核心网MANO构架介绍

1.NFV定义
NFV(Network Function Virtualization)&＃xff0c;即网络功能虚拟化&＃xff0c;将网络功能&＃xff08;包括网络地址转换&＃xff08;NAT&＃xff09;、防火墙、入侵检测、域名服务以及缓存等&＃xff09;从多个专有硬件&＃xff08;如层三交换机、路由器&＃xff09;分离。通过软件把网络服务以及相关的计算设备、存储设备整合起来&＃xff0c;给上一层应用交付完全虚拟化的接口。

NFV具备的优势&＃xff1a;

降低CAPEX&＃xff1a;减少企业对专有硬件的使用需求&＃xff0c;并且提供了按需付费的模式

降低OPEX&＃xff1a;简化网络服务的推出与管理&＃xff0c;即部署方便

加快服务投入市场的时间&＃xff1a;减少部署新服务的时间&＃xff0c;同时能够有效应对不断变化的业务需求&＃xff0c;抓住市场机遇&＃xff0c;提高投资回报率

提供无与伦比的敏捷性和灵活性&＃xff1a;能够根据需求扩大或降低服务&＃xff0c;能够在商用标准服务器上以软件实现业务创新&＃xff08;这不是革传统专用设备商的命吗&＃xff1f;&＃xff09;

CAPEX&＃xff1a;capital expenditures&＃xff0c;企业的资本性支出
OPEX&＃xff1a;operation expenditures&＃xff0c;运营成本

2.MANO定义
上一节中的NFV需要大量的虚拟化资源&＃xff0c;其资源需要一个高度的软件来管理&＃xff0c;业界称之为编排&＃xff08;Orchestration&＃xff09;。其实质是按不同的业务流程&＃xff08;库存系统、计费系统、配置工具及OSS等&＃xff09;对很多网络及软件元素进行编排、连接、监控、管理。

NFV MANO&＃xff08;网络功能虚拟化管理和编排&＃xff09;就是用于管理和协调虚拟化网络功能&＃xff08;VNF&＃xff09;和支撑软件组件的架构框架&＃xff0c;支持在虚拟机上部署与连接。

3.MANO的基本架构
ETSI&＃xff08;European Telecommunication Standard Institution&＃xff0c;欧洲电信标准协会&＃xff09;定义的MANO标准主要由三个功能块组成: NFV编排器、VNF管理器、虚拟基础设施管理器&＃xff08;VIM&＃xff09;。

NFV编排器&＃xff08;NFV Orchestrator&＃xff09;&＃xff1a;包括服务编排与资源编排&＃xff0c;实现控制新的网络服务并将VNF集成到虚拟架构中&＃xff0c;验证并授权NFV基础设施&＃xff08;NFVI&＃xff09;的资源请求。

VNF管理器&＃xff1a;Virtualized Networks Function Management&＃xff0c;管理VNF的生命周期

VIM&＃xff1a;Virtualized Infrastructure Management&＃xff0c;控制并管理NFV基础设施&＃xff0c;包括计算、存储和网络资源

另外MANO架构支持现有核心网络系统中的API&＃xff0c;以便跨多个网络域使用&＃xff0c;与其他厂商实现互操作。

4. vEPC MANO架构

vEPC MANO是虚拟核心网的云编排平台&＃xff0c;主要架构如上图所示。除了ETSI定义的NFVO、VNFM以及VIM三个部件外&＃xff0c;还需要配合EM&＃xff08;Element Management&＃xff09;以OSS/BSS使用。

5. vEPC 生命周期管理

VNF管理包括以下五个工作流程&＃xff1a;Onboard、Instantiate、Terminate、Upgrade、Scale。
该流程适用于以下三种情况&＃xff1a;

没有NFVO管理的OpenStack VIM
有NFVO管理的OpenStack VIM
没有NFVO管理的VMware VIM
6. Ericsson Virtual EPC MANO工具介绍
6.1 VIM工具
CEE&＃xff1a;Cloud Execution Environment&＃xff0c;是爱立信一个开源的NFVI平台&＃xff0c;数据中心可以看作一个计算、存储和网络的资源池&＃xff0c;CEE为该资源池对外提供了一个虚拟控制管理层

Atlas&＃xff1a;是CEE中的一个组件&＃xff0c;是爱立信对openstack 调度盘&＃xff08;Horizon&＃xff09;及编排引擎&＃xff08;Heat&＃xff09;的实现方式&＃xff0c;适用于小规模平台管理

ECM&＃xff1a;是编排器的一个组件&＃xff0c;适用于大规模的VNF部署&＃xff0c;具备编排器全部的功能。

vCenter Server&＃xff1a;是VMware 虚拟环境中的NFVI&＃xff0c;管理VMware虚拟环境中的虚拟主机、虚拟机和虚拟资源。

vCloud Server&＃xff1a;工作在vCenter Server的上一层&＃xff0c;允许多用户共享计算、存储、网络资源。

VNF-LCM app&＃xff1a;是ENM/OSS-RC的一部分&＃xff0c;主要用于VNF的生命周期管理&＃xff0c;也可以管理多个VNF服务&＃xff08;即多个EPC系统&＃xff09;&＃xff0c;支持open Stack Heat&＃xff08;CEE&＃xff09;和vCloud Director&＃xff0c;即是说无论应用爱立信的CEE还是VMware 的NFVI都可以使用VNF-LCM app进行管理。如2.5节的内容就是生命周期管理应用的工作流程&＃xff0c;适用于大规模系统。在不同的工作流程中需要借用特定的Element工具实现VNF资源的调用。

6.2 NFV LCM工具
Atlas&＃xff1a;适用于单个数据中心的生命周期管理&＃xff0c;支持多个VNF的Instantiate、Scale、Terminate的工作流程。

ECM&＃xff1a;支持多个VNF的Onboard、Instantiate、Scale、Terminate的工作流程&＃xff0c;所以适用于大规模系统。

BCAT&＃xff1a;包含Instantiate、Scale、Terminate的工作流程使用的脚本。

6.3 NFV-LCM过程使用工具介绍

6.3.1 配置工具
CCR-Tool&＃xff1a;Customer Configuration Requirement Tool&＃xff0c;是一种生成VNF特定的配置加载文件的通用工具&＃xff0c;以促进高效的网络配置和节点集成。

BCAT-Tool&＃xff1a;用于创建基本的NFV配置和3GPP协议接口在外部节点与Elements System之间进行连接。

6.3.2 验证工具
AAT&＃xff1a;Automated Acceptance Tests, 实现在升级或重新配置之后自动验证测试用例。操作者可以减少他们的测试时间和成本。目前可应该在WCDMA跟LTE系统的接入测试&＃xff0c;可以替代部分手动测试&＃xff0c;支持LTE负荷测试。

CNOM&＃xff1a;Core Network Operations Manager&＃xff0c;是一个基于GUI的应用程序&＃xff0c;用于简化生命周期的测试用例

PDC Tool&＃xff1a;是一个内部工具&＃xff0c;用于收集PM数据和创建性能测试报告

6.3.3 监控工具
CNOM&＃xff1a;核心网络运营管理器(Core Networks Operations Manager)&＃xff0c;用于分析基于事件的数据(EBM)。CNOM提供一系列简化不同用例的应用程序&＃xff0c;例如:跟踪、故障排除、健康检查报告

TMA&＃xff1a;Traffic Monitoring and Analysis&＃xff0c;是一种流量监视和分析工具&＃xff0c;它可以聚合和存储来自VNFs的EBM流的事件数据&＃xff0c;并为仪表板和报告查询存储的数据。kpi、计数器和事件处理可以灵活地添加或更改

OSS Navigator: 是一个可伸缩的服务管理产品&＃xff0c;支持一些定制需求&＃xff0c;是OSS-RC的简化版本&＃xff0c;所以只适用于小型部署。其功能专注于监控服务保证和服务质量。包括网络与服务基础设施的可用量及剩余量。

OSS-RC/ENM&＃xff1a;ENM是爱立信替代OSS-RC的Element Manager&＃xff0c;直接对接VNFS的接口&＃xff0c;不依赖任何特殊的云功能。

6.3.4 故障诊断工具
CNOM&＃xff1a;核心网络运营管理器(Core Networks Operations Manager)&＃xff0c;用于分析基于事件的数据(EBM)。CNOM提供一系列简化不同用例的应用程序&＃xff0c;例如:跟踪、故障排除、健康检查报告

6.3.5 报告工具
CNOM&＃xff1a;核心网络运营管理器(Core Networks Operations Manager)&＃xff0c;用于分析基于事件的数据(EBM)。CNOM提供一系列简化不同用例的应用程序&＃xff0c;例如:跟踪、故障排除、健康检查报告

PDC-Tool&＃xff1a;从节点收集PM数据并创建报告。

ENIQ-Stats&＃xff1a;用于存储PM数据并创建报告。OSS-RC用于设置PM作业和检索PM文件

TMA&＃xff1a;监控来自VNFS的EBM数据流的同时也生成报告。

6.3.6 尺寸工具
CANDI&＃xff1a;一种标注工具&＃xff0c;用于估计给定流量模型所需的节点数量。

PDC-Tool&＃xff1a;提供尺寸计算的信息。