Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Виртуализация функций оператора: NFV & OSSOperator Virtualization: NFV & OSS

Развитие инфокоммуникационной отрасли преодолело очередной рубеж в области стандартизации систем поддержки эксплуатации и телекоммуникационного бизнеса, ознаменовавшись появлением 14-го по счету Frameworks от TMForum. При этом внимание отрасли сейчас приковано к технологиям программно-конфигурируемых сетей SDN и технологий с виртуализацией сетевых функций NFV, что не могло не повлиять на эволюцию стандартов OSS/BSS. Как именно трансформируется сеть оператора и его бизнеса в целом, что предлагают оператору производители OSS, как сегодняшним игрокам IТ-рынка достойно встретить новую революцию сетевых технологий с адекватными системами управления телекоммуникациями – эти вопросы предлагаются к обсуждению в этой статье.

Development of infocomm industry overcame another milestone in the field of support systems standardization for operation of the telecommunications business, marked by the appearance of the 14th Frameworks from TMForum. At the same time the industry's attention is now focused on the technology and software configurable SDN networks and virtualization technologies with NFV network functions, which could not but affect the evolution of the OSS / BSS standard. How the operator network and its business as a whole transform? What can be offered to the operator by OSS manufacturers? How today's IT market players can meet adequately the new revolution of networking technologies with adequate management systems in telecommunications - these questions are offered for discussion in this article.

Александр
Гольдштейн
доцент СПбГУТ, директор НТЦ АРГУС, к.т.н.
Alexander Goldstein Associate Professor of Saint – Petersburg State University of Telecommunications, director of RDC ARGUS, Ph.D.
Сергей
Бакин
Аспирант СПбГУТ, аналитик НТЦ АРГУС
Sergey Bakin Ph.D. candidate of Saint - Petersburg State University of Telecommunications, an analyst at RDC ARGUS
Ключевые слова:
Телекоммуникации, NFV, OSS, BSS
Keywords:
Telecommunications, NFV, OSS, BSS

Quid Est NFV?

Восхождение виртуализации
Понятие виртуализации возникло в отрасли информационных технологий и изначально применялось к построению масштабируемых серверных архитектур. С ростом требований к объемам и скорости обработки данных и к хранению постоянно увеличивающего объема информации в 2000-х гг. был развит подход организации работы нескольких операционных систем, работающих изолированно на одном физическом сервере.

По аналогии с вычислительной техникой возникновение идеи виртуализации сетевых функций в телекоммуникации обусловлено потребностями сетевых операторов ускорить вывод новых сетевых услуг, обеспечив тем самым эффективность бизнеса (Revenue Assurance) и рост клиентской базы. Актуальность этой идеи обусловлена тем, что происходившее ранее развитие сетевой инфраструктуры через инвестиции в новое сетевое оборудование перестало быть оптимальным путем развития, а принципы виртуализации стали более перспективными для быстрого и масштабируемого решения задач разработки, развертывания и поддержания новых сетевых услуг.

Суть идеи виртуализация сетевых функций – NFV – в новом подходе к построению сетевой архитектуры, при котором на унифицированной физической среде работают программные приложения, реализующие всевозможные сетевые функции. Ниже мы рассмотрим работы международных организаций и институтов по более строгим определениям и стандартам NFV.


Согласно этой идее, NFV позволяет операторам разворачивать сетевые решения (DPI, NAT, Firewall и т.д.) как программные приложения, а не как отдельные сетевые устройства. Работа приложений NFV и сама реализация виртуальных функций возможна на высокопроизводительных сетевых платформах и серверах, расположенных в центрах обработки данных, сетевых узлах и оборудовании клиентов. Важным положительным фактором развития NFV является снижение зависимости оператора от узкоспециализированных сетевых устройств в пользу программных инструментов, что в конечном счете радикально снижает операционные затраты на поддержание всего жизненного цикла сетевых услуг.

Взаимосвязь с концепцией SDN
Общим трендом отрасли является направление на виртуализацию сети и использование новых концепций, в сути которых лежит программное управление. Лидирующей концепцией создания новой сети пост-NGN [1] является концепция программно-конфигурируемых сетей SDN, о которых уже немало написано, в том числе и авторами данной статьи [2]. Здесь же упомянем о взаимосвязи подходов сетевой виртуализации NFV и программного управления сетью SDN.

Самым важным отличием NFV от SDN является конечная цель концепции. Если в NFV планируется взять конкретные сетевые функции и реализовать их программно, а затем управлять ими как программными объектами, то SDN – это идеология работы всей сети, где все управление и ответственность за принятие решений (маршрутизация, коммутация и т.д.) вынесены на отдельный централизованный уровень. То есть NFV – это конкретные программные компоненты, реализующие конкретные сетевые функции, а SDN – идеология работы всей сети и взаимодействия ее функциональных уровней.

Понятно, что NFV и SDN могут внедряться как независимо друг от друга, так и совместно, взаимно дополняя друг друга. В чем же NFV и SDN полностью схожи, по мнению авторов, так это в их революционном влиянии на изменение принципов управления инфокоммуникациями и основ построения BSS/OSS для новых сетей пост-NGN.

Ниже рассмотрим основные проекты международных институтов стандартизации именно в этом направлении.

Эксплуатационное управление для виртуальной инфраструктуры

Проект MANO в ETSI
Проект ETSI – это проект по созданию архитектуры управления виртуализированной сетевой инфраструктурой, которая позволяет "видеть" функциональные возможности NFV с эксплуатационных позиций оператора облачных услуг. Целью определяемой архитектуры является обеспечение возможности для оператора, работающему с облачным ЦОД, объединять и управлять всеми ресурсами (вычислительными, сетевыми, хранилищами данных и виртуальными машинами). Данный проект активно развивается с января 2013 г. и уже успел охватить вопросы требований, архитектур и сценариев использования NFV.

Ядро архитектуры MANO представлено на рис. 2 и состоит из трех функциональных блоков: NFV Orchestrator, VNF Manager, Virtualised Infrastructure Manager (VIM).


NFV Orchestrator отвечает за следующие функции:

  • управление жизненным циклом сетевого сервиса (от инсталляции до терминирования);
  • высокоуровневое управление ресурсами, валидация и авторизация запросов к виртуальной инфраструктуре. VNF Manager позволяет:
  • управлять жизненным циклом виртуальных сетевых объектов;
  • согласовывать взаимодействие между виртуальной инфраструктурой и N/EMS. VIM обеспечивает:
  • управление виртуальной инфраструктурой;
  • управление производительностью и мониторинг событий.

TM Forum и NFV
Мы уже отмечали, что развитием NFV занимаются рабочие группы ESTI. Тем не менее, исследованиями в области сетевой виртуализации также занимаются и другие ведущие организации отрасли, среди которых – TM Forum. Явным успехом TM Forum в этом направлении является развитие модели данных SID для логических ресурсов и упомянутый в начале статьи новый релиз Frameworks, где явно прослеживаются связи эксплуатации и виртуализации. В этом же русле находится одно из ключевых направлений – развитие стандартов интегрированной среды, ориентированной в том числе на программные компоненты сети и информационные системы управления.

Понимание эксплуатационных процессов и информационных объектов, вовлеченных в эти сложные процессные цепочки для обеспечения работы современного оператора, должны дать прозрачность как для оператора, так и для разработчика виртуальных сетевых решений. Как раз ответственность за создание такого понимания и берет на себя TM Forum.

ZOOM (Zero-touch Orchestration, Operations & Management)
Амбициозный проект, ориентированный на развитие эксплуатации виртуальной инфраструктуры современных операторов. Основной тезис в том, что виртуальные услуги требуют новых подходов эксплуатации. Как уже отмечалось, общая тенденция всей отрасли сфокусирована на повсеместном внедрении IT-под-ходов к управлению ресурсами и виртуализации услуг. Требования к взаимодействию всех функциональных уровней сети и систем управления определяют направление развития открытых интерфейсов взаимодействия, существенно расширяющих сегодняшние возможности систем OSS и сетевых технологий.

К этому примыкает вопрос взаимодействия поставщиков облачных решений и потребителей услуг. Очевидно, возникают вопросы изоляции и качества исполнения процессов эксплуатации для нескольких потребителей облачных услуг, использующих физически одну облачную платформу. Для реализации процессов управления на всей стадии жизненного цикла виртуальных услуг необходимо также соответствовать требованиям по времени исполнения (real-time) и по степени автоматизации (zero-touch).

Рассмотрим, что даст NFV оператору связи или что оператор даст NFV?

NFV для операторов мобильной связи
Современные мобильные сети построены на большом количестве разнообразного проприетарного оборудования и соответствующих этому оборудованию системах управления. Это обусловлено более коротким сроком жизни и более быстрыми темпами роста развития по сравнению с сетями фиксированной телефонной связи с их 150-летней историей. Для этих сетей, как и для конвергентных сетей мобильной и фиксированной связи, насущную необходимость обеспечить условия развития сети, унификации и прозрачности управления должны взять на себя NFV-сервисы. Консолидация различного сетевого оборудования должна снизить OPEX и существенно повысить конкурентоспособность. Одним из объектов виртуализации может служить ядро мобильных сетей EPC с виртуализацией функций MME, S-GW и т.д. Виртуализация IMS как платформы, обеспечивающей работу сервисов в EPC и других пакетных доменах, также является наглядным примером использования NFV. Отдельным вопросом остается реализация взаимодействия виртуальной компоненты мобильной сети и традиционной мобильной сети поколений 3G и 4G.

К преимуществам виртуализации в мобильных сетях можно отнести и снижение cовокупной стоимости владения, более эффективное использование ресурсов, большую доступность сервисов для потребителей и более гибкую управляемость сети, реагирующую на динамически меняющиеся потребности клиентов.

Минусы, обозначенные и самим ETSI, возвращают нас к пониманию сложности промышленной реализации, а именно: обеспечить прозрачность виртуальных сервисов для услуг потребителей, мониторинг, тестирование, диагностику и восстановление, разделить трафик управления от данных пользователей и выдержать показатели качества обслуживания и исполнения процессов. Эти проблемы заслуживают отдельного обсуждения, но уже за рамками данной статьи.

NFV для операторов сетей доставки контента
Рост влияния сетей CDN, особенно в области передачи видеотрафика, пожалуй, один из сильнейших факторов воздействия на дальнейшую эволюцию сетевой и операционной инфраструктуры оператора. Вопросы роста объемов данных и требуемого качества доставки до конечного потребителя являются ключевыми в борьбе за лояльность клиентов и стабильности роста доходов оператора.

Размещение проприетарного оборудования и кэш-серверов крупных CDN-провайдеров в сетях оператора имеет свои сложности, которые могут быть эффективно решены с помощью NFV. Динамическое выделение ресурсов для обработки и реализации услуг по передаче трафика, "полезное" использование оборудования, сложность в унифицированной эксплуатации общего ресурса сети – проблемы, которые должны решиться с переходом с узкоспециализированного железа на виртуальные сервисы NFV.

Вместо заключения

"Если что-то работает, значит, это уже устарело", – заключил великий канадский философ и исследователь медиа Маршалл Маклюэн, автор знаменитой "Галактики Гутенберга", в своей более поздней книге [3]. Этот тезис полностью справедлив для недавно построенных телекоммуникационных сетей NGN и мобильных сетей 3/4G. Становится уже ясным, что эти сети будут ре(э)волюционно преобразованы на базе стандартов виртуализации сетевых функций.

NFV в симбиозе с эксплуатационным управлением нового поколения даст отрасли новые колоссальные возможности развития виртуальных сред и создания новых операторских приложений в самых разных предметных областях. Перспективы NFV и соответствующих систем операционной поддержки такой новой виртуальной сетевой инфраструктуры заставляют серьезно задуматься о том, как будет выглядеть и управляться будущая сеть связи пост-NGN, базирующаяся на технологической сингулярности, где не будет различия между физическим и виртуальным телекоммуникационным оборудованием. n

Литература

  • Гольдштейн Б.С., Кучерявый А. Е. Сети связи пост-NGN. – СПб: БХВ-Петербург, 2013. – 160 с. ISBN 978-5-9775-0900-8.
  • Атцик А., Бакин С., Феноменов М. Управление транспортными сетями. Единое и программно-конфигурируемое? – "Мобильные телекоммуникации". – № 3. – 2014.
  • Маршалл Маклюэн. Понимание медиа. – М.: Кучково поле, 2011. ISBN 978-5-9950-0115-7

Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #4, 2014
Посещений: 17241

Статьи по теме

  Автор

Александр Гольдштейн

Александр Гольдштейн

Заместитель директора НТЦ "АРГУС"

Всего статей:  9

  Автор

Сергей Бакин

Сергей Бакин

Аспирант СПбГУТ, аналитик НТЦ АРГУС

Всего статей:  1

В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций