网络重构下运营商的SDN与NFV之路

近日有传闻，中国电信与中国联通即将合并，外媒推测这两家运营商的合并是为了加速5G的推出。虽然随后合并传闻被联通与电信双双否认，但5G、SDN、NFV等新概念新技术的兴起正深刻影响着网络通信市场，推动以运营商为代表的市场参与主体在技术架构、组织体系等方面快速变化，在用户需求日益多样化的当下，全球网络的变革与重构已是大势所趋、不可阻挡。

如果说5G的到来是运营商合并的催化剂，那SDN/NFV就是运营商走向转型的必经之路。可以预见，一个全新的网络时代即将到来，国内外运营商纷纷布局SDN、NFV，以顺应潮流、自我革新，赢得更多的发展空间。

运营商引入SDN、NFV，并非偶然

随着云计算、大数据等新兴信息技术业务应用的规模落地，新业务应用对网络的需求越来越高，灵活性、易扩展和简单易用成为运营商未来网络必须具备的基本能力，用户能按需自助开通质量可保证的虚拟网络将成为未来网络的关键。因此，SDN和NFV技术的出现迅速成为运营商关注的重点。

SDN，即软件定义网络，它诞生于校园网，是一种网络虚拟化（Network Virtualization，NV）技术，其利用标准协议（例如OpenFlow）把网络设备的控制层面从数据层面中分离出来，并以软件方式实现。而NFV，即网络功能虚拟化，它由服务供应商创建，旨在通过IT虚拟化技术，采用业界标准的大容量服务器、存储和交换机承载各种各样的网络软件功能，实现网络能力的灵活配置，提高网络设备的统一化、通用化以及适配性，加快网络部署和调整的速度，降低业务部署的复杂度。

SDN为越来越复杂及高度虚拟的网络提供了所需的管理和编排工具。对于运营商而言，SDN可以创建与频谱和网络资源分配相关的效率，以及与人工成本直接相关的人工操作水平。对于运营商服务的企业而言，SDN带来了所需的固有灵活性和可扩展性，企业从创建新服务中获益。

根据ETSI的定义，NFV的目标是通过发展标准IT虚拟化技术来改变网络运营商构建网络的方式。与传统网络设备构建的网络相比，NFV将以更低的成本提供具有更高可扩展性、弹性和适应性的高性能网络。NFV是SDN的高度补充。NFV通过降低设备成本和降低功耗，可以降低运营商CAPEX和OPEX，NFV还可以减少部署时间，并且提供更大的灵活性，可以扩展或缩小服务。

SDN和NFV的出现，可以很好地（或者说最有希望）解决当前网络（电信）运营商的面临的困境——例如网络灵活性差、组网成本高、管理复杂、运维量大、新业务上线慢等等。

运营商SDN/NFV之路，发展与挑战并存

目前，全球几乎所有主流运营商、设备商、互联网公司都在进行SDN/NFV的研究和部署,各大相关国际组织也在全力推进有关的标准发展，但SDN/NFV还处于技术应用的起步阶段，在运营商网络中大规模推广应用还面临多方面的挑战。

一是运营与人才方面的挑战。SDN/NFV对电信运营体制有很大的影响，运营商现有的运营体制和人力资源还难以适应SDN/NFV网络运营要求;

二是组网与技术方面的挑战。就SDN而言，目前主要挑战集中在大网中SDN控制器的组网问题、SDN控制器的安全问题、标准与互通方面、，IT硬件设备的性能等方面。具体有：

1.接口/协议标准化面临的挑战。SDN的标准化组织ONF强调，Openflow不再是唯一的南向接口，北向接口以RESTful为主，各接口通过IT思路，利用模型/模板的方式实现，厂家只需公布自己的模型就能够实现互通及控制。VMware和Openstack都是SDN在应用层的实现体系，它们彼此独立，各有优势，好比手机操作系统的安卓和IOS；因此，SDN标准体系是否能够统一，有无统一的必要性还存在很大争议。

2.安全性挑战。SDN网络的核心控制器作为网络集中化控制的实现部分，可能存在负载过大、单点失效、易受网络攻击等安全性问题，这需要建立一整套的隔离、防护和备份等机制确保整个系统的安全稳定运行。但目前来说，尚缺乏系统的解决方案。

3.SDN集中控制理念的控制架构体系没有统一。控制架构层次的划分及控制层面的组成需要进一步研究明确。SDN控制平面掌握全局网络的资源，十分重要，控制面的性能直接影响整体网络的性能。不同专业类别的网络需要根据需求由专业和通用控制器组成。在控制器实现方式上，存在着网络不同域中控制器的层次架构不相同的情况，例如移动核心网中采用的是三层架构而在数据中心采用单层架构。目前，南向接口存在多种选择，如OpenFlow、BGP、SNMP等，北向接口可以根据不同的场景选择不同的接口，对于刚刚展开研究的东西向接口更没有统一的共识。
具体参考SDN/NFV目前所面临的挑战一文

对于许多运营商来说，NFV大规模部署是非常复杂和困难的。架构的广度和不同组件的数量使得设计、构建和支持变得极具挑战性。NFV必须集成到现有网络架构中并链接到操作系统。缺乏成熟的标准和NFV实施的“蓝图”会继续阻碍部署。通过实验室、概念验证、现场试验以及生产网络中的全面解决方案，需要花费数年时间才能完成NFV部署。

NFV涉及各种仍在不断发展的技术。其中大多数都与电信运营商不同。能够利用具有云经验的企业/IT部门的运营商将在实施NFV方面具有优势，但即使他们发现很难跟上变化的步伐。云技术需要全面实施，而不是顺序实施或仅部分实施，这使挑战变得更加复杂。

NFV操作与传统网络操作根本不同。运营商必须在设计运营时大量借用IT，并进行电信专用调整。NFV运营的先驱们正在走自己的道路。他们正在开发专有功能并定期轮换以解决他们的顾虑。这导致了供应商和其他需要“标准”蓝图的运营商的市场出现分裂和不确定性。

未来信息的发展必将面向以SDN/NFV为核心的云计算网络，目前电信网络架构的格局已经受到网络的虚拟化和软件化的影响，运营商在标准化、设备开发以及应用部署方面都面临着挑战。

国内外运营商的SDN与NFV部署现状

SDN和NFV多年来一直是电信行业的热门话题，但炒作水平与实际实时部署之间仍存在显着差异。有预测指出，未来几年全球电信运营商的增幅将放缓，特别是今年来拉动运营商收入的移动业务的增长也会迎来天花板，单纯靠投资来拉动增长的模式将举步维艰。下面盘点国内外运营商的SDN、NFV部署现状。

AT＆T是Domain 2.0 NFV/SDN计划的早期推动者，该计划演变为增强型管理，控制，编排和策略（ECOMP）软件。ECOMP后来与华为的OPEN-O软件相结合，然后通过Linux基金会以新的名称开放网络自动化平台（ONAP）作为开源软件提供。在今年3月份AT＆T创新博客的帖子中，Domain 2.0体系结构和设计的高级副总裁Chris Rice指出，该运营商在2017年实现了55％的网络虚拟化和软件控制，并计划到2020年将软件控制率提高到75％，达到“核心网络功能”。他还计划将5G的商业化与在网络上部署SDN和NFV的需求联系起来。

中国电信在2016年，发布了CTNet2025计划，希望通过10年左右时间，打造一个简洁、敏捷、开放、集约的新型网络。经过差不多两年的时间，目前中国电信在SDN和NFV的技术探索和应用部署方面取得了一定的成绩。在SDN技术上，中国电信基于自主研发的协同编排系统，通过编排器协同不同厂商的控制器并兼容现网的多种网络协议，保障了网络端到端的能力。在NFV技术上，中国电信坚持推动深度解耦的部署要求，自主研发MANO系统中的NFVO和VIM等两大关键组件，推动了NFV走向现网。

中国移动在SDN方面，2013年加入ONF，主要在SDN架构、运营商应用、OpenFlow标准、信息模型制定、数据中心/传送网等细分专业的机制等方面做出了重要贡献，目前已经将中国移动对SDN的需求、技术框架、接口规范等内容写入到了相关标准。此外，中国移动主导成立了Carrier-Grade SDN工作组，推动SDN在运营商网络的应用。同时，CCSA也是中国移动推动SDN标准化的重要阵地，中国移动参与了架构、数据中心、vBRAS等多个标准的制定。在NFV方面，中国移动2016年牵头成立OPEN-O开源组织，并于2016年11月发布了SUN版本，SUN版本基于IETF Stage2的MANO接口打造了事实上的Stage3标准，为IETF Stage3的MANO标准制定奠定了基础，此外，中国移动还在CCSA推动NFV相关标准化的进展，牵头成立了包括总体技术要求、MANO、硬件等多个标准的制定。

中国联通为了抓住SDN/NFV带来的技术变革机遇推出了CUBE-Net 2.0战略，并更主动应对其对运营商带来的挑战。中国联通一方面积极参与ITU，3GPP，ETSI NFV，IETF等相关标准组织，另一方面积极参与OPNFV和ODL等开源社区。尤其是在作为中国运营商中唯一的ONOS与CORD两个开源社区的董事会成员，与各方紧密协作，推动标准和开源软件的进一步成熟。此外，联通还积极与大型的主流设备商紧密合作，成立SDN/NFV创新中心。同时中国联通还将SDN/NFV相关的研发与试验成果反馈到各个产业链中，也推动了相关产业链的发展。

Verizon正在对NFV进行投资，以降低成本提高网络灵活性和敏捷性，减少专业的网络运维人员。该公司正在构建一个适用于公司范围内通用OpenStack平台，用于运行VNF（虚拟网络功能）以及其他内部应用程序。OpenStack组件正在根据运营商的需求进行调整，Verizon表示他们现在可以在高可用性，SR-IOV和DPDK支持，NUMA内存和调度以及SSD作为缓存方面有所改进。

在SDN方面，Verizon 2017年为响应企业客户快速迁移到云端以及对虚拟化服务不断增长的需求，Verizon正在通过将Versa Networks的云IP平台整合到Verizon新的软件定义安全分支（SD-Branch）管理中来扩展其软件定义网络（SDN）平台服务。2018年Verizon和Colt使用SDN Orchestration来控制彼此的网络。同年，Verizon又将SDN种子带到了无线网络中的园区网络结构，首次推出其软件无线局域网（SD WLAN），体现了无线生态系统的发展。今年年初，Verizon开始推出软件定义网络（SDN）覆盖，预计工作将持续到明年年底。那时，Verizon计划通过在x86服务器上运行集中控制器软件来管理其所有的边缘路由器。思科和瞻博网络正在帮忙构建Verizon SDN基础架构。

NTT Communications在2018年亚洲电信大奖中荣获最佳NFV/SDN实施和最具创新性的物联网项目，在NFV方面NTT Communications希望NFV平台能够联合在分布式异构站点之间的NFV服务，这些站点主要是运营商网络，云和用户站点。NTT通信公司部署了大量的概念验证，构建了与商业ISP主干网和云服务相同的架构和拓扑结构。NTT将向其企业客户推出基于OpenStack的VVF NFV服务，包括托管网络功能，如防火墙和负载均衡器。客户能够通过添加和分离VNF来改变自己的网络拓扑。

Deutsche Telekom（DT）在2017年SDN NFV世界大会上宣布开发一个能够“无人参与”的网络，并敦促电信行业共同开发自动化的通用方法。最终目标是能够将应用程序作为其网络上的微服务运行，并使用自动化来消除不必要的复杂性。同年Deutsche Telekom作为正式合作伙伴成员加入开放网络基金会（ONF）。Deutsche Telekom（DT）正在投资OpenStack作为NFV的平台。采用NFV技术，DT可以快速部署并扩展或缩放虚拟网络功能，无需对硬件进行新的投资。2015年3月，DT宣布了第一个运行OpenStack的NFV工作负载产品，这是一个在 Croatia, Slovakia和Hungary可用的云VPN服务。

SK Telecom专注于传统电信网络功能的虚拟化，如IMS和EPC用于弹性横向扩展和服务流量爆炸控制。这些VNF用于提供客户特定的专用多租户电信服务，通过协调服务链。VNF还通过弹性VNF资源管理和负载平衡控制来提高服务质量和可靠性。SK Telecom的网络研发中心成功地在OpenStack的商业运营环境中将部分运营IMS的服务部署为vIMS，目前已成功运营。移动运营商也将很快将更多部分的IMS服务商业化到vIMS中，并投入生产。SK Telecom希望通过OpenStack实现NFV的优势，减少服务停机时间和成本，并通过自动化提高网络利用率，通过灵活和可编程的基础架构创造更多商机，使公司面向各种业务和技术选择。

2017年SK Telecom创建自己的内部NFV MANO，该运营商计划先将T-MANO应用于其虚拟路由器，以实现高清语音服务。然后，它将T-MANO应用于虚拟化LTE和附加设备中，包括多媒体消息服务（MMS）服务器。SK Telecom已经在80％的新EPC部署中部署了虚拟EPC。从2019年开始，它将在网络中仅部署虚拟EPC。

KT在2017年SDN NFV世界大会上，该公司展示了基于商业化的“SDN（软件定义网络）解决方案”和“NFV（网络功能虚拟化）解决方案”。KT的“SDN解决方案”是一种全自动解决方案，不仅可以通过专线服务工作，还可以应用于网络，IP和云服务，以便它可以同时控制整个ICT基础设施。通过融合自动化和智能技术，SDN解决方案可以构建一个可以提供按需服务和即时故障恢复的系统。此外，KT的“NFV解决方案”基于NFV技术，该技术允许通过使用虚拟化交换机，虚拟化防火墙，VPN等进行实时远程控制，从而为客户提供安全的环境，而无需网络安全管理员。

KT目前正在开发具有自己技术的软件定义的基础设施。在这里，集成了核心技术，如KT基于SDN的网络虚拟化，云计算，智能操作自动化等。今年，KT计划将SDN解决方案应用于KOREN，该解决方案已在2017年SDN / NFV世界大会上发布。

KT SDN解决方案的历史：

• 2015年：在2015年SDN / NFV世界大会上推出T-SDN
• 2016年：2016年商业化T-SDN
• 2017年：2017年实施SDN / NFV的全层转型
• 2017-2020：为（至少）100G超宽带网络开发SDI以及T-SDN，IP-SDN和可控制器的编排

Colt率先推出基于SDN和NFV技术的服务，并于2015年10月推出DCNet即服务产品，在随后的半年中又增加了SD-WAN和以太网点播服务。在技术方面，Colt目前正在部署“Packet SDN IQ网络”。Colt还在开展光学SDN技术的研究，目标是开发一种“完全分解的，可软件控制的光传输网络”。今年Colt的SDN计划在亚太地区推进，Colt现在在亚太地区和北美地区提供SD-WAN解决方案，从欧洲核心向外扩展。这些SD-WAN功能与NFV服务结合在一起，Colt公司通过通用CPE和从Colt自己的光纤到第三方互联网到3G/4G无线链接的访问选项提供服务。该公司已在新加坡东南亚中心正式推出按需网络服务。

英国电信在2018年6月宣布推出使用思科技术的新软件定义广域网（SD-WAN）管理服务。此次发布进一步扩展了BT的企业客户对基于思科的软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）解决方案的选择。

BT Connect Cisco SD-WAN为客户提供了清晰的WAN数据流视图，使他们能够优化流量以满足业务需求。BT还表示进一步加强BT与思科的战略合作伙伴关系。就在几个月前，该公司宣布计划在投资组合中增加两个基于Cisco的新解决方案：一个由BT（BT Connect Edge）管理的客户办公设备虚拟化解决方案，另一个集成了BT和Cisco技术（BT Connect Services platform）的网络自动化和编排软件平台。除了思科计划的未来版本之外，BT还将投资托管服务的功能计划。

CenturyLink在其第三代NFV/SDN部署中采用了非常不同的方法，该公司专注于降低网络的复杂性，能够更快地开发和扩展新的服务和基础设施。CenturyLink的第一代虚拟化非常简单，在第二代中增加了编排。CenturyLink的NFV/SDN工程团队一直在使用敏捷的软件开发方法来处理所有基础设施，并不是采用传统方法将新东西集成到旧东西中，他们正在共同努力简化软件工程并提高内部速度。其次CenturyLink已经在其网络的各个部分实施了SDN，该公司核心网站中约有60％正在运行NFV和SDN服务。并且该公司强调要加强与NFV和SDN领域的传统电信供应商的合作，如爱立信，思科，ITE等。

Orange自2014年成立以来，开始参与由Linux基金会主办的OPNFV项目，在开放式NFV架构的测试和互操作性，VNF /服务入门和操作简化等方面有所贡献。在NFV用例方面推出Orange Easy GoNetwork，这是一种网络即服务（NaaS）产品，Orange Business Services为分布在75个国家/地区分支机构或远程站点提供连接。在2017年SDN/NFV世界大会上，Orange介绍了他们的vCDN现场试验，他们成功地将实时的流媒体视频传送给他们的客户。

Comcast在2015年已加入OpenDaylight项目，以推动SDN和NFV的网络自动化和可编程性。在2016年开放网络峰会上该公司强调，Comcast已经从一家有线电视公司转变为一家网络公司。Comcast关于SDN和NFV应用的愿景是：

• Overlay Networks：Comcast的方法是将SDN技术应用在Overlay Networks上，为终端客户构建L2 / L3 VPN，并利用服务链来实现服务，以动态方式引入网络元素并弹性扩展。
• 网络自动化：目标是网络可编程且智能，同时需要最少的人工运营。
• Merchant Silicon：通过利用商业芯片简化核心和边缘网络，重点关注Segment Routing，同时减少MPLS的使用。
• 遥测和分析：将大数据和机器学习原理应用于软件定义的网络并启用智能网络。

Altice在2017年2月与思科合作开展一个长期项目，以构建整体网络功能虚拟化（NFV）平台。通过虚拟化关键网络功能，Altice将能够加快其全球范围内新服务的上市时间。Altice的法国子公司SFR一直引领着向移动分组核心基础设施的转型，其NFV平台的架构旨在支持多家供应商。SFR的解决方案由思科和Red Hat共同设计，基于Red Hat OpenStack平台，结合了思科的网络化、虚拟化和数据中心计算解决方案。

今年2月SFR在移动世界大会上表示它正在部署思科的网络服务协调器（NSO），通过Cisco NSO，SFR可以获得SDN和基于意图的网络的业务优势，例如速度、灵活性、降低风险和持续合规性等等。

Sprint在2017年5月，宣布推出C3PO，一种开源NFV/SDN基于移动核心的参考解决方案，旨在通过为分组核心提供干净、简化的高性能数据平面，显著提高网络核心的性能。对于NFV，Sprint致力于在基于标准的硬件上部署开源软件，以提供更灵活、更具创新性和成本效益的网络，支持超高数据速度、超低延迟及自动化的5G要求。

2017年9月Sprint构建了一个虚拟核心，用一个NFV基础设施（NFVI）取代独立的裸机平台。该虚拟核心将运营商的虚拟化演进分组核心（vEPC）和IP多媒体子系统（IMS）作为虚拟化网络功能（VNF）。

Telecom Italia在2014年与Juniper合作，将其网络迁移至SDN/NFV技术。意大利电信将在其服务PoP基础设施上部署Juniper的MX系列3D通用边缘路由器。该解决方案将用作连接物理和虚拟网络的通用SND网关。意大利电信还在试用Juniper的Contrail SDN和NFV控制器与OpenStack，后者据称可以集成虚拟和物理网络功能。15年12月诺基亚意大利电信共同推出了一项全球首创计划，旨在为电信生态系统注入创新。两家公司签署了关于创新初创公司技术侦察的MoU，以确定共同商定领域的潜在合作，如NFV、SDN、RAN Evolution和下一代SON。意大利电信的目标是继续推进SDN和NFV技术，建立更多的NFV站点，虚拟化其无线接入网络并部署NFV协调器。

Telefónica凭借其Unica战略已经在虚拟化之路上走了四年多，并于2016年初开始在其国际网络中实施虚拟化功能，当时它部署了诺基亚的虚拟路由器技术。Telefónica使用四家不同的虚拟网络功能供应商（VNF），以表明其决心追求真正的多厂商。华为在阿根廷和秘鲁提供虚拟化演进分组核心技术，中兴通讯在秘鲁推出虚拟化IMS（互联网协议多媒体子系统）。与此同时，诺基亚16年11月宣布支持Unica的虚拟化服务路由器，而Telefónica的哥伦比亚子公司正在使用爱立信的虚拟IMS。

今年5月NETSCOUT宣布Telefónica已认证了虚拟化解决方案vSCOUT和vSTREAM为部署其UNICA Lab架构，支持基于NFV/SDN技术的未来网络。

展望未来

SDN/NFV不单单是一个技术驱动，也是运营商的必由之路。但面对流量的冲击，新业务的冲击，一边是技术的不成熟，另一边是市场的强烈需求，运营商有时候也会焦头烂额。但无论如何，市场都在要求运营商一定要有更高效更低成本的运营方式。

SDN/NFV对产业，对企业自身内部都有可能产生颠覆性的影响。但运营商可以以此为契机，从组织方式、产品方向、技术储备、企业文化等方面对自身进行重塑。