网络功能虚拟化技术与应用
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前言

中国联通研究院创新研究系列丛书《软件定义网络技术与应用》(2013年10月)出版后受到了业界的广泛好评和读者的肯定。本书作为该系列丛书后续的重要编著之一,以NFV技术的产生、发展和应用为主线,对NFV的架构、标准和业务场景进行了重点全面介绍。

众所周知,电信运营商的网络通常采用大量的专用硬件设备,为了适应新的业务需求,增加网络服务能力,运营商需要不断地增加新的专有硬件设备。一方面设备的类型不同,增加了专有硬件设备的集成难度和操作的复杂性。另一方面,能源成本的增加也使专用设备的电力供应的成本投入增长。此外,增加专用硬件设备,需要不断经历规划、设计、开发、整合、部署的过程,周期漫长。因此,该业务建设模式在需求及时响应、业务快速部署的新形势和大趋势下并不能为运营上的业务带来明显收益。通信领域的技术和服务创新的需求不断地影响着新的电信网络业务的运营收益,也限制了在一个越来越依靠网络连通世界的新业务格局下的通信技术创新。

NFV是近几年来随着云计算兴起,应电信IT化的趋势而由通信运营商提出的一种新型的网络架构,它通过硬件最小化来减少依赖硬件,其实质是将网络功能从专用硬件设备中剥离出来,实现软件和硬件解耦后的各自独立,基于通用的计算、存储、网络设备并根据需要实现网络功能及其动态灵活的部署。

NFV作为一种创新性的网络架构,集中反映了电信运营商对于降低网络成本,提升业务创新速度的诉求。它的出现适应了网络IT化、设备软件化、硬件标准化、功能模块化和流程自动化的趋势。尤其是在NFV迅速发展的浪潮中,开放和开源逐渐成为产业的热点,开源项目在推动产业发展和技术创新上发挥着巨大的作用,促进着产业生态的开放。NFV是目前业界关注的热点,许多技术也还在发展和探讨之中,NFV是否是未来移动通信网络改革创新的一种思路?NFV能否为电信运营商提升网络部署的灵活性、有效性、缩短部署时间?是否能提高网络对业务的开放程度?网络功能虚拟化之后,对于硬件资源、虚拟资源、虚拟功能网元如何进行有效管理?等等一系列问题都值得业内人士思考。

本书以此为背景,从电信网络的现状说起,结合电信运营商的网络IT化趋势的特征和需求,引出网络功能虚拟化的概念、架构和特性,并分析了网络功能虚拟化相关的关键技术、标准现状、开源技术、NFV生态环境等,最后,结合电信网络的发展趋势,介绍了NFV的应用场景。

本书的结构如下。

第1章:网络功能虚拟化,重点介绍虚拟化技术,NFV技术产生的背景,NFV的起源、发展、内涵和架构特点等。

第2章:NFV基础设施与虚拟网络功能,参考ETSI NFV规范对相关必要功能模块和接口,介绍了NFVI的计算域、Hypervisor域、网络域的功能模块和接口等。

第3章:NFV管理与编排,参考ETSI NFV规范对相关必要的功能模块和接口进行描述。

第4章:NFV关键技术,从服务质量、弹性、业务可用性和NFV故障4个方面对NFV关键技术进行详细剖析。

第5章:NFV安全技术,介绍了安全参考架构、潜在的关注领域及安全方面存在的通用问题。

第6章:NFV标准现状与开源技术,重点介绍了ETSI等标准组织和OPNFV等开源组织对NFV的研究成果和贡献,ETSI PoC项目及相关测试技术。

第7章:NFV生态系统,重点介绍了国内外运营商、设备商、初创公司在NFV领域的投入和产业培育情况。

第8章:NFV典型应用场景,从移动核心网、固定接入网、移动基站系统、服务链系统、用户终端设备系统等探讨了NFV应用场景与价值。

目标读者:本书适合IT技术人员、网络架构师、通信行业从业人员。

本书由徐雷、郭志斌、李素粉、房秉毅、王志军等负责策划和统稿。第1章由徐雷、房秉毅编写,第2章由熊微、李素粉、殷波编写,第3章由李素粉、王志军编写,第4章由郭玉华编写,第5章由郭志斌、刘露编写,第6章由马书惠、毋涛编写,第7章由贾智宇编写,第8章由杨绍光编写。

参加研究和写作的成员还有:冯伟斌、张园、张云勇、贾宝军、汤雅妃、雷磊、李伟杰、王淑玲、王智明、陈冰、王翔、李三舸和邓瑞。

本书能够顺利出版,需要感谢中国联通集团技术部张忠平总经理,联通宽带在线有限公司马彦总经理,中国联通集团产品创新部陈扬帆副总经理,中国联通集团信息化和电子商务事业部总架构师范济安副总经理,中国联通集团音乐中心李海鸥总经理,中国联通集团技术部裴小燕经理和北京邮电大学的黄韬教授在本书写作过程中提供的支持与帮助,他们在评审本书时给出了很多宝贵的意见和建议。

本书的内容是作者长期的网络运营实践经验及研究成果的总结,仅代表个人观点,与任何机构的立场无关。希望本书中展现的成果能为读者全面的呈现NFV,帮助大家理解和领悟NFV的真谛,并为网络创新发展,NFV的应用与推广贡献一份力量。NFV方兴未艾,当前仍处于快速发展之中,因此书中内容难免存在纰漏之处,敬请各位专家、学者批评指正,以便进一步修改完善。

作者

2015年12月于北京