宽带网络虚拟化：与Tom Cloonan和David Grubb面对面

Posted 2021-05-02 康普中国

宽带网络的未来：快速、无处不在、可靠且日益虚拟化。

根据Dell'Oro的预测，全球虚拟CMTS/CCAP市场收入将从2019年的9,000万美元增长至2024年的4.18亿美元。尽管网络虚拟化仍处于最早期的部署阶段，但许多运营商已开始制定相应的战略，对其宽带网络中的一个或多个组件进行虚拟化。

我们有幸邀请到了康普宽带网络业务的两位高管：首席技术官Tom Cloonan和工程高级副总裁David Grubb，二位为我们介绍了有关虚拟化的最新进展。我们探讨了诸多话题，包括：什么是虚拟化？虚拟化为何对运营商如此重要？运营商决策背后的驱动力又何在？

什么是网络虚拟化？

简而言之，网络虚拟化就是通过创建软件功能，以替代原本网络内部物理组件上的硬件功能。例如，虚拟化软件可替代原本驻留在物理网络中的管理平面功能、控制平面功能和数据平面功能。

然后，可以将虚拟化功能重新部署到前端或数据中心中的运营商私有云环境中，在某些情况下，还可以将其迁移到公共云环境中，例如：Amazon Web Services(AWS)、Google Cloud和Microsoft Azure。

通常，虚拟化软件的目标是在现成的商用（COTS）x86服务器平台上运行。它也可以在虚拟机（VM）环境中和/或基于容器的环境中独立运行。

网络虚拟化优势何在？

虚拟化网络功能具有多方面的优势：

1

横向扩展

使运营商能够借助横向扩展技术来扩展网络容量，并按需添加新的服务器。

2

纵向扩展

使运营商能够利用服务器平台内处理器性能的提高，受益于处理器的纵向扩展。

3

模块化架构

虚拟化和开源代码在网络软件社区中都日益受青睐，因此许多虚拟化软件解决方案将使用一些开源代码和开放API，使运营商能够更轻松（且更快）地自行添加功能。运营商还可使用已公开的API，雇用传统IT专业人员来开发这些面向网络的功能。

4

提高创新速度

模块化设计结合持续集成和交付（CI / CD），就能快速地开发、测试并试用新功能。如果能够证明新功能是成功的，则可迅速在整体部署范围内推广应用。

5

分析

通过虚拟化，就能够收集更多网络数据，并基于这些数据展开更多的分析，从而提高用户的体验质量（QoE）。

6

自动化

虚拟化（与人工智能软件结合使用）也为将来的头端完全自动化开启了大门。

7

降低成本

COTS服务器平台结合虚拟化环境，还能随时间推移逐步降低成本。

8

处理弹性

由于虚拟化软件是在通用处理器上运行，因此可在不同的时间点，将相同的处理能力重新用于不同的应用程序，以充分全天网络负载的变化。

向虚拟化网络过渡需要经过哪些步骤？

每家运营商都会按自己的速度进行过渡，各自选择进行虚拟化的元素也会有所不同。

虚拟化可用于管理平面、控制平面和数据平面，也可独立应用于网络中的不同应用程序（如视频与数据）。运营商可选择其中之一、之二或所有区域进行虚拟化。例如，虚拟化可用于DOCSIS、视频传输、PON、以太网、Wi-Fi、LTE、5G或CBRS。

任何最后一跳（last-hop）技术都能够将某些功能虚拟化。但大多数运营商在向虚拟化过渡的过程中，可能会选定某一种技术。在网络应用程序中，虚拟化的同时通常会伴随着“解耦”，以创建更为模块化的架构，例如CCAP迁移到DAA。

接入网的虚拟化要求运营商规划新的网络组件和数据通路。早前封装在底板中的功能会被一种称为融合互联网络（CIN）的IP交换层所取代。一些功能可能仍需作为物理网络元素而存在。运营商必须明确选择要保留的功能，以及要转为虚拟形式的功能。

接下来是流量工程，为向所有用户提供合适的高体验质量QoE端到端解决方案，流量工程非常重要。流量工程与虚拟化解决方案架构之间的关系意义重大。我们建议运营商在规划这些更改时，选择在流量工程方面具备深厚专业知识的、强大的供应商合作伙伴。

一旦运营商确定了新的网络架构，实验室测试验证是必不可少的。只有在实验室试用取得成功之后，运营商才能开展首次现场试用。现场试用成功之后，便可以开始全面部署。

对于不同规模的运营商，过渡阶段有何不同？

如今，实施虚拟化的运营商采取的方式有很多种。

规模较大的运营商往往拥有较大的软件团队，这样的团队就能提供一些虚拟化软件功能，例如可用于启动并监视其他软件容器运行状况的编排功能。规模较小的运营商往往更为依赖于为其提供所有虚拟化软件子系统的供应商伙伴。

无论哪种情况，对于运营商来说，依赖于一家供应商提供主要的解决方案，或与多家具备互通性的虚拟化解决方案供应商合作，都是很有帮助的。

对于哪些组件运营商应首先予以实施虚拟化（最高ROI/优先级）？

这是唯一需要每家运营商各自做出的决策。但当前许多运营商倾向于选择以下两种方式中的一种，以构建DOCSIS分布式访问架构（DAA）解决方案。

一些运营商有意采用虚拟化核心和远端PHY设备架构，该架构倾向于将管理、控制、以及数据平面功能（对于DOCSIS MAC）进行虚拟化。其他运营商则有意采用灵活的MAC架构（FMA），在MAC Manager中实现管理和控制平面功能的虚拟化。

两种方法都在很大程度上有赖于虚拟化软件的使用，可为运营商提供明显的优势。

对于视频，无论选择两种数据通路中的哪一种，由于两种系统中的边缘QAM功能都会从前端迁移到光节点，因此都需要进行更改。整体规划中很重要的一方面在于选择一种能够最大程度提高灵活性的视频虚拟化方式。

康普的虚拟化解决方案与竞争对手相比如何？

康普的产品组合中包括诸多虚拟化平台。有些已正式推出，有些正在开发中。完整的端到端网络产品解决方案，以及一系列良好互通性的虚拟化平台是使我们成为当仁不让之选的原因之一。

目前，我们在多个运营商网络中使用的虚拟视频应用案例包括：用于交换数字视频的Vertasent，用于IP视频广告插播的MDC，以及用于MPEG传输流处理的VUE。

在DOCSIS领域，康普的虚拟化解决方案包括vManager和vCore平台，它们通过融合互联网络中的康普ICX交换机，可连接到康普光站中的康普远程R-PHY设备。该端到端解决方案在20多年的实际部署历程中，经过了充分的测试和现场的考验，能够提供可靠的性能水平。

康普虚拟化解决方案中，许多久经考验的软件都已经过重构，可在COTS服务器中使用。该解决方案还利用了微服务技术，使代码的维护和升级更快速且更轻松。最终的平台无疑将在未来COTS服务器平台中催生行业领先的密度和规模。康普还利用自身多项创新成果，在设计中开发强大的弹性功能，将电信级性能带入了DOCSIS领域。

我们经过现场考验的代码确保了我们在与一些全球最大的运营商进行虚拟化解决方案试用时，运行相当稳定，并且我们还在持续新增功能，实现扩展。其中许多功能将在今年下半年和2021年投入部署。

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