Как проблемы операторов связи решит Network Function Virtualization (NFV)?

Сети операторов постоянно пополняются новыми устройствами, санкции заставляют переходить на других производителей, импортозамещение дополняет картину и приводит к полному зоопарку. Новые сервисы ведут к закупке новых устройств, поиску места для размещения и дополнительных мощностей по электропитанию. Собственный проприетарный интерфейс для каждого устройства, проблемы интеграции с уже существующим железом, ведет к поиску новых или обучению имеющихся ИТ-специалистов. Это ведет к росту затрат и увеличению времени подключения и активации новых сервисов для всеядных пользователей.

Network Function Virtualization (NFV) - виртуализация сетевых функций, которая позволит пересмотреть подходы к созданию архитектуры сети и позволит перенести сетевые функции в виртуальное пространство на базе стандартных серверов, размещенных в центрах обработки данных, сетевых узлах или офисах корпоративных клиентов, а также вдвое сократить потребление электроэнергии.

По мнению экспертов Vodafone Research внедрение NFV у операторов связи предположительно сократит OPEX на 60% в течение трех лет, CAPEX – на 59% в течение пяти лет. При этом ожидается, что загрузка оборудования повысится на 20–30%.

Некоторые могут сказать: «Стоп, а разве программно-определяемые сети (SDN) не закроют эти задачи?»

Network Function Virtualization является дополнением к программно-определяемым сетям (SDN), но может реализовываться как совместно, так и отдельно друг от друга. Давайте разберемся, в чем принципиальные отличия между ними?

Архитектуру виртуализации сетевых функций (NFV), разработанную ETSI, описывает документ ETSI GS NFV-0010 V0.1.7 и выглядит она следующим образом:

Архитектура NFV включает следующие основные элементы:

• VNF (Virtual Network Function) – виртуальная сетевая функция, например: DNS, DHCP, коммутатор, маршрутизатор, балансировщик или базовая станция и т.д.
• EMS (Element Management System) – система управления и администрирования одной или несколькими VNF.
• NFVI (Network Function Virtualization Infrastructure) – инфраструктура NFV: аппаратные и программные ресурсы в физическом и виртуальном виде, на которых работают виртуальные сетевые функции VNF. Могут находиться локально или быть распределенными территориально и соединены сетью оператора.
• Hardware Resourses (аппаратные ресурсы, то есть вычислительные, сетевые и ресурсы хранения) – в это физическая часть инфраструктуры NFVI - любой стандартный коммутатор, или физический сервер, или устройство хранения и т.д.
• NFV Orchestrator (оркестратор NFV) – администрирование инфраструктуры NFV программными ресурсами, создание законченной услуги из нескольких VNF.
• VNF Manager – менеджер отвечает за жизненный цикл VNF: инсталляция, активация, масштабирование, обновление и терминирование. Может отвечать за работу одной или нескольких VNF.
• Virtualized Infrastructure Manager (менеджер виртуальной инфраструктуры) – отвечает за взаимодействие виртуальной сетевой функции с аппаратными и программными ресурсами и инвентаризацию имеющихся ресурсов, а также отвечает за сбор событий и вопросы производительности.

К факторам, сдерживающим развитие NFV, можно отнести следующие:

• Стандарты и совместимость. Стандарты NFV еще не до конца разработаны, что привносит разнобой в вендорные реализации, вызывает проблемы совместимости реализаций NFV различных вендоров, а также риски в стратегиях операторов и сервис-провайдеров.
• Техническая зрелость. Хотя большинство новых NFV-технологий только находится в состоянии тестирования, многие операторы связи уже начинают внедрять NFV.

• Неясность ценности для бизнеса. Первые коммерческие реализации NFV появились только в 2015 г. Ценность для бизнеса от реализации NFV пока лежит в теоретической плоскости и реальных подтверждающих кейсов все еще недостаточно.
• Проблемы миграции. Миграция традиционной сетевой инфраструктуры к архитектуре NFV является сложной и многоступенчатой задачей. В настоящее время операторы и вендоры оборудования пока не имеют систематического опыта подобных переходов и убедительных «историй успеха».
• Проблемы организационной структуры. В настоящий момент в структуре практически любого оператора связи департамент информационный технологий (IT) и технический департамент сети связи оператора (СТ) организационно разделены. Между тем, NFV и SDN относятся именно к сфере IT. Поэтому требуется не только трансформация базовой сети оператора, но и его организационной структуры. А это довольно нетривиальная и болезненная задача. Однако, после ее завершения, как внутренняя корпоративная сеть оператора, так и его базовая сеть, будут иметь единую инфраструктуру, что приведет как снижению накладных расходов, так и к повышению эффективности бизнеса.
• Мониторинг производительности и качественных параметров сети. Первопроходцы и пионеры столкнулись с проблемой, что существующие системы мониторинга не адаптированы под задачу NFV. Если мы ведем речь о частичной замене оборудования на стандартные сервера, то и аппаратные решения для мониторинга каналов связи должны быть тоже заменены на программное решение для установки на стандартный сервер. И такие решения уже появляются, например, TruSpeed NFV от Viavi Solutions.

Переход к NFV можно сравнить только с переходом от аналоговых телефонных станций к цифровым в начале 70-х годов, когда производителям оборудования понадобилось такая же переориентация и такое же переоснащение. В то время также было много дискуссий на тему о том, чем «цифра» лучше?. И такие примеры можно приводить в большом количестве, но виртуализация сетевых функций позволит отвечать на требования пользователей в части новых услуг существенно быстрее и сможет сократить расходы на модернизацию сети.

Всегда на связи, Игорь Панов

См. также:

• Технология 5G: как оценивают качество каналов связи MIMO?

• Какие функциональные возможности должны быть у решения для мониторинга производительности сети?

• Решения Network Performance Monitoring (NPM). Руководство покупателя!

• Обзор решений Viavi Solutions: Observer Matrix и Observer TAPs