ETSI NFV 白皮书（第二版）中文版

版权声明：
为了更快速的理解ETSI NFV的精要，迎接业界新巨变，本人自去年底开始，利用业余时间对ETSI NFV相关规范进行跟踪翻译。所有发布的相关文字，均保留出版权（包括本文和本博客的其他相关文字）。如需在其他地方引用，请注明引用出处。

网络功能虚拟化 白皮书更新#2
网络运营商角度的行业进展

目标
本白皮书的主要目的是，自从2012年10运营商联合发表了NFV白皮书并在ETSI赞助下启动了NFV ISG后，现在提供一个进度上的更新。

这是一个公开的、由参与NFV ISG的网络运营商共同著作的白皮书。白皮书独立于NFV ISG起草产生；并不属于NFV ISG的文档，而且没有NFV ISG背书。

贡献组织及作者：（请参考最后的原文链接，此处略）

发表日期
October 15-17, 2013 at the “SDN and OpenFlow World Congress”, Frankfurt-Germany

行动纲要
本白皮书是对2012年10月的原始版本的更新，原来版本将NFV的概念进行了介绍，并宣布了NFV ISG的成立。

NFV ISG 在2013年一月进行了第一次会议，并成长了一百五十多个公司，包括28个服务提供商。

第一次NFV ISG的交付文档在10个月的紧张工作之后发布了，并可以在ETSI的站上公开获得。这些是高层次的文档，主要告知NFV ISG目前正在进行的工作并指导更宽泛的行业。

本白皮书的的主要目的是，概述这些NFV进程的文档并定位于更广泛的行业内：

• NFV 用例文档

表述了初始的应用领域。选择的使用场景，跨越范围包含由NFG ISG解决的这些技术问题， 这不意味着一个详尽的清单。

• NFV 需求文档
  

描述了NFV框架相关的高层业务和技术需求，包括业务模型。 这是一个NFV ISG的关键参考文档，我们鼓励更广泛的行业也在他们的工作中参考这些需求。

• NFV架构框架文档

描述了高层功能架构、VNF和虚拟基础设施的设计原则。通过描述不同的组件和他们之间的参考点，这为多方参与的具备完整互操作的NFV方案铺平了道路。我们鼓励其他组织参考这个文档并标识哪些组成部分和参考点落到他们的范围内。

• NFV 术语

文档是一个通用的术语数据库，这些术语会在NFV ISG的文档中使用。我们要求行业适应本文定义的这些术语，保持NFV术语的一致性，且其他组织向NFV贡献和他们工作相关的其他术语。

• NFV PoC框架文档

NFV ISG已经为多方NFV PoCk开始一个全球召唤行动，来验证NFV的方法和鼓励朝互操作性和开放生态系统方向前行的进程。 我们愿意看到厂商和网络运营商在一起工作，实现NFV的PoC，并在行业内分享他们的成果。

在这些文档上达成一致对行业来说是一个重要的步骤。在NFV技术的走向上，他们代表了世界多数网络运营商的位置，利用全球规模经济，大大简化NFV方案提供商和网络运营商之间正在进行的商业合作。

这些文档将在更细节的层面上，在NFV ISG进程中充分讨论。我们预期在2014年下半年发布下一个版本。

我们注意到SDO已经开始致力于NFV相关领域的工作。我们关心的是，如何通过避免漫长对标准的努力，来保持良好的进展势头。我们还关心在多个SDO中，避免重复和确保碎片最小化。在达成这些目标的过程中，NFV ISG正在进行差距的分析和标识这些需要完成的进一步工作的内容，如果存在的话，并且确定哪一个组织最适合去完成这些。

开源的积极性是对正式标准化进程的补充，并能产生开放的、适合更快速的互操作性评估的、和低门槛创新的参考实现。 我们打算基于现有的参考开源作为起点，进行积极的协作，还鼓励并支持新的组织和我们的目标保持一致。

在一个开放生态系统中，使用来自不同方案提供商的部件，集成一种NFV架构的框架是一种至关重要的新行业的能力，是需要鼓励的。

我们相信NFV将加速网络和业务的创新。将出现新的网络拓扑，并且新的运维、业务保障和安全的方式将变成可能。出于上面的考虑，我们鼓励行业和学术研究单位围绕NFV，创建新的应用研究和研究项目，使用NFV ISG的文档作为他们的起点。

为了最大化利用NFV的收益，围绕OSS需要新的思考，并提供获得运维收益的机会。依赖于他们个体战略，某些网络运营商可能希望递增式发展他们的OSS以容纳NFV，而其他可能希望利用NFV的引入，一步改变OSS。对于在那些阶跃式变化路径上的运营商，NFV能提供一个机会利用NFV的管理和编排来转变当前的OSS到一个更高效的系统。对于那些希望以递增路径发展的运营商，NFV也能以一种对现有OSS和运维模型影响最小的方式进行引入。两种场景，网络运营商可以希望利用现有的内在的IT技能提供并管理NFV基础设施，而不需要整体地对现有网络运维模型进行改变和广泛的培训。

NFV ISG希望在第一次会议的2年后，即2015年一月告一段落。在此期间，NFG ISG之后的将开展进行性对话，包括哪些方面的工作需要在其他组织中进行推进，并/或如果长期协同努力将被迫切需要用于确保NFV技术的成熟性。在任何情况下，早期NFV部署已经开始了，并期望在2014-2015年会加速。

结束 行动纲要

正文

介绍

在我们2012年10月发表的第一版白皮书中， 我们介绍了NFV的概念并提供了NFV与SDN关联的相关信息。我们勾画了网络运营商部署NFV技术的收益和挑战，我们还启动了召唤行动，对行业合作解决这些挑战和鼓励开放生态系统的成长号召。 为行业合作提供正式的保护伞，在ETSI组织的赞助下，我们成立了NFV ISG。我们确保参与的低门槛，低会费和开放成员制（参与者不需要是ETSI的成员）。

我们推荐读者复习下第一版NFV白皮书，并获得一个完整的视图但回顾一下：NFV的目标是转变网络运营商的架构和运营网络的方式，并发展标准的IT虚拟化技术来整合许多网络设备类型到行业标准的高容量服务器、交换机和存储，如经典图1所示。 NFV通过在软件中实现网络功能来转变网络架构，这些软件可有在一系列行业标准服务器硬件上运行，转变网络的运营，因为软件可以按需动态的迁移到不同的网络中，或在其中实例化，而不需要安装的新设备。

ETSI NFV ISG概览

ETSI 董事会为在去年10月发表我们的第一个白皮书，及时批准了NFV ISG的成立。ETSI是一个全球的组织，并证明是一个优秀的环境，在该环境下进行我们的工作。我们进一步感谢局长和ETSI董事会的接纳和支持。

尽管ETSI是一个标准开发组织(SDO)，但NFV ISG的目标不是产生标准。关键目标是在对NFV的业务和技术需求上达成行业统一，并同意使用共同的方法满足这些需求。这些输出是公开发表的，并在相关的标准组织、行业论坛和联盟中共享，为鼓励更广泛的合作而努力。 NFV ISG将和其他SDO合作，如果需要任何标准来满足需求。

NFV ISG还为行业协作提供了一个PoCk的平台环境，演示解决这些NFV实现挑战的方案并估计开放生态系统的成长。

结构和组织

为了指导NFV ISG的工作，定义了一套高层次的工作项目，来启动NFGISG采用和正规化在原NFV白皮书中勾勒出的范围和挑战。 细化的工作分开在4个工作组中进行：基础设施构架、管理和编排、可靠性和可用性已经软件构架。两个在性能和移植性以及安全方面的专家组提供输入和相关他们专业方面的指导。协同的工作是贡献驱动的，并且主要是并通过电话会议的，电子化进展。 技术指导委员会(TSC)提供协调，网络运营商委员会（NoC）提供在业务优先级方面的指导，但并没有一个执行的角色。 NFV ISG 主席向ETSI 董事会负责 NFV ISG的执行。

NFV ISG 进展报告

NFV ISG 在2013年1月的第一次全体会议中见面并且 全体会议大约按季举行。 全球参与者迅速成长超过150个公司包括28个业务提供商和有线行业。

NFV ISG 有了非常好的进展， 一套高层的参考文档在只有10个月中就被开发出来。这些文档在ETSI的网站上公布了。

• NFV 用例

文档描述了已选择的应用的初始领域，横跨了在NFVISG中解决的技术难题的范围。 这并没有标记上针对特别的运营商，这对理解用例的列表并不是详细列表，也不是个别运营商的个别关注和计划采纳。

• NFV需求

文档描述了针对NFV包含业务模型的框架的高层业务和技术需求。 它正规化地构筑于原始的NFV白皮书之上。

• NFV构架框架

文档描述高层功能构架，以及VNF和底层虚拟基础设施的设计原则。 通过描述不同的组成部分和勾勒出他们之间的参考点，这为多方参与的NFV方案的全盘互操作性铺平了道路。我们鼓励其他团体引用这个文档来标识这些落入他们的工作范围的部件和参考点。

• NFV术语

文档是一个公共的术语数据库，用来在NFV ISG中的文档中搜索并同步化和NFV相关的跨行业中使用的术语。这个目标是桥接在软件和网络行业中的语言差距。

• NFV ISG PoC框架

文档描述了行业参与者影响NFV ISG工作的流程以及，通过多方实施PoC的演示，鼓励NFV生态系统的成长。

实现这些文档的一致性，是行业内的一大进步。他们第一次发布ISG的输出并会受到询问在ISG的工作进展是。这将在本书中描述更多细节。

NFVISG的一个重要目标是鼓励开放生态系统的开发，并激活产品的创新。PoC的框架已经和第一次高阶输出一同发表，来鼓励更广泛的行业实现PoCs和发表他们使用一个通用的模板得到的结果。

NFV ISG工作项目的时间表，如图二所示：

上面描述的计划并不表示同未来文档发布的特定日期有联系，但旨在表明我们跟随的进程。而这不是为了表明NFV ISG输出的全部。NFV ISG可以产生中间的交付物，为行业提供额外的指导，例如：差异分析和标准的推荐，还有来自各种工作组和专家组的细节文档。


NFV ISG期望在第一次会议的2年后，即2015年1月告一段落。 期间， 将针对NFV ISG之后发生的事情展开对话，包括哪些工作方面需要有其他组织推进，和/或，是否长期的协调努力需要来确保NFV技术的快速成熟。 在任何事件中，早期的NFV部署已经开始实施，而2014-15年预期将会加速。

更多NFV ISG的细节可以参考如下文档。

NFV用例文档

在NFV用例文档中，NFV ISG描述了在NFV ISG工作范围内的应用领域。它并不是详尽的。

虚拟化消除了在网络功能和它的硬件之间的依赖性，就如在典型物理网络设备中所见到的，通过为VNF创建标准化的执行环境和管理接口。 这个结果就是物理硬件以虚拟机形式被多个VNF共享。进一步池化硬件，提供了VNF共享NFV基础设施的批量化和灵活性；一种已经在云计算基础设施中获知的功能。这创建了类似云计算IaaS、PaaS和SaaS的业务模型的、新的商用机会；在这里，例如 一个VNF的拥有者，不必拥有NFV基础设施用于支持合适的功能和VNF的运营。

为完整性考虑，用例标识了需要和非虚拟化的网络功能共存的VNF，和特别问题的描述，以及在虚拟化网络功能过程中需要解决的问题。这还指出了一些预期的收益。

例如，在移动网络中，EPC和IMS网络功能，潜在的虚拟化候选网元还有MME，Serving和S/P-GW, CSCF,和使用不同无线标准的Base Station。EPC和IMS 网络功能可以在同样的硬件资源池中进行整合。可以利用NFVI共享、以及基于负载的资源分配、故障免除、和恢复，实现TCO的降低。 基站功能，例如 PHY MAC和网络栈处理不同标准的（2G、3G、LTE和WiMax等等）， 可以共享一个池中的中央环境和完成动态资源分配和电力消耗的降低。

CDN也是一个潜在的目标。CND业务提供商通常在网络的边界，部署内容缓存，以增强客户的体验质量。今天缓存按CDN提供商和运营商为基础，使用专用硬件。由于硬件资源按峰值负载进行规划，这样的资源在他们的大部分生命周期中，由于峰值负载是一个临时状态，保持在使用率不足的状态。 利用和部署虚拟化缓存，底层的硬件资源可以被整合并在多提供商的CDN缓存之间和潜在的其他VNF之间，以一种更动态的方式进行共享，这样增强了资源的利用率。

一旦不同的物理网络功能被虚拟化为VNF，就有必要组织VNF到一个有秩序的视图中实现网络服务。在NFV中，这样的视图称为VNF转发视图（VNF Forwarding Graphs）。转发视图的概念是在业务链中的作为参数使用，代表在虚拟化覆盖的业务网络端到端的转发功能，不是唯一一个的单维链。他们可以，并且常会有分支。这样多个维度是隐含的。在前面提及的VNF的例子中，任何VNF，例如，中间盒子像地址翻译器，负载均衡器，防火墙等，可以是一个VNF 转发视图中的一个网元。VNF转发视图为运营商动态化和简化业务设计提供了必要的抽象层， 并由这样的网络功能虚拟化所加强和合法化。


这张图片并不是要隐含说明虚拟化功能的类型和如何在相同或不同的资源池中分配资源之间的关系。


NFV需求文档

电信环境的本质（例如：运营商级别的运营）隐含了为实现互操作性和朝全虚拟化网络无缝发展而要解决的技术难题。本需求文档主要专注于由NFV引入的那些不同之处，并在网络功能的接口、协议和管理方面，这些方面无论是物理和虚拟都是一样的。

NFV需求文档表述如下方面：

• 移植性

表达在横跨不同的、但标准的数据中心时，载入、执行和迁移软件功能的能力

• 性能

列出软件功能实现特定性能目标所需要的对基础设施的要求。

• 管理和编排

提出，为实现编排和管理软件功能的生命周期、基础设施的资源和不同操作的执行，和生存机制所需要的要求

• 弹性

在流量需要增加或减少时，提供一个方便的硬件资源扩容和缩容方法的能力。

• 安全性

虚拟环境可以暴露在当前电信构架下不会出现的外部攻击情形下，勾画分析出所需的方面。

• 灵活性和网络稳定性

指出，为保全业务可用性和连续性，没有功能的单点故障，对隔离故障和恢复正常操作状态的需求的能力。

• 业务连续性

声明在满足业务规范和业务质量协议需求的同时，对连续的业务交付的能力

• 操作性

确定目标为对功能操作自动化的需求，例如：网络容量适配的载入、软件升级和对探测到故障的干预

• 能源效率

表达可以帮助能源消耗最小化的大规模虚拟网络的技术能力

• 迁移和现存平台共存

指出当前的非虚拟化网元和虚拟化网元共存、业务不中断、无用户影响的一条变迁路径的需求

此外，远程部署的能力和在不同服务提供商的NFV的基础设施上运行VNF的能力。允许全球客户提供高效服务，启动提供额外直接支持的商用服务并加速了NFV基础设施的部署。

在业务提供商之间的商用部署协议超出了NFV需求的文档的范围。只覆盖利用这些业务模型的技术需求。

最后，但也是很重要的，需求文档解决了基本运维的商业需求，特别是多厂商和多供应商的部署。这需要确保所有必要的服务和运维任务，按新的交互执行，这些交互和多重角色一起出现。

NFV架构框架文档

架构框架文档，由于他提供了未来行业视角的、被运营商社区正视的NFV生态系统，所以是NFV ISG交付物中最重要的文档之一。 通过描述不同的组成部分和勾勒他们之间的参考点，这明确地定义了确定的功能组件，这些组件可以由不同的行业参与方提供，这样为全互操作的多方参与的NFV方案铺平了道路。

架构框架如图4所示。为提供NFV兼容的产品，这描述了哪些部分的组件厂商可以去选择实现。

这个主要的NFV架构框架的组成部分如下：

• NFVI(虚拟网络功能基础设施)

提供虚拟资源，用来支持VNF的执行。它包括现货市场的硬件、必须的加速部件、和虚拟化已经抽象化底层硬件的软件层。

• VNF(虚拟网络功能)

是网络功能的软件实现，具有在NFVI上运行的能力。它可以附带有EMS系统，只要EMS可以应用到特定的功能，理解并管理单个VNF和它的特性。VNF对应现网中的网络节点，现在预期可以作为纯软件交付，并独立于硬件的依赖性。

• NFV M&O (管理和编排)

覆盖编排和物理和/或软件资源的生命周期的管理，支持基础设施虚拟化和VNF的生命周期管理。在NFV框架中，MANO关注在必要的虚拟化相关的管理任务上。MANO也和OSS/BSS层面(NFV的外部)交互，允许NFV集成入现有的网络管理视图中。

• 完整的NFV系统

由一套描述业务、VNFs和基础设施需求的元数据驱动，所以NFV MANO系统可以正常操作。这些和业务、VNFs和基础设施一起的描述可以由不同行业的参与者提供。

架构框架的组件通过定义的参考点进行互动，所以不同的实体可以清晰的解耦合，MANO可提升为一个开放的创新的NFV生态系统。 VNF和NFVI之间的参考点（和在NFVI与其他实体之间的）处理资源的抽象和虚拟和VNF宿主，所以VNF不仅可以从一个NFVI移植到另一个，还能确保底层硬件的不同选择的可能性。 在MANO和VNF之间以及 MANO和NFVI之间（也就是MANO实体之间）处理NFV系统的管理和编排。相关的组件允许重用现有方案（例如：云管理系统）而且还可以与NFV系统相连的现有OSS/BSS环境交互。

架构框架现在正用于指导在不同NFV ISG工作小组中的未来工作，每一个成分组件的细节将被分析和描述。它也用于成为差距分析的基础，并在NFV ISG中，划分正在进行的工作范围和优先级， 确定那些在功能块中有吸引点和他们之间的接口功能，应该成为和其他组织进行互动的策略。

NFV 术语文档

术语文档，为在所有NFV ISG工作组之间，达成统一的语言，而提供术语清单和他们的定义。 这为在ISG工作组通常使用的使用的概念化NFV的实体提供了术语和语义的描述。 同时还意旨为行业间创建通用的NFV术语作贡献。文档关注在一些（~20）常用的术语，并且为是NFV ISG的输出更易读，还避免了来自其他术语的扩散。

NFV概念证明框架文档

PoC是一种重要的工具，通过可行的技术，来演示NFV，并且PoC结果可用于的提供如下的相关信息：可行性、测试策略、互操作性和其他技术问题，例如：集成和迁移策略。公共展示的NFV概念还可以帮助建立商业的关注度和NFV方法的信心，有助于开发的多样化和开放的NFV生态系统。任何给定的PoC示范活动都立刻影响了受众，但PoC示范活动的积累提供了一种朝NFV方案开发的行业努力程度的体现。

在追逐这些目标过程中，NFV ISG还启动了基于PoC框架文档的全球PoC活动，这些文档是和第一批NFV ISG同步输出的高阶层文档。PoC活动的意图是扩展的ISG的成员身份去包含不还不是ISG成员的那些组织，提供PoC建议满足下列条件：

• PoC建议书必须使用在PoC框架文档中模板进行提交
• 参与PoC项目的组织必须包含至少两个厂商并且至少一个网络运营商或服务提供商是ISG的成员。
• PoC的建议书需要解决至少一个ISG相关的在ISG公布的文档中声明的NFV目标。
• PoC建议书应该包含一个时间线和承诺已经技术报告。
• PoC的结果鼓励在更广泛的行业间公开，只要不需要ETSI ISG的背书。

通过在有关互操作性和其他技术难题上提供反馈，PoC的结果可以指导ISG的工作。

就像ISG滚动它的开会地点和时间表 来反映它的全球参与者的需求，NFV ISG PoC框架期望结果是一个在PoC小组成员实验室中，开放的公共的NFV概念示范，商业展示，研究网络等等， 围绕全球建立一个全球性的NFV 生态系统。 PoC项目，只要在NFV PoC框架下，是对所有感兴趣的参与者都开放的。

查询相关ISG PoC的活动，包括如何提高PoC申请，可以在ETIS网站上找到相关信息。

NFV行业格局

在我们原来的白皮书中，我们通过缩短典型服务供应商的创新周期和TTM时间等，突出了在运行中和和业务开发中提升灵活性的收益。在一个可编程的NFV基础设施中，规模经济所需的、基于硬件的功能相关投资不再适用于，基于软件开发的使功能演化可行的其他模式。

用不同厂商的组件，在一个开放生态系统中，集成NFV架构框架，是一个至关重要的新行业能力，是需要鼓励的。

我们相信，NFV将加速网络和业务的创新。新网络拓扑将出现，并且新的运作和业务保障和安全的方法成为可能。在此思想指导下，我们鼓励学术研究机构围绕NFV进行调研和研究。
ISG表达了围绕原始的白皮书进行的行动召唤，但为NFV能达成他们全部的潜能来转变当今静态的、烟道式的网络基础设施到一个更灵活，可编程的基础设施，为了更长的期限，需要更广泛的行业努力。

开源和标准化的愿景

我们感兴趣的是确保开源社区积极参与到NFV中来，帮助创建虚拟化网络的能力。 我们还看到SDO的角色 快速更新现有的规范或快速创建新的规范，来确保互操作性，但是我们急于确保NFV实现的快速进程并会被标准化而延迟。

传统的标准化流程要求专用的很好均衡的机制来确保规范的准确性来自于原型和测试的努力。另外，IT行业已经拥抱开源，在那里社区开发者，在促进开放协作和使用的条件下，贡献并集成软件的一部分。 基于这些开放底层组件来构筑的软件流程，根据短代码-构筑-测试的软件周期进行原型构筑和更少的协议规则限制，基于“粗略同意”的术语。 NFV概念从初始的，依赖多个这些在像操作系统，虚机管理器，云基础设施管理器和网络基础设施的开源项目原型中演变出来。此外，值得注意的是最近发展起来的SDN严重依赖几个开源的项目。

开源的方法特别有用，用于提供和标准同步的开放参考实现，或指导他们并产生事实标准。这样的参考实现的存在，转变出了两个主要的收益：

1. 简单得多的互操作和为厂商和运营商提供了一致性的评估
2. 为基于渐增式竞争性差异的公共解决方案的创新生态系统，提供了创新的基础

开源方案不应该考虑作为正式标准化流程的另一种选择。相反，它们是补充的部分， 前者作为启动器，后者作为加速器。这样，我们看到正式的标准化和开源是达成我们目标的关键。

因此，除了参与SDOs之外，我们打算和现存的参考开源项目在NFV的相关领域，积极合作，也积极鼓励支持新的和NFV目标保持一致的新项目，特别是在解决新的、被NFV社区发现问题的时候。

OSS的影响

NFV构架框架标识出的MANO域，包含3个管理模块，补充了现有OSS在功能上的不足。 在MANO实体和当前OSS之间，以及3个管理实体之间的接口需要被标准化，以便降低在多方环境中的集成成本。

为从NFV自动化和灵活性中，获得最大的收益，当前的OSS和NFV MANO实体需要和他们的接口以及相关信息模型（和商业流程（开通、保障、计费、安全）），以一种高效的方式，通过资源的MANO和业务的MANO保持一致。

OSS影响的层面将高度依赖每个运营商的现有的OSS环境： 从现有的简单工具配置到完整的变更或重布新的OSS组件，包含潜在合并的EMS功能、业务管理或网络管理控制进入MANO。

期望是，运维的复杂性和关联的OPEX将会减少，但所有这些方面需要进一步的完整的研究并且标准需要流程化，为达成NFV在运维方面的承诺。

因此，由于开源，也对OSS和MANO我们打算积极地于现有的组织和论坛合作，并鼓励讨论和合适的标准相关的，有关于NFV MANO和运维的，紧急需求。

联系信息：

如果你的组织对这本白皮书的内容有任何评论，请联系下面的任何组织：（略，请参考最后的原文链接）

原文出处：



Zenith
2016. 2. 23