構建Cloud Native時代,探索運營商網絡轉型之路
在6月28日開幕的2017年世界移動大會(MWCS 2017)上,中國移動通信研究院展示了與英特爾和中興通訊共同推進的,基于容器技術支持NFV應用微服務化的***研究成果。在這個三方共同參與的項目中,英特爾提供了支撐和運行微服務化NFV應用的容器方案,還支持中興通訊開發了Cloud Native的vEPC應用,用于該方案的測試驗證。中國移動通信研究院則為該項目的測試提供了支持。
Cloud Native + NFV:計算與通信加速融合
在2G、3G、4G時代,運營商建網主要針對的是消費者利用個人信息終端設備進行通話及上網的需求。而隨著5G時代的加速來臨,運營商不但會迎來移動互聯網的新一輪爆發,也有機會參與諸如物聯網、車聯網等新型應用和商業模式的構建。一方面,這將為運營商帶來更為廣闊的發展機遇;但另一方面,如果運營商依然沿用基于專有體系,軟硬件間緊密耦合的網絡設備,那么就難以實現創新業務的快速開發、部署和交付,也就難以在這個網絡基礎設施需要更開放、更靈活、更智能的時代,滿足各個行業和領域的需求。
因此,運營商對于加速網絡轉型的需求正越發迫切。它們期待獲取更加先進、易用和靈活的云計算技術,以構建更加開放、靈活和智能的網絡。在這一背景下,以容器技術和微服務為基礎的、當下云計算領域熱門的Cloud Native架構,以及旨在實現網絡功能及服務便捷部署、編排的NFV技術,逐漸成為云計算和通信領域的技術“新星”,贏得了業界的廣泛關注。
但在此之前,無論是運營商,還是技術提供商,在融合Cloud Native和NFV應用這一課題上,尚處于概念驗證(Proof of Concept)階段。因此,如何發現和定位兩者融合過程中的關鍵挑戰,如何提供初步的解決方案并對其進行可行性驗證,就成為了現階段業界關注的焦點。
針對這一挑戰,英特爾與中興通訊、中國移動共同合作,精準定位了Cloud Native和NFV兩者進行融合所面臨的幾大技術挑戰,并針對這些挑戰開發出了初步的解決方案或優化方案,其中包括:
l 針對默認設置狀態下的容器網絡性能不足,英特爾提出了用Virtio來取代容器默認的網絡設備veth,前者可通過容器對 Virtio DPDK的驅動支持,借助數據平面開發套件(DPDK)加速容器網絡連接,實現高性能的用戶空間容器網絡連接或進程間通信。
l 針對要為VNF共存的多個網絡平面提供多接口支持的需求,英特爾為Kubernetes的CNI網絡接口開發了Multus插件,可在一個pod中提供多個網絡接口支持。
l 針對容器編排器不支持EPA(增強型平臺感知,Enhanced Platform Awareness)功能,無法感知和利用可用的硬件加速功能的問題,英特爾為Kubernetes提供了節點功能發現功能,它能檢測集群中每個節點的硬件功能,并使用節點標簽將這些功能公布出去。
l 面對VNF要基于微服務架構進行重構,并在重構之后進行性能加速的需求,英特爾支持中興通訊開發了基于微服務架構的Cloud Native vEPC應用方案,并為其提供了基于SR-IOV的加速支持。

協作創新,加速網絡轉型
截至目前,這個橫跨多方的協作創新項目不僅驗證了容器化的NFV應用可在開放的平臺上運行,還見證了利用容器技術支持NFV應用微服務化的可行性及應用潛能。同時,針對技術挑戰的分析,以及初步的解決方案和優化方法的開發,也有助于為通信行業內的其他用戶提供參考或借鑒,讓他們在遇到類似問題時能迅速找到適用的方案。此外,三方正致力于將相關的解決方案成果反饋給OPNFV開源社區,以進一步強化這種行業支持和共贏效應,借助社區的力量走向完善。
英特爾公司數據中心網絡解決方案部總經理John Healy表示:“中國移動和英特爾密切合作推動網絡Cloud Native轉型,基于微服務架構的Cloud Native將成為行業提供新一代服務的關鍵技術趨勢。基于容器技術支持NFV應用微服務化,可提高資源利用率,重用底層虛擬化資源,無縫地分離應用與平臺,并支持更快地組合新服務。在此次概念驗證中,通過采用DPDK、強化平臺感知(EPA),Multus和SRIOV CNI插件等技術,解決了諸如網絡性能、支持多個VNF接口和更好地利用底層資源等眾多挑戰。且在與中國戰略生態系統合作伙伴中興通訊的合作下,實現了vEPC完全商業化的解決方案。我們期待深化這一合作關系,繼續關注這些技術,并使我們的廣大生態系統合作伙伴從中受益。”

中國移動通信研究院大數據與IT技術研究所副所長侯志強表示:“中國移動通信研究院積極推動云計算技術,最基本的訴求在于進行資源的整合和重構,提升資源的利用率以及對管理和運營的優化,并基于云技術對業務進行重構和再設計,縮短業務部署周期,提升業務的運營效率,最終實現在中國移動的云平臺、云技術之上構建Cloud Native生態體系,為用戶提供更具特色、更優質的云服務。”

面向未來的5G時代,隨著移動通信數據應用大爆發,運營商網絡連接和服務范圍即將從手機和平板等個人信息終端,進一步拓展到汽車、VR/AR和物聯網設備等全新領域,電信運營商將持續加大在新技術研發和應用上的投入,為用戶創造新價值。下一步,英特爾還將與運營商用戶和合作伙伴,圍繞Cloud Native,針對容器技術、微服務架構與NFV應用的進一步融合,開展更為深入的研究和探索。