以前更快(理论上可以只升级VNF软件),在理想状态下,可以借助NFV实现网络业务的自动化部署和智能化管理。同时,NFV也为运营商提供了自主研发的可能,创造了网络开放的更好条件,提供了一定的网络平台化和创新增值空间。另外,未来5G、物联网和大视频时代,业务弹性需求可能要高得多,NFV肯定要比现在固化网络更能满足发展需要,因此引入NFV是势在必行。

但是必须强调的是,运营商并非采取了NFV就能实现低成本和弹性能力,仍然要通过规模化、集约化和通用化实现成本降低,在VNF软件架构、云资源池体系甚至端到端网络上实现弹性,同时从网络规划和建设模式进行改变,才能做到真正意义上的“敏捷部署、弹性伸缩”。

总之,运营商应避免为了云化而云化,带来“七国八制”和新的垂直“烟囱式”网络架构,应该在总体架构和引入策略确定的情况下,以规模化、集约化、自动化为目标,把握和控制好NFV引入的节奏。

作者系中国电信北京研究院网络规划中心主任

关键词:云化 网络 部署 VoLTE 业务平台