Часть 1. Введение: cм. здесь.

2. Архитектура

На рисунке 2-1 показана обобщенная архитектура концепции SDN и NFV.  Эта архитектура реализуется программно (виртуально), за исключением OSS/BSS и PNF, которые являются унаследованными от традиционной физической инфраструктуры оператора. Физической средой для работы всей инфраструктуры (за исключением PNF) является NFVI (NFV Infrastructure).

Рис. 2-1. Обобщенная архитектура SDN/NFV.

Ниже перечислены функциональные блоки и их назначение:

NFVI (Network Function Virtualization Infrastructure): инфраструктура виртуализации сетевых функций, в которой развёртываются и работают виртуальные сетевые функции VNF. NFVI физически состоит из стандартного вычислительного оборудования общего назначения COTS (Commercial Off The Shelf: серверы, хранилища, коммутаторы). В этом состоит основное отличие физической инфраструктуры NFVI от физической инфраструктуры обычных сетевых функций (PNF), реализованных в физическом («монолитном») сетевом оборудовании.

VNF (Virtualized Network Functions): виртуализованные сетевые функции, которые работают в инфраструктуре NFVI.

PNF (Physical Network Functions): физические сетевые функции, которые реализованы на выделенном физическом оборудовании и специализированном программном обеспечении. Это оборудование и ПО унаследованы от традиционной архитектуры операторской сети.

VIM (Virtualized Infrastructure Manager): менеджер виртуализированной инфраструктуры, который управляет вычислительными, хранительными и сетевыми ресурсами NFVI (серверами, системами хранения и коммутаторами). Он также может управлять физической инфраструктурой PNF.

VNFM (VNF Manager): менеджер виртуальных сетевых функций , который отвечает за управление «жизненным циклом» VNF: развёртывание, модификация, масштабирование, сцепка для создания сетевых услуг и приложений, выключение и деактивация).

Общий Оркестратор EEO (End-to-End Orchestrator), функция оркестрации сетевых услуг, которая отвечает за управление «жизненным циклом» сетевых услуг. Функция оркестрации имеет также под-функции, относящиеся к различным аспектам оркестрации. Оркестрация VNF выполняется NFVO (NFV Orchestrator), который является частью общего оркестратора.

Каталоги и репозитории, собрание файлов дескрипторов, шаблонов рабочих процессов, скриптов предоставления услуг (provisioning scripts), и пр., которые используются менеджером VNFM, общим оркестратором и оркестратором услуг и приложений работы с VNF и для составления виртуальных сетевых услуг NFV и SDN.

Функция обеспечения надежности услуг SA (Service Assurance), которая собирает предупреждающие сообщения и мониторит данные. Приложения внутри SA, или работающие с SA, могут использовать эти данные для корреляции ошибок, анализа исходных причин событий, анализа воздействия услуг, администрирования SLA, мониторинга безопасности и аналитики, и пр.

SDN-контроллеры, которые могут включать четыре вида контроллеров:

• SDN-контроллер дата-центра, DC SDN Controller, который создаёт логические сети внутри дата-центра (в котором физически находится инфраструктура NFVI).
• Контроллер глобальной сети  SDN WAN (SDN WAN  Controller), который организует логические подключения через глобальную сеть WAN (Wide Area Network) между дата-центрам, в которых находится распределённая инфраструктура NFVI. Такие подключения называют DCI – Data Center Interconnect.
• Контроллер доступа SDN (Access SDN Controller), отвечает за управление доменами проводного или беспроводного доступа сети оператора.
• Контроллеры доменов, специфичных для вендорских решений (Domain/Vendor-Specific Controller). Такие контроллеры могут потребоваться в случае обработки специфических вендорских или технологических доменов, при отсутствии стандартных интерфейсов или для целей масштабирования.

Оркестратор услуг и приложений, который взаимодействует с порталом  пользователя, и отвечает за предоставление каталога услуг для этого портала.

Порталы, которые включают пользовательские порталы, где пользователи могут заказывать, модифицировать и контролировать их услуг, а также портал для операционного персонала оператора (Ops portal).

EMS (Element Management System) система управления сетевыми элементами , это унаследованная система управления традиционными сетевыми элементами, построенными на физическом сетевом оборудовании.

OSS/BSS, системы управления операциями и бизнес-процессами (Operations Support Systems and Business Support Systems), также унаследованные от традиционной архитектуры сети оператора. OSS/BSS заказывают необходимые функций, обеспечивают работу и надежность услуг, биллинг, формирование тикетов об ошибках, взаимодействие с персоналом техподдержки и выполняют другие функции для операционных и бизнес-процессов сети оператора.

Следует отметить, что хотя эти системы показаны внутри архитектуры SDN/NFV, это наиболее проблемная область при реализации проекта виртуализации сети оператора связи. Интерфейсы между OSS/BSS до сих пор не проработаны достаточно детально. Частично это объясняется разнообразием проприетарных решений OSS/BSS от различных вендоров. 

Различные типы каталогов и репозиториев включают:

• С1 – каталог VNF (например, BNG, PCRF…)
• С2 – каталог сетевых услуг SDN, например, услуга IP VPN, услуга управления сетью через определённые длины волн (lambda service) для транспортной SDN (T-SDN) и пр.
• С3 – каталог сетевых услуг, построенных из VNF.

С1 используется VNFM для управления жизненным циклом VNF. Файлы дескрипторов сообщают VNFM как создавать VNF, в т.ч. идентифицировать виртуальные машины (VM) для работы VNF, определяют требуемые логические пути через сеть, свойства масштабирования VNF, и пр.

С2 используется SDN-контроллером, причём, информация о том, как управлять услугами, используя модели данных, находится в самом контроллере.

С3 используется общим оркестратором. Дескриптор сетевой услуги может содержать информацию о передаточном графе VNF (VNF forwarding graph) и связанных с этим графом дескрипторах, виртуальных линках, логических сетевых соединениях через WAN, а также о требуемых PNF и скриптах конфигурации, которые могут понадобиться для для составления и активации полной сетевой услуги.

Заметим, что определённые услуги могут использоваться рекурсивным образом. Например, услуга, представленная общим оркестратором, может опираться на услугу соединения, представленную контроллером WAN SDN, и может быть опубликована в каталоге С2 услуг SDN, а услуга, опирающаяся только на функционал VNF, может быть опубликована в каталоге VNF С1.

В архитектуре имеются также различные репозитории, которые обновляются на основе активности EEO, VNFM, VIM и SA:

• Экземпляры VNF.
• Ресурсы VNF.
• Экземпляры сетевых услуг и ресурсов.
• Инвентарная информация, например, информация о топологии сетевых услуг.
• Репозиторий предупреждающих сообщений из SA и информация о работе и производительности услуги.

Более детализированная типовая архитектура SDN/NFV с указанием референсных точек, разработанная в институте ETSI, показана на рис. 2.2.

Прочитать о том, чем отличаются референсные точки от интерфейсов, а также подробнее ознакомиться с архитектурой SDN/NFV, можно здесь.

Рис. 2-2. Детализированная архитектура SDN/NFV для оператора связи.

(Продолжение здесь ). 

*   *   *