基于NFV的端局機房云化數(shù)據(jù)中心架構研究

1 引言

網(wǎng)絡功能虛擬化（NFV，Network Function Virtualization）提供了一種新的方法，這種方法可以實施和管理控制網(wǎng)絡功能。并且，這種方法可以激勵新網(wǎng)絡功能的開發(fā)和部署?，F(xiàn)有網(wǎng)絡不能滿足網(wǎng)絡環(huán)境的快速變化和較大范圍的服務類型，這些導致了大量物理資源的浪費。本文對于基于NFV的端局機房云化數(shù)據(jù)中心進行了研究，提出了基于NFV的端局機房云化數(shù)據(jù)中心架構。

2 傳統(tǒng)端局機房組成部分及流程運轉

客戶終端設備上行可連接無源光纖網(wǎng)絡，下行可連接具體業(yè)務設備，以完成待接入網(wǎng)絡與用戶設備的有效連接。光網(wǎng)絡單元也即小區(qū)/企業(yè)中的光纖分路器。光纖線路終端可實現(xiàn)兩個功能：將網(wǎng)線傳輸?shù)男盘栟D化成光信號并于小區(qū)/企業(yè)的光網(wǎng)絡單元相連；有效實現(xiàn)了對光纖分路器的管控等功能。端局機房和固網(wǎng)通過寬帶接入服務器進行連接。各組成部分均需要專用硬件設備和專業(yè)運營及運維團隊。

基于NFV的云化端局機房架構將數(shù)據(jù)處理類應用轉移，從在硬件應用層面的運行轉移到在虛擬機上運行。并且，基于NFV的云化端局機房架構通過服務器整合和使用通用硬件替代了高邊際利潤率專用設備，同時實現(xiàn)了基于軟件的編排架構。

3 基于NFV的端局機房云化數(shù)據(jù)中心架構

目前許多運營商都試圖在電信網(wǎng)絡領域進行創(chuàng)新，以支持未來的電信網(wǎng)絡需求。云計算技術和大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展為運營商的創(chuàng)新帶來契機。許多運營商在云基礎設施上使用NFV技術重新部署傳統(tǒng)的運營功能。本文以云化數(shù)據(jù)中心的形式架構局端機房，在新架構中，基于NFV的端局機房以網(wǎng)絡服務及租戶應用的形式提供基礎設施服務。本文主要將傳統(tǒng)端局機房的光纖線路終端（OLT）、客戶終端設備（CPE）、寬帶網(wǎng)絡網(wǎng)關控制設備（BNG）進行虛擬化，以支持虛擬光纖線路終端（VOLT）、虛擬客戶終端設備（VCPE）、虛擬寬帶網(wǎng)絡網(wǎng)關控制設備（VBNG）接入基于NFV的云化數(shù)據(jù)中心端局機房。

本文將現(xiàn)有設備光纖線路終端、寬帶網(wǎng)絡網(wǎng)關控制設備、虛擬客戶終端設備均進行了虛擬化實現(xiàn)。虛擬化現(xiàn)存的硬件設備，轉換每一個設備成為相應功能軟件服務并且運行軟件服務于通用硬件上。網(wǎng)絡服務功能將以新的方式分解并重新包裝對用戶提供?；贜FV的端局機房云化數(shù)據(jù)中心架構圖中采用兩級交換結構，底層交換機連接虛擬光纖線路終端、虛擬寬帶網(wǎng)絡網(wǎng)關控制設備、虛擬客戶終端設備、動態(tài)主機配置協(xié)議、遠程用戶撥號認證協(xié)議及具有輸入/輸出功能的接入鏈路。而且，虛擬光纖線路終端、虛擬寬帶網(wǎng)絡網(wǎng)關控制設備、虛擬客戶終端設備、動態(tài)主機配置協(xié)議、遠程用戶撥號認證協(xié)議均可承載于通用硬件資源之上。

4 結束語

本文提出的端局機房云化數(shù)據(jù)中心架構，基于網(wǎng)絡功能虛擬化的硬件設備和軟件功能解耦，通過虛擬化方式實現(xiàn)了一個開放且靈活的網(wǎng)絡環(huán)境，并有效降低了用戶對于已有硬件設備的依賴度?；诰W(wǎng)絡功能虛擬化的端局機房云化數(shù)據(jù)中心架構實現(xiàn)了服務器整合，并且，專用硬件設備被通用硬件替代，同時還融合了基于網(wǎng)絡功能虛擬化的編排架構。進而，有效減少了資本性支出和運營及運維成本。并且，進一步使得新業(yè)務的部署及推廣發(fā)布具有較高的靈活性和伸縮性。同時，由于擺脫了專用硬件設備更新?lián)Q代的限制，還有效增強了業(yè)務創(chuàng)新能力。

[1]Mijumbi, R.; Serrat, J.; Gorricho, J.-L.; et al , Management and orchestration challenges in network functions virtualization, Communications Magazine on IEEE, Vol. 54, No. 1,p98 – 105,2016

[2]Wu, J.; Ota, K.; Dong, M.; Li, C., A Hierarchical Security Framework for Defending against Sophisticated Attacks on Wireless Sensor, Access on IEEE, No. 99,p1-1,2016