云环境中软硬件应用推动SDN与NFV发展

对于云计算产业,我们一直在关注私有云和公有云架构等技术,关注如何尽可能地优化规划、设计和开发这类技术,以更好地提升无线和物联网世界。

不过,一直以来我们都没有详细探讨过硬件与软件在云环境中的性能到底多么糟糕。我希望讨论一下这一产业所面临挑战和能够为广域网(WAN)带来创新和变革的潜在解决方案,以及人与人交互界面和人机界面的自动化问题。

目前,软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)这两种技术几乎在所有研讨会上和出版的白皮书中都有讨论。尽管不同的厂商会在结构上有所调整,但是很明显他们都将竞争目标锁定在了移动运营商网络或固网的某些方面。那么这些技术必须要解决哪些问题?我将为大家谈一下我的看法:

SDN必须要利用开放型北向接口的开发创建一个更为灵活的网络,以支持推动电信运营商缩短其服务的上市时间,并通过将网络组件的作用放在传递流量上来降低网络服务投资支出和运营支出的单位成本,让更多宝贵的人力成本用于建立、保护、恢复或部署新的连接服务等方面。

NFV则必须通过替换掉客户本地的DVR、存储、防火墙等专用硬件/软件后,让电信运营商能够提供新的服务和增量收入。

另一方面,云计算必须要让企业能够通过利用共享和可扩展的计算资源、硬件、软件,以降低投资开支和运营开支的单位成本。

这类技术通常还做出了以下一些承诺:高性能、高可靠性、高扩展性、客户可自行部署的丰富功能集、极快的部署速度。上述承诺可以提供更出色的总拥有成本(TCO)和更低的运营开支。并通过采用与硬件无关的模式或独立模式,可以进一步节约成本。

SDN、NFV乃大势所趋

大约在十年前,我曾经预测21世纪的主要竞争领域是软件,而不是硬件。尽管也需要硬件,但通过SDN和NFV等顶尖新技术优化上述五大功能,则有赖于软件功能。

正在日益复杂化的问题是:企业客户的网络和应用并不是专门针对多租户、按使用付费或按需服务而设计的。但SDN和NFV却是针对这些功能设计的。这意味着企业高管必须要启动向SDN和NFV过渡的企业级项目,以确保在替换从移动接入点到有线及广域网网络边缘设备的同时,企业业务能够获得更高的收益。

SDN自2006年就已经出现,实际上并不是一种新技术。自从利用Class 4/5交换机创建大型集中式办公室的概念在进入21世纪后被放弃以来,它们一直被用于提升数据中心性能。

不过,要想通过SDN创建一个高灵活性网络还有很长一段路要走。目前,传输网络的可管理性与部署在其上面的云服务的灵活性不匹配。这两个部分必须要融合在一起,才能够为上层服务提升灵活性。为什么在电信运营商网络上创建一个新企业客户要花费数周甚至数月的时间呢?为什么创建一个满足特定需求的高速端对端连接需要花上数周时间呢?SDN必须要设法解决这一问题。

相反,NFV是在2010年至2012年之间被提出的。其主要目的是提高服务上市时间和网络灵活性,让运营商以更低的运营开支向云计算平滑过渡。在我看来,这个领域将是NFV的天下。对于存储、防火墙和DVR等本地服务来说,无论是现在还是未来,NFV将让服务提供商有机会向客户和企业提供对他们均有利的解决方案,例如,提供既降低成本又提升服务质量(QoS)的交钥匙式解决方案。

SDN和NFV的最初应用在过去几年中已经发生了很大改变。SDN将重点主要放在了云编排和网络连接方面,NFV则将重点放在了基于IP的协议和诸如DNS、DHCP、DPI、防火墙、网关和流量管理等功能上。

在我看来, NFV已经接管了SDN中的4-7层功能,这主要是通过提供更低的资本开支和缩短部署周期,创建具有竞争力的第三方应用提供机制,引入控制抽象层等举措实现的。其中,引入控制抽象层是为了促进运营商所需要的创新力,以便运营商与上层应用厂商展开竞争。

我们还注意到,这个新世界需要网络中几乎所有的API层——从接入层到内核都保持开放性。为了适应SDN与NFV,这一传统系统和程序所存在的问题需要做出改变。对于移动和Tier 1有线运营商来说相比,这一点更为关键。

实际上,这需要将所有使用传统系统的模拟处理方式调整为数字化处理方式。相比之下,NFV更容易适应些。实现这一过渡可能至少需要数年时间。问题是,为了在全球展开竞争,移动网络运营商和Tier 1运营商是否能够耐心等待这么这么长时间——直到NFV和经过最佳优化处理的全套解决方案部署。我猜他们不会耐心等待,向NFV过渡的时间必须要更快才能保持竞争力。

循序渐进

来自厂商和运营商方面的大量创新需要被转化为实际且具有可操作性的计划,以最终改变我们在广域网(WAN)已经延用了数十年的架构和经验。现在已经到了将新的革命性技术引入到这一领域的时候了,尤其是在4G LTE的创新中更是如此。网络中数以十亿计的设备加剧了这一改变的复杂性,同时也需要更快的整合速度。

我相信,如果我们考虑SDN的集中控制平面架构和NFV的虚拟化特性,那么我们会允许网络管理员将网络资源放置在能够以最小代价提供最佳客户体验的地方。与此同时,这些网络管理员还能够尽量降低程序中每一个环节的变动幅度,特别是在无线领域。这可能还意味着我们需要通过利用基于策略的管理和基于设备与网络的人工智能手段,将资源放在网络边缘。

IT部门的角色可被简单地定义为拟定高级配置与策略说明,这些规则会通过Open Flow传递到分布式基础设施当中。这一举措使得每次添加或移除终端、服务或应用时,或者是调整策略时,无需再重新配置网络设备。这是我在十年前就梦寐以求的情形,因为这样可以以更短的周期和更低成本引入更多的创新。今天SDN和NFV的使用与和谐工作终于让这一梦想成为了现实。

现在,我们将对运营环节进行测试,评估出最适合NFV/SDN的应用。考虑到整个行业的情况,我的首要选择是:

·用户端设备

·服务保证、SLA (服务等级协议)监控

·网络策略控制与计费

·隧道网关

·流量管理,包括利用海量数据实施的深度包检测

·VoIP信令

·网络工程与优化

·基于网络的安全措施

无线网络首先被转换的部分几乎不涉及数据中心且均能够忍受延时。对于移动网络运营商来说,策略和授权以及与这些核心事务相关的东西需要率先运行SDN和NFV。

很明显,从运营的角度出发,所有基于网络的功能都能够被虚拟化。尽管如此,我还是推荐根据现有的传统系统和数据库的规模按轻重缓急进行安排,先让它们发挥最大价值,然后逐步实施虚拟化,直到整个网络完全做好了部署NFV的准备再说。

我们对数据平面工作负载的了解通常是仅限于I/O或和内存。正如我之前提到的那样,软件层主要是配置方面的工作,因此有许多相关标准如ETSI GS NFV-PER等正在制定中。目前许多厂商已经做好在该领域内大干一番的准备。

对于移动网络运营商来说,最重要的是要在CIO驱动下,由专业NFV团队的帮助实施部署。首先需要做的工作是探索新架构的可能性,以及如何让模拟方式转换为数字方式。然后这些理念必须要与大量尝试和验证结合起来,通过分析找到部署的最佳模式。在NFV领域,你可能只有一次真正实施部署的机会,但你拥有许多次用于找到最优化解决方案的测试机会。

我的最终想法和建议是询问你的团队,如何让SDN和NFV功能在一起和谐工作,这包括在公有云和私有云的数据中心内,以及从编排、自动化到混合云模式之中如何同时使用SDN和NFV。另一个挑战是让硬件和软件连接更具灵活性,让人对人和人对机界面实现自动化,以充分利用终端设备、移动设备和物联网快速发展所创造的机遇。

如果这一计划被完美地执行,那么所有的移动网络运营商都能够在部署当中获得最佳成本、性能和时间周期,同时保持更低的资本支出。在迈向万物互联的过程中,实现了这些目标的下一代网络将在创新中发挥重大作用,并帮助我们在至2020年由于实现万物互联而新增的19万亿美元营收中占据更大的份额。

原文发布于微信公众号 - 云计算D1net(D1Net02)

原文发表时间:2014-08-21

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