Руководство по SDN и NFV. 3. Инфраструктура NFV (NFVI) и менеджер VIM.

Часть 1 Введение: См. здесь.

Часть 2. Архитектура: См. здесь.

Инфраструктура NFV Infrastructure (NFVI), согласно определению рабочей группы ETSI по NFV, состоит из аппаратных и программных компонентов, представляющих собой среду для работы виртуальных сетевых функций VNF, которая показана на рис. 3.1.

31.JPG

Рис. 3.1. Инфраструктура NFV (NFVI).

NFVI состоит из трех основных доменов:

  • домена виртуализации при помощи виртуальных машин или контейнеров,
  • двух аппаратных доменов: вычислительного (серверы и хранилища) и домена сети (коммутаторы).

NFVI является средой для работы VNF от различных вендоров и должна соответствовать требованиям приложений, работающих в реальном времени, например, VoLTE. Приложения могут располагаться во многих дата-центрах, объединенных через SD WAN. NFVI также должны поддерживать различные требования по доставке услуг от различных приложений и должна поддерживать развёртывание как новых VNF, так и VNF созданных как образ существующих PNF.

Вычислительный домен

Этот домен включает ресурсы вычислений и хранения, которые обеспечивают работу VNF через уровень виртуализации (гипервизор). Эти ресурсы относятся к классу COTS, т.е. стандартному серверному оборудованию широкого применения. Ресурсы хранения могут относится как классу систем хранения общего пользования (NAS или SAN), или располагаться в самих серверах.

Оборудование COTS предоставляет оптимальное сочетание цены и производительности, а также обладает неблокирующей архитектурой, что требуется в большинстве приложений. Конфигурации такого оборудования обычно содержат большое число процессорных ядер, большие объемы оперативной памяти и поддержку возможностей ввода-вывода, таких как SR-IOV и сетевые интерфейсы (NIC) с поддержкой DPDK. Обычно требуется, чтобы это оборудование содержало избыточные компоненты для надежности (такие как источники питания, вентиляторы, сетевые карты NIC, процессоры управления, модули коммутаторов и пр.), которые устраняют появления аппаратных точек отказа.

Основные принципы построения для вычислительного домена – следующие:

  • Модульное и расширяемое оборудование, которое предоставляет для общего пользования коммуникационные сети, называемые иногда «тканью» (fabrics) по причине их плотности, а также источники питания, вентиляторы и корпуса.
  • Резервированные и высокодоступные компоненты без «единственных точек отказа», приводящих к отказу всего модуля (single point of failure) для:
    • Коммуникационных тканей (фабрик) из сетевых интерфейсов NIC и соединения корпусов («корзин») с оборудованием
    • Источников питания
    • Процессоров управления
  • Поддержка конфигураций коммуникационных фабрик для неблокирующей коммутации
  • Внеполосное (out-of-band) управление
  • Поддержка функций ввода вывода, таких как
    • — Single Root I/O Virtualization (SR-IOV)
    • — Data Plane Development Kit (DPDK)
  • Поддержка функционала для некоторых возможностей.
    • Ускорение компрессии
    • Команды вычислений, специфичные для сред передачи
    • Ускорение транскодирования и обработки графики

Домен виртуализации

Уровень виртуализации отделяет ПО VNF от аппаратных ресурсов домена вычислений, таким образом, VNF могут развёртываться на различных аппаратных ресурсах. Это осуществляется при помощи гипервизоров и виртуальных машин VM. VNF развёртывается на одной или нескольких виртуальных машинах. В некоторых случаях VM могут иметь непосредственный доступ к аппаратным ресурсам (например, сетевым картам) для лучшей производительности.

Этот домен предоставляет среду выполнения для VNF, которые используют интерфейс Vn-Nf и выполняются в среде OpenStack и Linux с использованием библиотеки виртуализации libvirt.

Домен сети

Домен инфраструктуры сети в первую очередь включает сетевые ресурсы, содержащие функции коммутации и маршрутизации. Примером могут служить коммутаторы TOR (Top of Rack), маршрутизаторы, проводные и беспроводные подключения, которые соединяют между собой вычислительные и хранительные ресурсы в NFVI и другие.

Домен сети может быть подразделён на две основные области:

  • Сеть NFVI, которая соединяет вычислительные и хранительные ресурсы, внутри NFVI, а также специальные коммутаторы и маршрутизаторы для внешних соединений.
  • Транспортная сеть, которая соединяет между собой различные NFVI или другие сетевые устройства, или терминалы, не содержащиеся внутри устройства NFVI.

Домен сети экспонирует внешние ресурсы для домена гипервизора через интерфейс (референсную точку) Vi-Ha с доменом вычислений. Он также использует референсную точку Ex-Nf (не показана на рис. 3.1, см. схему в конце части 2 Руководства) в качестве интерфейса с унаследованными невиртуализированными ресурсами.

Менеджер виртуальной инфраструктуры VIM

Менеджер виртуальной инфраструктуры VIM отвечает за контроль и управление вычислительными, хранительными и сетевыми ресурсами NFVI. Его функции следующие:

  • Занятие, апгрейд, высвобождение ресурсов NFVI и связывание виртуализированнх ресурсов с физическими ресурсами (вычисления, хранения и сети).
  • Поддержка управления передаточными графами VNF (VNF Forwarding Graphs), т.е. создание и поддержка виртуальных линков, виртуальных сетей, подсетей и портов, а также управление групповых политик безопасности.
  • Управление информацией о наличии ресурсов на основе репозиториев в аппаратных ресурсах NFVI и программных ресурсах, обнаружение возможностей и функций данных ресурсов.
  • Управление информации емкостью виртуализированных ресурсов NFVI и передача информации о них
  • Управление программными образами по требованию других функциональных блоков архитектуры NFV
  • Сбор информации о производительности и отказах оборудования, ПО и виртуальных ресурсов, передача результатов измерения производительности и информации о событиях и отказах, относящейся к виртуальным ресурсам.
  • Управление каталогами виртуальных ресурсов, которые могут использоваться в NFVI

VIM экспонирует возможности NFVI при помощи API внешним системам, таким как оркестратор NFV (NFVO, через интерфейс Or-Vi) или менеджер VNF (VNFM через интерфейс Vi-Vnfm).

Комбинация NFVI и VIM должна обеспечивать:

  • Высокую производительность виртуальных коммутаторов
  • Простоту в представлении и управлении сетями
  • Совместное использование сетевых технологий (VLAN, VXLAN, GRE) для совместной работы доменов, где используется та и или иная технология
  • Ускорение работы распределённых виртуальных маршрутизаторов
  • Быстрое восстановление линков после отказа

(Часть 4 см. здесь.)

 *   *   *

Снимок.JPG

Об авторе Алексей Шалагинов

Независимый эксперт
Галерея | Запись опубликована в рубрике Технологии с метками , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

5 комментариев на «Руководство по SDN и NFV. 3. Инфраструктура NFV (NFVI) и менеджер VIM.»

  1. Уведомление: Руководство по SDN и NFV. 7. Дескрипторы комплексных сетевых услуг EENSD | Телеком и ИТ

  2. Уведомление: Руководство по SDN/NFV. Глава 8. Структура политик. | Телеком и ИТ

  3. Уведомление: Руководство по SDN/NFV. Глава 9. СТРУКТУРА КОНТРОЛЛЕРА SDN (Часть 1). | Телеком и ИТ

  4. Уведомление: Руководство по SDN/NFV. Глава 9.2. Контроллеры SDN для дата-центров. | Телеком и ИТ

  5. Уведомление: Руководство по SDN/NFV. Глава 9.1 СТРУКТУРА КОНТРОЛЛЕРА SDN. | Телеком и ИТ

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s