对NFV网络功能的一些新的认识

NFV(网络功能虚拟化)是5G网络中最重要的技术之一,将传统网元基础设施的软件化,即再通用的架构服务器上部署VNF(虚拟网络功能)来实现传统网元功能,实现的软件与硬件设备的解耦合的目的.通过NFV使得网络设备功能不再依赖于专用网络硬件,极大的降低了运营商得设备投资成本.

整个NFV架构分为几个部分,

NFVI(NFV基础设施)包括物理资源\虚拟化层及其上的虚拟资源,其中物理资源包括计算\存储\和网络三个部分硬件;虚拟化层及其上得虚拟资源,即利用虚拟化技术将硬件通过软件的形式联合在一起统一调配管理.

VNF(虚拟网络功能,也可以称为虚拟网元)其中多个VNF链接在一起形成一个功能功能服务链.称为一种服务(service).VNF主要部署在虚拟机上,为了保持通用性和兼容性,其功能和接口和非虚拟化时保持一致.

EM(element management,网元管理)主要功能同传统网元管理功能一致及虚拟化环境下得新增管理功能.

MANO(NFV Management and Orchestration，NFV管理和编排器)包括NFVO(NFV Orchestrator,网络功能虚拟化编排器)、VNFM(VNFManager，虚拟化网络功能管理器)与VIM(Virtualize Infrastructure Management，虚拟化基础设置管理系统)。

1. NFVO负责网络业务、VNF与资源的总体管理，是整个NFV架构的控制核心。
2. VNFM主要负责VNF的资源及生命周期等相关管理，如网元的实例化、扩容与缩容等功能。

   虚拟网元实例化过程中重要的几个步骤:1明确要实例化哪种VNF;2获取VNF名称,VNF软件的URL;3VNFM根据URL到指定位置下载VNF软件(相当于到应用商店下载软件);4分析实例化这个软件需要的虚拟资源包括虚拟机规格和虚拟机数量;5向虚拟机中安装VNF(和手机安装软件一样);6更新整个网络中虚拟资源数量;

   虚拟网元扩容主要完成虚拟网元对应虚拟基础资源的增删.网元当前所承载业务量对动态反应到虚拟机的负载情况,达到阈值后会触发网元扩容流程.

3. VIM的主要功能是实现对整个基础设施层资源(包含硬件资源和虚拟资源)的管理和监控。此外还有OSS/BSS网元，该网元除支持传统网络管理功能外，还支持在虚拟化环境下与Orchestrator交互，完成维护与管理功能。在NFV网络中，虚拟网元的生成、配置管理、监控、终结等将基本实现全自动化，虚拟网元的自动创建需要依赖NFVO、VNFM和VIM之间的信息交互和API的调用来完成。

其中,虚拟机的自动创建、监控和扩缩容支持两种模式：直接模式和间接模式。

1. 直接模式由VNFM直接与VIM相连执行VM建立的资源分配，VNFM需要与VIM有直接的连接建立。间接模式由NFVO与VIM相连执行VM建立的资源分配，VNFM不需要与VIM有直接的连接建立。直接模式由VNFM调用VIM的资源，对于NFVO来说资源的调用都是通过VNFM获取，本身无法获得资源调用的原始信息。
2. 间接模式则是由NFVO来调用VIM的资源，NFVO能够直接获得资源的调用信息并全局掌控资源的分配，对于运营商网络的NFV来说，间接模式更适合部署的要求。当采用间接模式时，由于NFVO对比VNFM来说，部署的位置更高，可能会出现NFVO与VIM之间的网络故障或者接口调用失败等问题。如果NFVO与VIM间的连接异常或者其调用的VIM相关API接口失败，就会导致建立VM的资源分配失败而使VM无法自动创建成功。