為什么在NFV中采用分布式非常重要

2015-04-03 14:42:52 作者：來源：CTI論壇評論：0 　點擊：

　　網(wǎng)絡(luò)分流

　　過去，網(wǎng)絡(luò)中占主導(dǎo)的是語音流量，但今天，視頻和數(shù)據(jù)流量占據(jù)了網(wǎng)絡(luò)容量的絕大部分[1]。二者都得益于分布式架構(gòu)，但原因不同。將視頻內(nèi)容從集中式的源向各用戶發(fā)送，效率低下。解決這種效率低下的主要手段是內(nèi)容分發(fā)和組播，二者都得益于層次化、分布式的架構(gòu)。

　　延遲和抖動

　　集中化部署的一個明顯問題是信號延遲。在電信網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)以光速傳播，雖然很快，但經(jīng)由長距離后，仍然會有可感知的延遲。其他潛在因素是由交換機、路由器和沿途的其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所引起的。

　　相對大比例的延遲發(fā)生在有線和無線接入網(wǎng)絡(luò)。光纖接入所引入的延遲最小，而移動網(wǎng)絡(luò)會導(dǎo)致高達(dá)數(shù)百毫秒的環(huán)回延遲。

　　但對于語音業(yè)務(wù)或任何諸如視頻會議等全雙工、實時性的流量而言，延遲并非唯一的關(guān)鍵因素。抖動（時延的變化）也要包括進(jìn)來。在有抖動的情況下，要重建一個連續(xù)的話音流，就需要在目的地對信號進(jìn)行緩沖。如果抖動值較高，緩沖將在雙向通信中導(dǎo)致反常的延遲。

　　可靠性和可用性

　　對網(wǎng)絡(luò)資源做分布式部署的其他原因還有業(yè)務(wù)可靠性和可用性。其中一種類型的風(fēng)險是”smoking hole”場景或者一些大型的地域上所定義的災(zāi)難。例如2011年日本東北部地區(qū)的海嘯，促使運營商從頭審視和改變其災(zāi)難保護(hù)方式，以便在未來類似情況中減少所受的影響。

　　分布式為事故中受影響的用戶快速恢復(fù)業(yè)務(wù)。其不必是大量、小節(jié)點的方式。它們應(yīng)該是各自獨立、地理上相隔足夠遠(yuǎn)（超過1000公里），以便不會全部在同一災(zāi)難中受到影響。

　　安全和法律法規(guī)方面的考量

　　分布式在提升安全性方面既是風(fēng)險，又是機會[2]。由于有更多的部署地點和網(wǎng)絡(luò)連接可被攻擊，分布式網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險可能更高。一旦攻擊者潛入一個地點，他們可能會延伸到其他地點，甚至攻擊關(guān)鍵的管理和編排功能。

　　反過來，分布式也可能弱化風(fēng)險。仔細(xì)規(guī)劃的分布式NFV應(yīng)用能隔離本地攻擊，使得絕大部分用戶和節(jié)點不受影響。如果安全措施正確、到位，攻擊可被自動檢測到，受影響的網(wǎng)元會被隔離和修復(fù)，而其余網(wǎng)元繼續(xù)運作。

　　在國家或國家聯(lián)盟一級，政府的法律法規(guī)可能是采用分布式的另一個原因。除可靠性和可用性之外，重要的基礎(chǔ)架構(gòu)也必須留在國內(nèi)，歐盟中，認(rèn)證服務(wù)存儲個人數(shù)據(jù)就是這樣一個例子。

　　需要分布式架構(gòu)的業(yè)務(wù)舉例

　　基于所述原因，大多數(shù)現(xiàn)行的NFV部署都要求運營商為某些業(yè)務(wù)將虛擬化功能分布部署在不同地理位置。正如前面所提到的，大多數(shù)運營商還運維著接入網(wǎng)，固定和無線接入網(wǎng)在布放位置方面的靈活性很有限。

　　移動網(wǎng)絡(luò)的趨勢是使用微基站和傳感器網(wǎng)絡(luò)來提升覆蓋和容量，這就意味著網(wǎng)元比以往更加靠近用戶。而移動網(wǎng)絡(luò)（甚至LTE）中的延遲，要求某些業(yè)務(wù)高度分布化。其他功能 -姑且稱之為業(yè)務(wù)功能 – 除了采用貼近用戶之外，有更多的靈活性和可變因素，用以決定采用何種規(guī)模的分布式可達(dá)到用戶體驗與成本的最優(yōu)化平衡。

　　視頻業(yè)務(wù)和虛擬內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)（vCDN）

　　今天，用戶業(yè)務(wù)所消耗的大部分網(wǎng)絡(luò)容量都用在了視頻下載和流媒體上。這也是增長最快的業(yè)務(wù)，并且給當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)帶來越來越大的壓力。

　　視頻分發(fā)網(wǎng)（CDN）是分流國際和某些廣域網(wǎng)視頻流量的最重要的方式。CDN將內(nèi)容緩沖在距用戶較近的地方，而不是從一個集中的服務(wù)器重復(fù)的傳送流或下載同樣的內(nèi)容。通過使用定制的CDN或?qū)⒁曨l平臺分布式部署，將內(nèi)容緩存在相比目前距用戶更近的位置，視頻點播在網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生的流量可被進(jìn)一步減少。

　　虛擬化無線接入網(wǎng)（vRAN）

　　vRAN是ETSI NFV行業(yè)規(guī)范組指出的對時延最敏感的NFV應(yīng)用之一。RRH和BBU間的信號延遲應(yīng)該在幾微秒到幾毫秒的范圍內(nèi)。

　　虛擬化用戶前端設(shè)備（vCPE）

　　個人用戶和企業(yè)的CPE，例如DSL路由器、防火墻和機頂盒是數(shù)量最為龐大的網(wǎng)元。運營商對于將CPE功能虛擬化產(chǎn)生興趣，因為這樣可以避免成本高昂的上門服務(wù)式維護(hù)和升級。

　　當(dāng)網(wǎng)絡(luò)功能從CPE中移出，放入網(wǎng)絡(luò)中后，彈性和性能成為主要關(guān)注的方面，因為業(yè)務(wù)中斷會影響數(shù)量龐大的用戶群。在大多數(shù)情況下，CPE功能置于網(wǎng)絡(luò)中意味著用戶以群組的方式被集中在幾個區(qū)域的集群中，各集群可訪問臨近集群的資源，這也正是一種冗余的方式。因此，對這種分布式架構(gòu)的管理變得異常重要。

　　分布式模型

　　許多運營商將NFV的到來視作重新考量其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的一個機會。運營商期望簡化架構(gòu)，并向著更加一致和靈活的模型演進(jìn)。

　　基于上述提到的原因 – 網(wǎng)絡(luò)分流、延遲、抖動、可靠性、可用性和安全性 - 運營商將會選擇一種多層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，該架構(gòu)將給予運營商更多的靈活性，籍此對網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行最優(yōu)的分布式部署（圖4）。實際上，現(xiàn)有的組織架構(gòu)和所有權(quán)也會影響技術(shù)架構(gòu)。