无NFV不5G，6年虚拟化精彩下半场才刚开始

Posted 2021-05-02 网优雇佣军

六年了，我们的爱情，哦不对，我们的NFV。

故事始于2012年10月， AT&T、英国电信、中国移动、德国电信等12家运营商联合发布了一份NFV白皮书。

故事是这样发生的…

从DSL到FTTH，从2G到4G，传统专用电信设备功能单一，软硬件封闭式垂直一体化，运营商每一次网络升级后，各种新老专用设备堆叠，使得网络越来越复杂，机房空间越来越紧张，CAPEX和OPEX成本不断上升，而要管理这些专用设备还得严重依赖设备商的技术支持，运营商感觉自己被“捆绑”了。

于是，这12家运营商决定借鉴一直用于企业IT系统的标准虚拟化技术，提出了NFV概念。

NFV，即网络功能虚拟化（Network Function Virtualization），其基本思想是将网络功能从传统专用硬件设备解耦，将网络功能软件运行于通用的服务器、存储和交换硬件设备上。

通过NFV，不仅可实现软件功能在通用硬件资源间灵活流动，这些通用设备还可部署于网络中的任何位置，从而摆脱传统专用电信设备绑定，利用通用硬件的规模效应来降低成本，并提升网络的弹性和可编程性，实现新业务敏捷部署。

自此，NFV诞生了，像个要拯救运营商于水火的盖世英雄。

由于背后是一批重量级的运营商支持，一时间NFV成为电信业热门词汇，业界很快推出了虚拟化产品，少数领先运营商更是早早宣告已应用于实例，大吊同行胃口。

但随后的NFV发展，却并未走上一路坦途，业界更是传出 “NFV倒下了”的声音。

理想很丰满，现实真的很骨感？6年NFV真的“倒下了”吗？

NFV倒下了吗？

不会倒

与任何新事物诞生一样，一开始总会投来怀疑的目光，甚至是反对的声音，NFV前进的道路上也是如此。

它能保障电信级的性能和可靠性吗? 会不会太复杂？真的能省成本吗？一连串的疑问不断抛来。

这些怀疑合情合理，但不等于事实。

NFV能保障电信级的性能和可靠性吗?

传统电信设备采用专用芯片，软硬件一体优化，且过几十年不断优化和考验已证明性能坚挺，现在要将VNF（虚拟网络功能）运行于通用的x86 COTS服务器上，当网络流量狂增时，这些通用设备性能靠得住吗？

电信业一直高度重视服务质量，在网络可靠性和可用性上比企业IT系统要求更高，而通用硬件的故障率更高吧？NFV能保障电信级的可靠性吗？

我们首先必须承认：

在性能方面，如果单独对比通用硬件和专用硬件，通用硬件会输。经过行业的努力，今天在控制面上基本能力已经达到甚至超过传统控制面的处理速度，但面向未来5G eMBB场景，动辄处理几十Gbps的用户面上的吞吐量，通用硬件的处理能力确实可能遭遇瓶颈。

在可靠性方面，通用硬件更高的故障率确实也为保障电信业务连续可靠的服务质量提出了挑战。

但是，恐怕只是因为我们习惯于传统电信思维才会早早的得出“会输”的结论吧。

不要忘记，NFV有分布式基础设施、冗余和自愈能力三板斧，可实现比传统部署方式更高的可靠性。

在可靠性方面，NFV支持多点多活，共享跨地域分布的池化资源，可构建分布式的快速自愈和容灾容错能力, 从而解决通用硬件比专用硬件更高的故障率挑战，实现不依赖于基础设施的高可靠性。

有句话说得好，2个9的可靠性靠运气，3个9靠堆人，3个9以上就超出了人力所及，考验的就是业务的自愈能力和容灾、容错的架构设计。看来，要满足未来电信业务5个9到9个9的可靠性要求，比如自动驾驶、远程手术等场景，还得靠NFV。

比如，传统典型的“两地三中心”容灾解决方案存在主备关系和优先级差别，实质上是一种简单的资源堆叠，难以保证电信级业务的连续性和高可用性，而NFV架构下的分布式多点多活冗余和快速自愈能力不仅可实现用户“故障无感知”，还能更高效调度资源，提升资源利用率。

试想一下，在传统电信构架下，一个核心网元故障动辄导致几百万人无法通信，未来要保障更高可靠性的5G业务，NFV分布式的基础设施构架有多重要？

事实上，目前行业已达成共识，已证明了NFV引入无状态设计和多点多活冗余能力可为运营商带来更高的可靠性。

NFV会不会太复杂？

答案是肯定的。

NFV将传统电信设备分解打碎，再功能重组，组件众多，可惜都不是即插即用的，要将来自不同供应商的组件集成，并使之最佳的协同工作，必然会增加复杂性，还有那些开源软件集成会更复杂。

与3GPP不同，NFV的世界里还没有统一的标准，这里有不同的标准组织、开源项目、供应商和运营商，这带来了技术碎片化的挑战。

但硬币总是有两面的。

试想一下，传统电信靠一套通用的技术规范或解决方案通吃所有运营商的所有需求和场景，而未来5G是多样化业务时代，每家运营商的业务部署不尽相同，若靠传统“统一模板”的方式，运营商如何实现差异化竞争？

在传统电信模式下，从标准化到实施再到推出业务需花费几个月甚至几年时间，事实证明这种方法过于缓慢，现在的运营商需要更敏捷的办法。

NFV的复杂性是电信业迈进灵活敏捷之路必然要跨越的一道坎，岂能一遇困难就退缩？

NFV真的能省成本吗？

你并不知道NFV会花多少钱？通用硬件真的可以省下不少成本吗？传统电信设备的生命周期至少10年，而通用硬件三年一换，后期的软件和运维费用会不会更贵？软成本是难以量化的吧？

尽管NFV最初就是为了省钱而生，可将来的事确实无法确定，需待时间来证明。

省不省钱难下结论，但可以确定的是，没有NFV，未来运营商难赚钱。

没有NFV，就没有网络切片，没有网络切片，运营商拿什么使能多样化业务？拿什么2B？拿什么抢占5G新业务？

没有NFV，就没有网络自动化，没有网络自动化，运营商拿什么降低日益攀升的运维成本？

NFV倒下了吗？

不能倒

为什么NFV不能倒？底线是：无NFV，不5G。

没有NFV，5G就只能叫5G NR，一个大号版的4G。NFV能为5G带来什么？

NFV是网络切片的“原料”

5G要服务各行各业，使能多样化服务，网络切片是核心技术，而NFV是网络切片的“原料”。网络切片将一张物理网络切成多张逻辑的子网络，分别提供不同的服务，这些服务正是依靠NFV和SDN通过共享的物理/虚拟资源池来创建。

NFV使能网络弹性高效和敏捷性

NFV走出了软硬件解耦第一步，将PNF（物理网络功能）转变为VNF（虚拟网络功能），下一步VNF还要迁移到原生云应用构架，将VNF进一步分解和细粒化，通过软件模块化、轻量化、集成简化等方式来提升业务部署的敏捷性和弹性，从而缩短业务上线时间，以适应5G时代瞬息万变的市场环境，发掘新业务来实现收入增长。

助力运营商迈向自动化和数字化转型

对于大多数运营商而言，引入NFV是一个渐进的过程，虚拟化（从硬件走向软件）只是第一步，终极目标是全自动化的业务开通和自愈自优，实现Zero Touch管理。

应对互联网玩家的残酷竞争

4G时代的教训太深刻了，互联网玩家们正是采用了虚拟化的IT构架，以更敏捷高效的方式抢走了运营商的蛋糕，除非使用相似的技术，否则，运营商难以在激烈的竞争环境下立足。

从自身革新的角度来看，运营商也迫切需要向互联网玩家学习，通过NFV重构网络，以提升效率，激发创新，实现从CAPEX向OPEX模式转型。

然后呢？

架构，架构，架构

自2012年12家运营商联合发布NFV白皮书，5年后，当行业处于5G风口之时，一份由23家领先运营商支持的新版NFV白皮书《NFV White Paper 5G》发布了。

与2012版的白皮书不同，这份NFV 5G白皮书除了关注网络虚拟化本身，更关注5G应用，并提出了Cloud Native（云原生）概念，借鉴IT领域的微服务构架，将VNF进一步细粒度化，以助力5G业务部署更加敏捷。3GPP已定义5G核心网也是基于云原生设计。

Cloud Native，原生于云，它是一套充分利用云环境优势来构建、测试、部署和运行软件的办法，它要求我们从一开始就要设计好软件基础架构。

一个好的架构可以保证NFV电信级的性能和可靠性，一个好的架构可以更好管理网络复杂性，从而构建健壮、弹性、高效和敏捷的网络，从容应对5G时代的多样化业务需求。

NFV是关于软件的世界，在软件领域架构至关重要。不夸张的说，面向NFV未来，软件架构将直接决定未来电信业务的成败。

我们看到，海外百年老店的领先运营商们已经对架构提出了深层次的诉求（如下图），以利用好的架构逐层构建一张健壮、弹性、高效、敏捷的网络。

 

出处：https://www.sdnlab.com/18230.html

健壮的架构

所谓健壮，就是充分发挥NFV分布式基础设施、冗余和自愈能力三板斧，实现比传统部署方式更高的性能和可靠性。

这一点开篇已谈过，对健壮性的怀疑已是昨日黄花。

健壮的网络是地基，地基打牢之后，接下来就要设计好网络的弹性高效和敏捷性，以应对未来5G多样化业务时代。

弹性高效的架构

跨地域共享资源池、基于无状态设计、控制面和用户面分离、MANO管理下的按需自动扩缩容等技术，使能VNF网络功能和服务在资源间灵活流动，并根据业务类型为之按需调度资源，从而构建基于业务感知的弹性网络，灵活高效应对5G网络切片，最终让运营商实现投资收益比最大化。

敏捷的架构

微服务构架使得网络功能可灵活组装、支持业务快速发布和按需上线，灰度发布让新功能特性可在线升级，MANO自治管理可实现业务自动上线…从而实现敏捷响应多样化的业务诉求。

在一个好的架构下，健壮性是基础，弹性高效和敏捷性是运营商在5G时代实现商业价值最大化的利器。简而言之，我们谈论架构的本质，其实就是探讨如何在设计好健壮架构的基础上，有序引入关键技术，进一步实现弹性高效性和敏捷性，平稳走向5G之路，使能运营商商业价值最大化。

NFV不会倒，也不能倒，要我说，NFV真正的挑战不在于技术，技术问题总是能克服的，NFV真正的挑战是电信业自身。伴随NFV而来的是全新的IT环境和文化，这要求运营商在组织构架、文化思维、技能组合等方面要完成一场主动变革，而自我变革总是艰难甚至痛苦的，没有强力的顶层牵引和壮士断腕的决心是很难实现的。

而这场转型将对传统运维运营模式将带来怎样的影响，比如灰度升级能让传统通信人逃离苦逼熬夜升级割接的苦海吗？我们在下一期再继续探讨吧。

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