核心网为什么要搞虚拟化（NFV）？

作者：小枣君@鲜枣课堂 2018-04-11 14:56:47

云计算

虚拟化 稍微懂一点通信的同学，一定知道，移动通信网络虽然包括很多组成部分，但实质上，就分为两侧：一个无线侧，一个网络侧。

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稍微懂一点通信的同学，一定知道，移动通信网络虽然包括很多组成部分，但实质上，就分为两侧：一个无线侧，一个网络侧。

无线侧&网络侧

无线侧，关注重点是无线接口，也就是信号质量、网络覆盖。网络侧，关注重点是路由转发和数据处理，其实也就是业务管理。

网络侧通常也直接称为核心网侧，由各种功能的核心网设备组成，这个玩意非常复杂。。。不信？随便扔个组网图你感受一下：

这还是简版的，你看里面有一个黄色圆圈的IMS。实际上，简单3个字母，代表的就是一堆东西：

你说复杂不复杂？

通信网络的复杂，是通信技术不断发展的必然结果。2G网络是简单的，可是，后来又建了3G、4G，马上又要来5G，这么多网络并不是马上就完成交接的，而是会长期并存。多种网络并存，势必导致网络规模的庞大和复杂。

More and more 需求……

More and more 功能……

More and more 网络……

More and more 设备……

More and more 接口……

More and more 信令……

复杂的网络，对手机用户来说是透明的，但是对运营商来说，带来很多的问题：

硬件资源利用不合理 ?

网络维护越来越困难  ?

经营成本不断地攀升  ?

异厂家对接繁琐低效  ?

新业务上线速度缓慢  ?

业务应用死板不灵活  ?

………………

小枣君不免想起来一首歌：

（不自觉地跟唱了吧？有木有？）

在如此竞争激烈的时代，这些问题严重影响了运营商的运营成本和效率，降低了运营商的利润，也削弱了竞争力。

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于是乎，新的解决方案被提出来了——

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什么是虚拟化？

我们通信行业通常所说的虚拟化，实际上全称是网络功能虚拟化（NFV，Network Function Virtualization）

为什么要特别强调通信行业？

因为最开始的虚拟化，实际上是一个IT行业的概念。随着IT和CT（Communication Technology，通信技术）不断融合走向ICT（Information Communications Technology），虚拟化技术也开始进入传统通信行业。

网络功能虚拟化（NFV）的定义：

采用虚拟化技术、基于X86等通用硬件实现业务功能节点的软件化。

有点懵逼？额，那我们先来看看，NFV是怎么来的吧。

最开始的通信设备，架构是这样的：

业务：就是网络的功能作用

控制：就是网络的整体管理

媒体：就是用户的数据流

也就是，所有功能做在一个设备里，什么都管。

后来，为了更灵活更省钱，变成这样：

看上去一个变两个，怎么会省钱？

实际上，是N个“控制+媒体”变成1个“控制”加N个“媒体”。（这里是为了大家理解方便，所以举个“1对多”的例子，实际上很灵活，可以是“多对多”）

画个示意图，一看就懂：

再后来，为了更更灵活和更更省钱：

业务也从控制中剥离出去了。 大家各自分工，专门干自己的活。

现在，提出来虚拟化的概念，更彻底的剥离：

干脆直接用IT行业的通用硬件（就是大家在电信或企业机房看到的HP、DELL品牌的服务器，刀片或塔式那种），取代传统的各个通信厂商（华为、中兴等）的自研硬件（ATCA、ETCA那种）。

当然啦，虚拟化不是换个硬件平台那么简单。

在硬件平台之上，有非常强大的虚拟化软件平台进行管理。这个软件平台，也是IT行业的开源（源代码公开，人人皆可开发）软件平台，例如大名鼎鼎的Openstack。

设备商在开源平台的基础上，进行定制开发，做出自己的系统。

说简单一点，这么理解：

虚拟化平台在硬件上包了一层封装，真正的硬件对你来说不可见，它提供了很多虚拟的硬件资源，供你使用。

你可以灵活取用这些虚拟资源（CPU 存储 网络），在这上面装系统，装程序。

从而，让这些程序去实现你的电信设备网元（MME SGW PGW CSCF AGCF等）的功能。

更夸张一点，你家的台式机PC，捣鼓一下，也能当电信设备用。。。

怎么样？牛不牛掰？

让一切虚拟起来，就能够实现极致的灵活。。。

下面这个就是网络功能虚拟化（NFV）的整体结构图：

看不懂没关系，以后会专门介绍

虚拟之后，对硬件资源的调用非常方便自由。

如果网络的工作量负荷太高：

动态增加CPU数量

如果负荷太低：

动态减少CPU数量

明白了吧？ 在虚拟化的帮助下，系统更加灵活，更加节约资源。

而且，系统的容灾能力也大大增强。实体硬件坏了，迅速响应和处理。

硬件坏了怎么办？看下面这个图：

小枣君自制超牛逼酷炫叼炸天动画技术展示

好啦，虚拟化大概就是这么个东东。

不过，虽然虚拟化看上去很牛掰，但目前仍然处于发展阶段。从诞生到非常成熟，肯定还需要一个周期。

机遇？挑战？

虚拟化虽然带来了很大的好处，但是对于通信行业的同仁来说，真的不见得是一个好事情。

因为，原来就已经很残酷的竞争，就要变得更加腥风血雨。。。

如果说，以前利用专有硬件的优势，还是建立行业壁垒的话，现在，软件化之后，这样的优势将荡然无存。 

卖硬件本来利润就微薄，现在可好，更难搞了，将要面对的是DELL、HP这些老牌厂家更残酷的竞争。

搞软件嘛，BAT这些互联网巨头在软件上的实力，想想也是头痛。更何况，国外还有GOOGLE，FACEBOOK，AMAZON在虎视眈眈。。。

更更更悲催的是，以前以为只是网络侧会沦陷。现在，无线侧也开始支持虚拟化了。所以，到最后，也许只剩下天线不能虚拟化，所有的通信设备都将支持虚拟化。

面对这样的局面，通信设备商真的是有苦说不出啊。。。

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该来的迟早会来，传统通信企业只能自求多福了…