5G时代的到来,IoT对通信的需求,再加上传统业务的增长和扩展,使得NFV是成为一个巨大的市场。中国电信北研院的专家预计19年到20年,NFV将进入大规模部署的时期。虽然目前的主要需求方为运营商,但是大型的政企客户以及公有云提供商也对NFV的产品有一定的需求。
在当前,传统的核心网升级风险高而且当前的意义不大,而位于三四级网络的BRAS面临着住户变迁,session和带宽利用不均匀,用户业务的快速响应等需求,所以更需要NFV/vBRAS来解决这些痛点。vBRAS是传统BRAS的NFV(NetworkFunction Virtualization)实现。NFV主要的思路是让网络功能和专用硬件解耦,在COTS通用硬件上实现传统网络的系列功能。NFV/vBRAS可以带来如下好处:1)软硬件解耦,使得硬件通用化,简化管理; 2) 资源弹性扩容,可以快速匹配业务变化; 3)满足快速创新
vBRAS主要实现controlplane和user plane的分离。Control plane用VNF实现,各个厂商没有什么异议;对userplane, 传统的BRAS设备提供了良好的带宽和转发性能,而转发性能在NFV/vBRAS而言,成为了最大的瓶颈。对通用的x86的实现,业界普遍认为转发性能难以满足需求。总结起来,现在各个vendor主要有以下几种实现:1)ASIC/NP; 2) FPGA/Smart NIC; 3) dpdk(x86)
三大运行商以及各传统的CT厂商以及新进入者虽然各有各有的动作,但都大同小异。
首先来看三大运营商:
中国电信主导开源了vBRAS的实现以及Reference Architecture.(www.vbras.org.cn), 参与者还有Intel,浪潮,Netronome等。电信给出了vBASE的整机柜方案:控制机柜+转发机柜+VAS机柜(控制机柜负责运行控制面,管理面以及存储;转发机柜负责用户报文转发,采用硬件offload技术提高转发性能;VAS机柜负责增值业务的报文处理,可以采用DPDK软件加速方案)
中国移动实现了ONAP-->vBRAS-CP(control plane) --> vBRAS-UP(user plane)。移动强调与华为,中兴,华三,上海贝尔,赛特斯,烽火通信,锐捷等vendor合作,实现标准化(提交标准或者论文到BBF, IEFT, ONF等组织)
中国联通提出NFV分三个阶段:1)网元虚拟化(基于通用硬件的网元形态的改变);2)资源池化/DC化:实现全局的业务编排调度;3)功能重构,实现基于Cloud Native的组件进化。联通也提到在个别市区进行了试点。
再来看各大厂商:
华为:
华为的vBRAS据称有超过500万行的代码。另外对于vBRAS转发性能问题,华为认为目前的x86的数据转发性能仅是专用硬件的1/10,因此倾向于使用专用硬件来解决。他们的vBRAS方案具有以下特点:1)CP负责资源均衡,提升14%了session的利用率;2)地址实现了全局的池化管理,减少地址浪费;3)控制面通过VM的主备模式,故障后自动拉起的功能实现了高可靠性(考虑到代价高的问题,不使用live migrate);4)兼容现在的BRAS网络,运营商可以平滑演进到vBRAS;5)虚实共管,性能监控和故障报警。
中兴:
中兴认为,城域网的几个需求:带宽需求,每bit的传输成本,时延和丢包敏感,容灾需求,属地化业务。另外运营商可能针对不同的用户(政企,家庭,游戏,个人,IoT)提供正向的差异化服务,因此提出了CO(专用设备,垂直分割,管理困难)重构为DC(通用设备,横向集成,共享开放)。关于数据平面的转发,针对不同的用户需求,中兴支持两种方式:1)高性能转发池);2)x86转发池。
新华三:
强调云网融合,提出了一套vBRAS网络方案:基于spine-leaf 架构,VNF和PNF融合。另外强调三种数据转发技术都在跟进。基于SD-WAN的CER(Cloud Enterprise Router)解决方案支持政企云专线(IPRAN/UTN/PTN接入,专线overlay接入,互联网overlay接入)
烽火通信:
FitNet的5G网络解决方案,强调移动,功耗和延时敏感,简化管理。自身特点:1)光与IP网络的协同SDN解决方案;2)烽火的机顶盒(CDN以及将来的想象空间); 3)边缘计算
Cisco:
考虑到运营商的内部业务需求(vBRAS集中化,vEPC下沉到区县, 资源的集中化)和外部的业务需求(o2o业务,LBS业务,园区企业IT服务),提出了segment-routing解决方案:1)业务提出需求(宽带,时延等);2)应用计算出segment list, 3) 发送给controller 。(取代传统的VxLAN打通的方式)
赛特斯:
纯软件方案提供商。认为在目前商业模式等一切都未定的情况下,采用开放的架构开放的接口,灵活的产品形态(工业级的硬件产品,一体机,VMimage,container image, 支持公有云的部署)与合作伙伴一起提供各种形态的solution. 强调产品的可靠性通过主备倒换,无状态的转发迁移来实现。
Intel:
跟踪CORD解决方案,认为现在的2 Socket的服务器的IO设备不平衡可能带来性能的影响。
FortVille网卡:支持DynamicDevice Personalization,可以通过重写硬件Firmware来支持新的协议,适用于PPPoE的封装解封装等场景
另外,他们的DPDK测试结果表明:从1到4 core进行包的转发,速度基本达到线性增长
小结一下:
1)NFV目前还在市场培育阶段,产品形态以及商业模式目前还不清晰。(虽然整机柜方案被多次提到)
2)目前的技术下,纯软件的NFV的转发平面是性能瓶颈,需要硬件进行offload或者加速。
3)NFVi提供的硬件或者软件加速方案需要VNF才能体现出效果
4)传统的CT厂商倾向于VNF控制面+物理设备转发的方式。与传统的PNF的兼容和管理可能是CT厂商的另一个优势。
注释(来自百度):
BRAS: Broadband Remote Access Server
面向宽带网络应用的新型接入网关,它位于骨干网的边缘层,可以完成用户带宽的IP/ATM网的数据接入(目前接入手段主要基于xDSL/Cable Modem/高速以太网技术(LAN)/无线宽带数据接入(WLAN)等),实现商业楼宇及小区住户的宽带上网、基于IPSec(IPSecurity Protocol)的IP V**服务、构建企业内部Intranet、支持ISP向用户批发业务等应用