基于NFV的端局机房云化数据中心架构研究

1 引言

网络功能虚拟化（NFV，Network Function Virtualization）提供了一种新的方法，这种方法可以实施和管理控制网络功能。并且，这种方法可以激励新网络功能的开发和部署。现有网络不能满足网络环境的快速变化和较大范围的服务类型，这些导致了大量物理资源的浪费。本文对于基于NFV的端局机房云化数据中心进行了研究，提出了基于NFV的端局机房云化数据中心架构。

2 传统端局机房组成部分及流程运转

客户终端设备上行可连接无源光纤网络，下行可连接具体业务设备，以完成待接入网络与用户设备的有效连接。光网络单元也即小区/企业中的光纤分路器。光纤线路终端可实现两个功能：将网线传输的信号转化成光信号并于小区/企业的光网络单元相连；有效实现了对光纤分路器的管控等功能。端局机房和固网通过宽带接入服务器进行连接。各组成部分均需要专用硬件设备和专业运营及运维团队。

基于NFV的云化端局机房架构将数据处理类应用转移，从在硬件应用层面的运行转移到在虚拟机上运行。并且，基于NFV的云化端局机房架构通过服务器整合和使用通用硬件替代了高边际利润率专用设备，同时实现了基于软件的编排架构。

3 基于NFV的端局机房云化数据中心架构

目前许多运营商都试图在电信网络领域进行创新，以支持未来的电信网络需求。云计算技术和大规模数据中心的快速发展为运营商的创新带来契机。许多运营商在云基础设施上使用NFV技术重新部署传统的运营功能。本文以云化数据中心的形式架构局端机房，在新架构中，基于NFV的端局机房以网络服务及租户应用的形式提供基础设施服务。本文主要将传统端局机房的光纤线路终端（OLT）、客户终端设备（CPE）、宽带网络网关控制设备（BNG）进行虚拟化，以支持虚拟光纤线路终端（VOLT）、虚拟客户终端设备（VCPE）、虚拟宽带网络网关控制设备（VBNG）接入基于NFV的云化数据中心端局机房。

本文将现有设备光纤线路终端、宽带网络网关控制设备、虚拟客户终端设备均进行了虚拟化实现。虚拟化现存的硬件设备，转换每一个设备成为相应功能软件服务并且运行软件服务于通用硬件上。网络服务功能将以新的方式分解并重新包装对用户提供。基于NFV的端局机房云化数据中心架构图中采用两级交换结构，底层交换机连接虚拟光纤线路终端、虚拟宽带网络网关控制设备、虚拟客户终端设备、动态主机配置协议、远程用户拨号认证协议及具有输入/输出功能的接入链路。而且，虚拟光纤线路终端、虚拟宽带网络网关控制设备、虚拟客户终端设备、动态主机配置协议、远程用户拨号认证协议均可承载于通用硬件资源之上。

4 结束语

本文提出的端局机房云化数据中心架构，基于网络功能虚拟化的硬件设备和软件功能解耦，通过虚拟化方式实现了一个开放且灵活的网络环境，并有效降低了用户对于已有硬件设备的依赖度。基于网络功能虚拟化的端局机房云化数据中心架构实现了服务器整合，并且，专用硬件设备被通用硬件替代，同时还融合了基于网络功能虚拟化的编排架构。进而，有效减少了资本性支出和运营及运维成本。并且，进一步使得新业务的部署及推广发布具有较高的灵活性和伸缩性。同时，由于摆脱了专用硬件设备更新换代的限制，还有效增强了业务创新能力。

[1]Mijumbi, R.; Serrat, J.; Gorricho, J.-L.; et al , Management and orchestration challenges in network functions virtualization, Communications Magazine on IEEE, Vol. 54, No. 1,p98 – 105,2016

[2]Wu, J.; Ota, K.; Dong, M.; Li, C., A Hierarchical Security Framework for Defending against Sophisticated Attacks on Wireless Sensor, Access on IEEE, No. 99,p1-1,2016