構(gòu)建Cloud Native時代，探索運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型之路

在6月28日開幕的2017年世界移動大會（MWCS 2017）上，中國移動通信研究院展示了與英特爾和中興通訊共同推進(jìn)的，基于容器技術(shù)支持NFV應(yīng)用微服務(wù)化的最新研究成果。在這個三方共同參與的項目中，英特爾提供了支撐和運(yùn)行微服務(wù)化NFV應(yīng)用的容器方案，還支持中興通訊開發(fā)了Cloud Native的vEPC應(yīng)用，用于該方案的測試驗證。中國移動通信研究院則為該項目的測試提供了支持。

Cloud Native + NFV：計算與通信加速融合

在2G、3G、4G時代，運(yùn)營商建網(wǎng)主要針對的是消費(fèi)者利用個人信息終端設(shè)備進(jìn)行通話及上網(wǎng)的需求。而隨著5G時代的加速來臨，運(yùn)營商不但會迎來移動互聯(lián)網(wǎng)的新一輪爆發(fā)，也有機(jī)會參與諸如物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等新型應(yīng)用和商業(yè)模式的構(gòu)建。一方面，這將為運(yùn)營商帶來更為廣闊的發(fā)展機(jī)遇；但另一方面，如果運(yùn)營商依然沿用基于專有體系，軟硬件間緊密耦合的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，那么就難以實現(xiàn)創(chuàng)新業(yè)務(wù)的快速開發(fā)、部署和交付，也就難以在這個網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施需要更開放、更靈活、更智能的時代，滿足各個行業(yè)和領(lǐng)域的需求。

因此，運(yùn)營商對于加速網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的需求正越發(fā)迫切。它們期待獲取更加先進(jìn)、易用和靈活的云計算技術(shù)，以構(gòu)建更加開放、靈活和智能的網(wǎng)絡(luò)。在這一背景下，以容器技術(shù)和微服務(wù)為基礎(chǔ)的、當(dāng)下云計算領(lǐng)域熱門的Cloud Native架構(gòu)，以及旨在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能及服務(wù)便捷部署、編排的NFV技術(shù)，逐漸成為云計算和通信領(lǐng)域的技術(shù)“新星”，贏得了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

但在此之前，無論是運(yùn)營商，還是技術(shù)提供商，在融合Cloud Native和NFV應(yīng)用這一課題上，尚處于概念驗證（Proof of Concept）階段。因此，如何發(fā)現(xiàn)和定位兩者融合過程中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，如何提供初步的解決方案并對其進(jìn)行可行性驗證，就成為了現(xiàn)階段業(yè)界關(guān)注的焦點。

針對這一挑戰(zhàn)，英特爾與中興通訊、中國移動共同合作，精準(zhǔn)定位了Cloud Native和NFV兩者進(jìn)行融合所面臨的幾大技術(shù)挑戰(zhàn)，并針對這些挑戰(zhàn)開發(fā)出了初步的解決方案或優(yōu)化方案，其中包括：

針對默認(rèn)設(shè)置狀態(tài)下的容器網(wǎng)絡(luò)性能不足，英特爾提出了用Virtio來取代容器默認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備veth，前者可通過容器對 Virtio DPDK的驅(qū)動支持，借助數(shù)據(jù)平面開發(fā)套件（DPDK）加速容器網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)高性能的用戶空間容器網(wǎng)絡(luò)連接或進(jìn)程間通信。

針對要為VNF共存的多個網(wǎng)絡(luò)平面提供多接口支持的需求，英特爾為Kubernetes的CNI網(wǎng)絡(luò)接口開發(fā)了Multus插件，可在一個pod中提供多個網(wǎng)絡(luò)接口支持。

針對容器編排器不支持EPA（增強(qiáng)型平臺感知，Enhanced Platform Awareness）功能，無法感知和利用可用的硬件加速功能的問題，英特爾為Kubernetes提供了節(jié)點功能發(fā)現(xiàn)功能，它能檢測集群中每個節(jié)點的硬件功能，并使用節(jié)點標(biāo)簽將這些功能公布出去。

l 面對VNF要基于微服務(wù)架構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，并在重構(gòu)之后進(jìn)行性能加速的需求，英特爾支持中興通訊開發(fā)了基于微服務(wù)架構(gòu)的Cloud Native vEPC應(yīng)用方案，并為其提供了基于SR-IOV的加速支持。

協(xié)作創(chuàng)新，加速網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型

截至目前，這個橫跨多方的協(xié)作創(chuàng)新項目不僅驗證了容器化的NFV應(yīng)用可在開放的平臺上運(yùn)行，還見證了利用容器技術(shù)支持NFV應(yīng)用微服務(wù)化的可行性及應(yīng)用潛能。同時，針對技術(shù)挑戰(zhàn)的分析，以及初步的解決方案和優(yōu)化方法的開發(fā)，也有助于為通信行業(yè)內(nèi)的其他用戶提供參考或借鑒，讓他們在遇到類似問題時能迅速找到適用的方案。此外，三方正致力于將相關(guān)的解決方案成果反饋給OPNFV開源社區(qū)，以進(jìn)一步強(qiáng)化這種行業(yè)支持和共贏效應(yīng)，借助社區(qū)的力量走向完善。

英特爾公司數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)解決方案部總經(jīng)理John Healy表示：“中國移動和英特爾密切合作推動網(wǎng)絡(luò)Cloud Native轉(zhuǎn)型，基于微服務(wù)架構(gòu)的Cloud Native將成為行業(yè)提供新一代服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)趨勢?；谌萜骷夹g(shù)支持NFV應(yīng)用微服務(wù)化，可提高資源利用率，重用底層虛擬化資源，無縫地分離應(yīng)用與平臺，并支持更快地組合新服務(wù)。在此次概念驗證中，通過采用DPDK、強(qiáng)化平臺感知（EPA），Multus和SRIOV CNI插件等技術(shù)，解決了諸如網(wǎng)絡(luò)性能、支持多個VNF接口和更好地利用底層資源等眾多挑戰(zhàn)。且在與中國戰(zhàn)略生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴中興通訊的合作下，實現(xiàn)了vEPC完全商業(yè)化的解決方案。我們期待深化這一合作關(guān)系，繼續(xù)關(guān)注這些技術(shù)，并使我們的廣大生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴從中受益。”

中國移動通信研究院大數(shù)據(jù)與IT技術(shù)研究所副所長侯志強(qiáng)表示：“中國移動通信研究院積極推動云計算技術(shù)，最基本的訴求在于進(jìn)行資源的整合和重構(gòu)，提升資源的利用率以及對管理和運(yùn)營的優(yōu)化，并基于云技術(shù)對業(yè)務(wù)進(jìn)行重構(gòu)和再設(shè)計，縮短業(yè)務(wù)部署周期，提升業(yè)務(wù)的運(yùn)營效率，最終實現(xiàn)在中國移動的云平臺、云技術(shù)之上構(gòu)建Cloud Native生態(tài)體系，為用戶提供更具特色、更優(yōu)質(zhì)的云服務(wù)。”

面向未來的5G時代，隨著移動通信數(shù)據(jù)應(yīng)用大爆發(fā)，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)連接和服務(wù)范圍即將從手機(jī)和平板等個人信息終端，進(jìn)一步拓展到汽車、VR/AR和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等全新領(lǐng)域，電信運(yùn)營商將持續(xù)加大在新技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用上的投入，為用戶創(chuàng)造新價值。下一步，英特爾還將與運(yùn)營商用戶和合作伙伴，圍繞Cloud Native，針對容器技術(shù)、微服務(wù)架構(gòu)與NFV應(yīng)用的進(jìn)一步融合，開展更為深入的研究和探索。

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