执行概要
通信服务提供商（CoSP）使用虚拟化功能提高网络服务敏捷性。由于虚拟网络功能（VNF）在类似于 IT 工作负载的基础设施上运行，因此混合平台有望为这两者提供服务。通信服务提供商云也称为电信云，能够根据网络流量水平，灵活地在网络和 IT 应用之间重新分配资源。
尽管基础设施在 IT 和网络领域相似，但其运维方法有所不同。在网络领域，软件变更不会频繁发生，会经过精心规划。而在 IT 领域，借助开发运维（DevOps），可以更为频繁地更新实时系统。为了实现通信服务提供商云，网络基础设施平台需要朝着在软件定义数据中心中使用微服务的方向发展，采用与 IT 系统相同的方式更新网络服务。
最终，提高网络敏捷性可创造新的营收机会，更轻松地推出小众服务以及适用于边缘计算和 5G 的应用。
背景
通信服务提供商在准备迈向 5G 的过程中，会逐步使用软件对网络功能进行虚拟化，实现敏捷的服务创新。
在网络功能虚拟化（NFV）策略中，用于网络调用控制的计算服务器所基于的标准硬件与在适用于运营支持系统（OSS）和业务支撑系统（BSS）的 IT 数据中心中使用的相同。
如图 1 所示，NFV 基础设施（由欧洲电信标准协会（ETSI）定义）提供应用环境和管理接口，与云基础设施即服务（IaaS）模型相符。在 IT 组织采用云实践的过程中，员工将熟悉可用的工具和服务级别协议（SLA）。IT 部门可以重复使用这些工具和协议，为托管 VNF 的网络部门提供 IaaS 设施。IT 部门掌握的技能和软件许可证也会得到扩展，为满足 NFV 要求提供支持，实现边际成本影响。
图 1. NFV 基础设施及其与 IaaS 的关联方式
英特尔与通信服务提供商通力合作，定义了最优服务器配置，支持数据中心中的 NFV 工作负载。得益于由英特尔等公司联合发起的“端局机房重构为数据中心”（CORD）计划，企业目前正在使用开放计算项目模型设计适合的服务器。在通信服务提供商接入网络的下游，服务器也会被封装，以适应街边柜、移动基站和用户端设备。所有上述网络节点类型能为托管 VNF 提供一致的 IaaS 应用环境，云基础设施管理工具和 NFV 编排系统也能恰当地放置工作负载。
英特尔还为针对 NFV 工作负载优化的商用现货（COTS）服务器，发布了面向 NFVI 的英特尔® 精选解决方案性能基准。通信服务提供商可以根据该基准验证商用服务器产品，从竞争市场中购买达到要求水平的硬件。
最终，IT 和网络工作负载可以整合到一个通信服务提供商云平台上。这有助于根据一天中的时间和网络流量水平，灵活地在网络和 IT 系统之间重新分配资源。
尽管基础设施层面存在相似之处，但 IT 和网络资源的运维方法大相径庭。网络具备关键业务特性，这意味着任何平台变更（如重大软件升级）都会在网络设备提供商（NEP）的大力支持下，经过广泛规划并且不会频繁发生。对于 IT 系统而言，这需要系统集成商和内部开发人员更多地参与进来。
为了从 NFV 中获得最佳业务优势，必须协调 IT 和网络方法，逐步在网络中频繁更改软件，使它成为通信服务提供商云的一部分。如本文所述，发展适合 IT 技术的 NFV 技术涉及多个阶段。最终，针对 NFV 使用微服务有助于更为频繁地交付新服务，同时会降低风险和提高敏捷性。这将帮助协调网络和 IT 领域的运营文化，顺畅地向混合通信服务提供商云过渡。
网络基础设施平台的演进
如图 2 所示，从传统设备到微服务的网络功能演进将经历多个阶段。
第 1 阶段 - 传统设备
多年来，构成网络基础设施的传统设备将网络功能内置在专用设备内部，并且硬件和软件作为集成单元由同一 NEP 提供。由于无法利用虚拟化尽可能灵活地重新分配资源，因此必须经常超额配置设备，来满足高峰容量需求并确保连续性。过去，无论设备利用率的实际水平如何，网络设备都会由备用设备提供支援，以便在设备出现故障的情况下提供备份恢复。
此外，从竞争市场中购买标准硬件来运行网络功能，并不会给通信服务提供商带来任何优势。
凭借 NFV，一台标准服务器可以同时支持多个功能，并且一台机器可以为多个不同工作负载提供备份。
第 2 阶段 - 软件设备
网络演进的第一步是推出软件设备，也就是传统网络设备的软件版本。这些设备在虚拟化 COTS 服务器平台上托管，并且基于英特尔® 至强® 处理器。这一步演进使得网络人员首次有机会熟悉虚拟层。它使得基础设施硬件的竞争性采购成为可能，同时运维人员可以保留他们熟悉的网络管理接口。多个工作负载可以共享一个服务器平台，更加轻松地扩展网络节点功能。软件设备模型会在网络中部署标准硬件并将软件下载到远程位置，简化现场物流工作。
图 2. 网络功能预计会如何演进
对于提供有线服务的通信服务提供商而言，一个常见的应用案例是，在企业分站点位置针对托管的企业网络服务使用通用 CPE（uCPE）。在该案例中，需要部署额外功能来处理软件定义的 WAN（SD-WAN）连接，为企业数据中心和外部云服务的弹性网络连接提供支持。
对于提供无线服务的通信服务提供商而言，在移动无线分组核心中重新建立 GiLAN 服务之前，对基于 LTE 的语音（VoLTE）所需的 3GPP IP 多媒体子系统（IMS）调用服务进行虚拟化是一个有吸引力的起点，这有助于积累相关经验。相较于针对单个网络服务功能（如深度包检测（DPI）、流量管理、内容处理器和防火墙）使用硬件设备，使用软件运行服务 LAN 要简单得多。相比于预测每个硬件功能的未来要求，使用软件网络功能可显著减少基础设施规划，COTS 服务器也会在短时间内可用。
此外，使用国际互联网工程任务组（IETF）RFC 8300 网络服务标头，有助于通过一系列网络功能进行简单的流量导向，从而创建 GiLAN 服务。这样一来，无需在服务链的每个功能之间使用专用互联网切换和负载均衡硬件。网络人员只需更新标头属性便可更改服务，无需重新配置底层的数据中心 VLAN。
第 3 阶段 - 编排组件
基础设施创新的下一个阶段是，使用编排来改变适应流量水平的 IaaS 资源，最大程度地减少整体功耗。一个很好的例子就是 IP 语音会话边界控制器（VoIP SBC），它拥有两个主要组件：信号传输控制器和数据平台网关。在虚拟化模型中，控制器和网关可以构建为单独的 VNF，根据流量需求进行独立扩展，这与集成设备有所不同。这些 VNF 将在 NFV 编排器的控制下，托管在虚拟机池上。软件实例可根据与 SBC 关联的网元管理系统（EMS）所提供的反馈，予以创建或移除。
第 4 阶段 - 编排微服务
当网络功能分解为多个云原生微服务时，可以进一步实现网络和 IT 实践之间的一致，简化可扩展性和维护流程。
传统的网络数据平台功能通常为双向代理，其中“发出”和“返回”的流量会透传单个软件实例。这使得动态扩展难以进行，并且在设计处理集群的负载均衡时也会遇到诸多挑战。
相比之下，云原生微服务以事务为基础，会在收到消息时产生响应。凭借投入使用的其他服务器，专为云工作而设计的网络功能可以轻松扩展，满足高峰流量需求。利用云原生网络功能，可以建立单独的网络服务来处理每个方向的数据包。实时网络状态可通过现代内存数据库技术，在网络服务之间共享。
云原生微服务还可帮助支持生产网络上的联机软件升级（ISSU）。在新软件版本经验证能够正常运行后，可以使用标准云服务工具（如 Kubernetes* 和 Docker*）将相对较小的软件映像分发到远程网络节点，并交付使用。
第 5 阶段 - 软件定义数据中心上的微服务
NFV 基础设施创新的最后一个阶段是，利用软件定义数据中心技术。使用 Redfish* API 等协议（由分布式管理任务组创建）可创建虚拟服务器，用以支持 NFV 工作负载，充分利用超融合基础设施提供的处理、存储和网络设施。
这有助于在一个基础设施平台上整合 IT 和网络工作负载，提高整体运维效率。而且，还能提供一个在网络中支持更多 DevOps 友好型实践的平台，提高灵活性，为创新提供更多自由空间。
运营未来网络
向微服务过渡使得通信服务提供商有机会采用在 IT 领域中已十分流行的 DevOps 实践。凭借这些实践，可频繁地对生产 IT 系统进行细微变更，加快新服务的上市时间。这和传统的通信服务提供商网络管理方式形成鲜明对比，传统方式不会频繁执行重大软件升级，且严重依赖设备制造商提供支持。
在更加趋向于 DevOps 友好型的模式下，用于 NFV 的底层基础设施平台软件将慢慢发展。但是，VNF 软件和相关的服务描述符配置将频繁更改，创建新的网络服务。
由于 NFV 软件堆栈的整体复杂性，通信服务提供商在将任何修改的组件投入生产之前，使用自动测试工具验证它们的功能和性能。软件一经验证，网络运维中心（NOC）的员工随后将在网络上加载该软件。随着预期的变化不断增多，以及需要进一步与 IT 实践保持文化一致性，网络部门必须掌握新的软件技能。
在新网络上交付新服务
NFV 的一项关键特性是开放应用环境，它允许各家独立软件供应商（ISV）提供的软件在网络内部托管。与传统方案相比，这是一个非常明显的变化，传统方案的网络功能仅由有限数量的 NEP 作为固定功能设备提供。
重新设计网络和 NOC 后，通信服务提供商能够在三个主要领域发掘新的商机。
首先，在软件中实施新服务的成本将会降低，这意味着小众服务在商业层面上是可行的。适用于主客户端的一次性定制解决方案可以利用标准工具有效地管理。产品经理可以测试市场中的新服务，自行承担风险和进行创新。不成功的试验可能会很快失败，而成功的试验可以更为轻松地投入生产。
其次，围绕网络灵活部署 NFV 服务，有助于使处理功能更加贴近客户。这意味着，相比于使用基于互联网的远程服务提供商，应用响应时间更短。在网络边缘进行处理有助于减少核心网络流量，如面向消费者和企业服务的内容交付系统。边缘处理还有助于创建一些新的高带宽应用，如增强系统和虚拟现实系统。其中一个例子是英特尔联合中国联通、诺基亚和腾讯云执行的智能体育馆试验。各种赛事的高清视频会以低延迟流式传输到体育馆内的智能手机上，利用了本地存储并避免影响移动核心流量。
最后，随着通信服务提供商在现今的无线网络上推出新服务的同时，将虚拟无线接入网络（vRAN）技术运用到 5G 架构会带来更多机会。自动驾驶、医疗保健、物联网、智慧城市和工业 4.0 应用有望受益于无处不在的高带宽无线接入功能，以及在网络中处理本地事务的能力。凭借基于 NFV 的 5G 网络切片，通信服务提供商将为客户提供差异化服务，无需重复基础设施和系统。
结论
本文概述了 NFV 基础设施模型可以如何向微服务演进，使其与 IT 系统更加协调。未来，可能会使用单个混合基础设施，也就是通信服务提供商云，为上述两个领域提供服务。
新的网络为通信服务提供商带来新的营收机会，包括小众服务、5G 和边缘计算方面的营收机会。
寻找适合贵公司的解决方案。请联系您的英特尔代表或访问https://www.intel.com/content/www/cn/zh/communications/network-transformation.html
了解更多信息
• 迈向 5G 的一大步：借助 MEC 降低音乐会和体育场馆的直播视频延迟
