核心网虚拟化管理解决方案

　核心网虚拟化管理面临的挑战　

       随着电信行业竞争加剧，传统的电信运营商越来越受到OTT厂商的挤压；多媒体应用快速增长，语音收入增长随之放缓，造成利润下滑；移动数据业务激增，需要投入大量资金升级基础设施。为了解决上述问题，降低电信运营商的CAPEX和OPEX，电信行业研究IT成熟的虚拟化技术，并将之引入到电信行业。

　　核心网引入虚拟化后，核心网系统管理方式面临诸多挑战，主要表现为如下几个方面：

　　●   核心网虚拟化系统由物理设备、虚拟设备、网元应用等组成，这些资源分别属于物理层、虚拟化层和网元应用层管理，各个层面的管理软件可能来自不同的厂商。如何有效协调和监控管理，并方便运维，是一个需要解决的问题。

　　●   核心网虚拟化系统如何统一编排资源，快速自动部署到云平台，是一个挑战。

　　●   核心网虚拟化系统根据当前业务流量的变化动态调整虚拟资源的占用。动态调整的策略管理，以及资源动态调整引发的资源管理问题，都是需要关注的问题。

核心网虚拟化管理解决方案

　　中兴通讯核心网系统虚拟化管理的架构如图1所示。

　　根据ETSI NFV架构，系统相对应物理网元增加了MANO（Orchestartor、VNFM、VIM）域的管理。虚拟化引入到核心网系统后，划分为四层管理：物理层、虚拟层、网元应用层和服务管理层。

　　●   物理层

　　虚拟化环境的硬件COTS服务器、网络交换机、存储磁阵等通用硬件的管理，可以通过物理设施管理软件（PIM）实施。目标是为虚拟化层提供统一、稳定、可靠、高效的物理基础设施。

　　●   虚拟层

　　虚拟层支持KVM、XEN、EXSi等虚拟机监视器（Hypervisor），虚拟化管理平台（VIM）也呈现多样化，有OPENSTACK、VMWARE、TECS等。目标是为应用层提供虚拟化的硬件设施，为应用层软件提供高效、可靠、可管理的运行环境

　　●   网元应用层

　　网元应用层支持EPC、IMS、EMS等核心网网元的虚拟化应用。新引入VNFM模块，负责虚拟化网元的生命周期管理，包括自动部署、弹性伸缩等，配合Orchestrator完成虚拟化后网络服务的编排。

服务管理层

　　服务管理层，主要包括OSS/BSS、Orchestrator。新引入Orchestrator模块负责虚拟化网络服务的编排功能，包括核心网网络服务的生命周期管理、网元的生命周期管理、网络服务策略管理和全局资源编排等功能。

　　核心网虚拟化系统分层后，每一层负责归属的资源管理。物理层资源通过PIM管理，虚拟化资源通过VIM管理，核心网网络服务的编排和部署通过Orchestrator和VNFM协作完成。网元业务层的资源管理通过EMS管理，OSS/BSS作为综合网管的角色，全局监控业务层面的告警和性能统计等。物理层和虚拟化层告警通过VNFM上报给EMS，网元业务告警和虚拟化层告警通过EMS关联分析，上报给OSS/BSS，从而达到统一定位告警的目的，解决各层故障协调困难的问题。

核心网虚拟化管理方案价值

　　中兴通讯核心网系统管理解决方案包括核心网网元管理、云平台管理和硬件管理等关键支持要素，具备以下特点。

　　●   标准化

　　2012年10月，AT&T、英国电信、德国电信、法国电信Orange等7家运营商在欧洲电信标准协会（ETSI）成立了网络功能虚拟化标准工作组NFV ISG（Network Functions Virtualisation Industry Specification Group），目前已有超过50家网络运营商、电信设备供应商、IT设备供应商，以及技术供应商参加。

　　NFV工作组的研究目标主要是希望通过广泛采用标准化的IT虚拟化技术，采用业界标准的大容量服务器、存储和交换机承载各种各样的网络软件功能，实现软件的灵活加载，实现在数据中心、网络节点和用户端等各个位置灵活的部署配置，从而加快网络部署和调整的速度，降低业务部署的复杂度，提高网络设备的统一化、通用化、适配性等，最终降低网络的Capex和Opex。

　　中兴通讯核心网虚拟化系统管理架构符合ETSI相关的系统架构标准。

　　●   开放性

　　核心网虚拟化系统管理架构采用分层管理。物理层使用COTS刀片、交换机、磁阵等，硬件管理软件独立监控物理设备。云平台支持OPENSTACK、VMWARE等，也支持其他类型的云平台。核心网支持EPC、IMS、EMS、VNFM等网元应用软件，网元提供开放能力与VNFM交互，提供可编排的网元服务；VNFM提供开放REST接口，支持与第三方厂商Orchestrator对接。综合网管支持OSS/BSS，EMS支持与第三方厂家的OSS/BSS对接。Orchestrator遵循ETSI规范，提供开放REST接口，与VNFM对接。由于各层之间接口能力开放，为运营商运营和硬件采购提供了更多的选择，系统开放性和兼容性强。

　　●   自动化

　　核心网虚拟化后，网络服务和网元管理自动程度显著提高。网络服务生命周期管理、网元生命周期管理等整个过程都自动化完成，从物理网元时代的几周甚至几个月，到虚拟化时代的几十分钟甚至十几分钟，极大改善了运营商开通新业务的需求，降低Opex。

　　●   智能化

　　核心网虚拟化后，设定系统资源使用的策略，在Orchestrator上可以动态观察当前资源的使用情况。在业务流量低的情况下，可以减少资源使用，在业务流量高的时候，可以占用更多的资源，满足业务需求，从而动态调整资源的使用情况，达到资源合理利用和释放，降低能耗，降低Capex。

客户收益

　　通过部署中兴通讯核心网虚拟化管理解决方案，运营商可以得到以下收益。

　　●   集中监控、分层管理，简化运维

　　系统资源集中监控，在Orchestrator提供统一的全局资源管理视图，监控虚拟资源和物理资源的配置、告警和性能等。在OSS/BSS/EMS层面提供网元业务层面的资源监控。各层分别提供独立的维护界面，独立运维，分层管理，满足运营商分层维护的方式。

　　●   网络服务一键管理，缩短运维周期

　　核心网网络服务管理只要通过界面，一键完成虚拟化的网络服务管理，包括部署、扩容和业务编排等，极大简化核心网虚拟化系统的运维过程，减少系统的开通和扩容周期，助力运营商快速开通新业务，降低运维成本。

　　●   支持网元弹性伸缩策略，降低设备Capex

　　系统运行时，按照业务量动态合理调配资源的占用，减少资源占用和能源功耗，降低运营成本，节能减排，降低设备Capex。