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整合IT底層技術 發展彈性靈活業務配置

2016-12-02
由資訊科技領頭的企業轉型聲浪已蔓延到各行各業,背後推動的力量,即是進入數 位化時代後,產業邊界逐漸模糊,未來企業所面對的市場將更加嚴峻,對手不再只有以往的同業,跨領域競爭將成為常態。
即便是進入門檻相當高的電信運營商,近年來也無法避免OTT(Over the Top)服務業者侵蝕語音、簡訊等本業的獲利,紛紛擬定轉型策略。例如AT&T、Verizon等國際級電信運營商,正階段性地開展新世代軟體定義網路(SDN)建構策略,基於歐洲電信標準協會(ETSI)提出的網路功能虛擬化(NFV)框架實作,以降低CAPEX(資本支出)與OPEX(維運支出)方式,讓網路基礎架構實現彈性配置、靈活調整,藉此縮短新興應用服務上市時程,才有能力正面迎戰接踵而來的市場競爭。

OTT顛覆市場 運營商亟待轉型

最近幾年探討的SDN概念,大多是依據開放網路基金會(ONF)推廣的控制平面(Control Plane)與轉發平面(Forwarding Plane)脫鉤,彼此透過OpenFlow、NETCONF、BGP等通訊協定溝通,並基於Linux基金會主導的OpenDaylight專案架構控制器(Controller)平台,以Flow為單位設計執行命令。傳統以來的SNMP、CLI等網管方式,亦可採用開放的RESTful API來實作,讓網路環境的配置得以因應新服務上線需求快速調整。

SDN之所以得到關注與支持,思科台灣技術長馮志良觀察,除了企業積極發展的雲端運算平台,可藉此改善以往不夠彈性的網路架構,關鍵因素之一亦包含藉此打破長期仰賴特定設備廠商的現況,改由白牌交換器接受Controller命令執行轉發功能即可,以便藉此降低建置成本。因此在SDN概念下,現階段的運營商轉型需求反而較企業端資料中心來得殷切。

Brocade台灣區總經理蔡穎碩指出,電信運營商的網路環境本就是IP網路,只是功能面架構在封閉式系統。近年來運營商面臨新興的OTT業者挾IT技術研發能力,提供終端用戶通訊、通話服務,嚴重影響電信業者的本業營收,成為驅動變革的幕後推手。


▲歐洲電信標準化協會(ETSI)發布的文件中指出,SDN控制器可能建立在NFV架構框架中的位置,包含於虛擬化基礎架構管理、VNF、整合於NFVI、OSS/BSS,或是實體網路功能(PNF)。(資料來源:http://www.etsi.org/)

生態系整合 實踐NFV框架

然而,馮志良亦觀察到,白牌設備商以定義較完整的OpenFlow 1.3版本研發設計後發現仍不盡如人意,畢竟OpenFlow是很低階的作法,主要訴求為彈性,可在特定應用場景中發揮,尚未發展成為普遍性的通訊協定。對此,VMware大中華區NSX產品技術總監葉逾健亦發現,身為南向溝通重要協定的OpenFlow對於Flow的定義不夠豐富,在無法仰賴單一協定落實SDN的情況下,硬體廠商為了讓概念可行,勢必需要自行研發設計更多機制,以至於造成軟體與硬體皆需採用相同廠商的技術才可運行。原本SDN被提出的用意,是為了建立開放式架構,近年來發展至今,過往封閉的問題卻仍舊存在。

當然,國際級的OTT業者像是Facebook、Google等,本就擁有龐大IT技術能量,自然可自行開發程式來突破通訊協定方面的限制,但是多數的企業端環境、甚至電信運營商,則通常未具備足夠的技術研發能力,因此運營商初期並未採用ONF規範,而是以歐洲電信標準化協會(ETSI)所制定的NFV框架為基礎,如今已成為運營商一致的發展方向,包含:所有網路功能皆轉換為VNF(Virtualized Network Function)、VNF運行於x86平台與虛擬化技術佈建的NFVI(NFV Infrastructure)、整合管理與依據業務需求配置的NFV-MANO(NFV Management and Orchestration)。

由此框架的組成元件不難發現,打造NFV運行環境,絕非單一領域技術得以完整實作,必須結合網通設備、晶片、Hypervisor、Orchestration軟體、網路管理軟體等技術領域共同發展才得以實踐。

虛擬化技術加持 彈性擴展網路架構

在伺服器虛擬化被廣泛應用後,Hypervisor技術發展至今已趨成熟,除了可運行應用服務系統,舉凡防火牆、負載平衡等網路功能,各個領域的技術供應商幾乎皆有推出軟體版本,可架構於伺服器虛擬化平台之上。葉逾健說明,儘管NFV的架構設計是以開放原始碼為主,實作軟體定義網路仍無法避免須撰寫程式來執行,商業版的VMware NSX正可簡化基礎架構的複雜度,讓Workload得以被靈活伸展,或是跨資料中心連接運行;同時在Hypervisor層提供分散式邏輯路由(Distributed Logical Router,DLR)機制,讓底層的東西向路由交換直接於Hypervisor Kernel內執行。

其實以目前IT技術而言,建置NFV基礎架構與網路功能問題不大,唯一較多被質疑之處,馮志良觀察,在於x86平台處理網路封包的效能,儘管Intel亦有推出Data Plane開發套件(DPDK)來改善,但目前仍無法趕上軟硬整合式設備的運行能力。

Brocade資深技術顧問陳廣融說明,DPDK的用途主要在於補足Intel x86處理器對I/O的處理能力。由於網路傳輸行為是基於相同連接埠的流量進出,需要同時具備控制流量與實際用戶流量的處理能力。以物聯網應用場景來看,連網設備相當多的應用環境,即須要具備控制流量處理能力,以免在感知器同時回傳資料時出現效能瓶頸;至於實際用戶流量,特性是量大且同質性高,典型的應用即為電信網路中日漸增多的信令系統(Signaling System)。此兩種應用模式,皆可借助NFV框架的彈性執行擴充。

至於NFV框架中的MANO,是由虛擬化基礎架構管理(VIM)、VNF生命周期管理(VNF Manager)、執行工作編排與協調控管(NFV Orchestration)等三種不同模組功能的結合,亦有不同的開源項目構建模型,例如ETSI OSM、OpenStack Tacker、Open-O等專案,目前仍持續地發展與演進中。但可以確定的是,陳廣融認為,從國際級電信業者,諸如Verizon、AT&T、中國電信、中國聯通,皆已自行研擬發展白皮書,確定未來網路架構的發展方向來看,運營商欲建立一致化、自動化的智慧型控管能力,勢必得發展NFV與SDN整合式架構。


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