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通用服务器选型的研究

2017/5/19    来源:吉林吉大通信设计院股份有限公司高级工程师    作者:于富东      
关键字:服务器  运营  
随着移动互联网应用和OTT业务的蓬勃发展,电信运营商一直秉承的“高可靠、高性能”发展路线开始向“追求网络功能的多样性和灵活性”的目标转变。
    1:引言
 
    随着移动互联网和OTT(Over The Top)产业的迅猛发展,电信运营商的量和收的剪刀差日益增大,其一直秉承的“高性能、高可靠”的发展路线向“追求网络功能的多样性和灵活性”目标转变,进行“去电信化”的变革,以加快业务开发和上线运营的进程,同时提高网络资源的利用效率,降低运维成本以增强竞争力。
 
    传统的电信网络架构是20世纪90年代以电话业务为主的时代确立的。当前,伴随着数据流量的爆炸式增长,传统电话业务的流量占比越来越低,传统的电话窄带交换网络与大数据、高带宽的流量经营需求成为运营商业务面对的主要矛盾,业已激发大量问题,主要体现在以下几个方面:
 
    (1)网络复杂且与业务相关性强,每一种新业务的引入都需要新建一张承载网络,而且通常是由功能单一、价格昂贵、不同厂家独立的硬件设备构成。
 
    (2)网元设备使用软硬件一体化的封闭架构,导致设备日益臃肿、扩展性受限、功耗大、功能提升空间小、技术进步慢、价格昂贵、厂商锁定。
 
    (3)网络和业务相互割裂,缺少协同,业务不了解网络的资源使用状况,网络无法适应业务动态的资源需求,造成资源不能共享、业务难以融合。
 
    (4)维护成本居高不下,网络中存在大量不同厂商、不同功能的设备,在部署中需要实现多厂商设备的集成、互通、维护和升级,很难降低成本。
 
    (5)不同厂家的设备内部均存在私有接口和协议,严重阻碍了网络演进的进程和新技术、新功能的部署。
 
    因此,需要从根本上打破现有网络的封闭架构,来动态快速地适应互联网业务的承载需求。NFV (Network Function Virtualizotion,网络功能虚拟化)是IT(information Technology,信息技术)和CT(Computer Technology,计算机技术)技术结合的产物,其目标是通过软件和硬件的解耦及功能抽象,采用虚拟化技术改变传统电信网元从硬件到软件都由单一厂商实现的方式,网元以纯软件的形式运行在虚拟化通用硬件平台(如x86)上,这样既可以自由升级软件或者安装新软件来提供新的功能和业务,也能够根据硬件技术的进步,自由升级硬件,享受摩尔定律带来的性能和成本优势,增加运营商网络灵活性、实现更高效的网络建设与运营、加快业务上线速度,更好地提升用户满意度。
 
    2:运营商网络引入NFV的驱动力
 
    进入4G时代,数字化、海量连接等思想逐步纳入到网络建设的需求,运营商直接面临着流量/连接数快速增加、用户体验高要求和新业务不断涌现等问题。
 
    在流量方面,运营商网络的流量将会有爆炸式的增长,预计2016年全球将会产生超过1ZB的网络流量(1ZB=109TB);在连接数方面,预计到2020年全球将有接近2000亿个物联网终端连入互联网;在用户体验方面,可以归纳为5个特点:按需定制、全在线、实时、自助服务、社交分享。在此情况下,运营商需要更加注重用户的体验和感受,并与用户进行交互。在业务方面,传统语音等业务占比必然会逐步下降,未来收入将与数据业务进一步紧密联系,云服务、IOT、高清视频将是未来的热点业务。
 
    新的业务带来了对网络新的驱动力,除了降低网络成本,未来网络架构建设的需求还包括:
 
    (1)敏捷:能快速支撑业务多样化、弹性化的需求。
 
    (2)创新:能引入第三方公司配合进行业务创新。
 
    (3)安全:满足高安全性的要求。
 
    (4)经济:可实现自动化部署,减少OPEX (Operating Expense,运营成本)的需求。
 
    (5)开放:标准开放的解决方案,保持选择灵活性的需求。
 
    NFV(Network Function Virtualization,网络功能虚拟化)建立在虚拟化和云计算技术基础之上,其核心是实现软硬件的解耦和自动化部署,在网络建设、运维、业务创新以及构建开放生态系统等方面都会为运营商带来巨大的收益,因此成为构建未来网络体系架构的关键技术。
 
    在网络建设方面,由于NFV(Network Function Virtualization)采用云计算技术,利用通用硬件构建统一的资源池,可以获取IT(Information Technology)界规模经济效益,降低硬件成本,同时可以根据业务的实际需要动态按需分配资源,实现资源共享,有效解决业务潮汐效应下资源利用率和能效低的问题。在运维方面,自动化集中式的管理可通过以下几个层面获得高效运维。
 
    ●硬件单元管理自动化
 
    为获得NFV在运维成本上的优势,运营商需要部署高性价比、批量生产的硬件。通过这一方式,不必再对单一的组件进行维修,而是让其退出服务并替换。NFV硬件单元应能快速完成引导和配置,且大部分工作都可在远端进行。
 
    ●应用的生命周期管理自动化
 
    NFV软硬件解耦特性带来更高效的生命周期管理过程。在最佳情况下,仅需点击按键,即可将新业务部署在指定的位置,而无需采购和安装新设备,包括上线、部署、修复、升级/打补丁、下线等。
 
    ●网络自动化
 
    NFV与SDN(Software Defined Network,软件定义网络)结合,借由后者可以提供增强的网络可编程能力,同时能够捕捉到NFV的网络需求并按需自动创建网络能力,这可以帮助运营商解决当前网络劳动密集所带来的问题和优化配置流程。
 
    在业务创新方面,基于NFV架构的网络中,增加新的业务节点变得异常简单,不再需要复杂的工勘、硬件安装过程。业务部署只需申请云化资源(计算/存储/网络),加载软件即可,网络部署变得更加简单。同时,如果需要更新业务逻辑,也只需要更新软件或加载新业务模块,完成业务编排即可,不再需要传统电信网络中软硬件同步升级甚至更换的繁琐操作,业务创新变得更加简单。
 
    在开放生态系统建设方面,传统电信网络专有软硬件的模式,决定了它是一个封闭系统。NFV架构下的电信网络,基于标准的硬件平台和简化的软件,更易于开放平台和接口,同时引入第三方开发者,使得运营商可以共同和第三方合作伙伴共建开放的生态系统。
 
    3:虚拟化通用硬件选型的探讨
 
    基于云计算的未来移动通信网络选择以NFV/ SDN(Network Function Virtualization/Software Defined Network)技术为核心,通过API(Application Programming Interface,应用程序编程接口)开源的方式向外开放建设,根据业界的一致观点,将采用通用的硬件统一部署。然而,从传统电信运营网络、互联网运营系统综合来看,主要有刀片服务器、机架式服务器两种,以下将从多个角度对比分析,阐述虚拟化通用硬件选型的方案。
 

责任编辑:李欢
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