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将SDN与NFV技术应用到有线电视网络集团客户业务的进展(二):云计算技术与虚拟化技术

虽然“云计算”这个术语以及用于描述远端服务器网络——尤其是Internet(因特网)的术语“云”所出现的时间短于十年,但是,云计算服务的相关应用却获得了迅速的普及。目前,业界对于“云计算”这个术语的理解各不相同,但是,相关的云计算平台均有一个共同的典型特征:各种应用与服务不再通过本地服务器与基础网络进行提供,而是通过一个或者若干个远程的数据中心以及因特网或者/以及专用广域网络进行提供。
 
对于计算机行业与网络行业而言,诸如谷歌、亚马逊以及微软等因特网“巨头”公司从2000年代中期开始研发的云计算技术具有相当重大的意义。主要表现在以下的几个方面:
 
1、由云计算技术本身所带来的积极效应
 
为了应对由用户总数量增大、用户需求日益多样化与个性化所带来的挑战,服务提供商们(比如通信基础网络运营商)通过部署云计算技术可以节省机房空间、节能降耗、降低部署室内或野外的网络设备的工作温度。在继续为广大用户提供诸如电子邮件服务与文件存储服务等现有业务的同时,通信基础网络运营商可以利用云计算平台将用户的需求从本地网络基础设施引导至部署于远端数据中心里的服务器,并进行后续处理。
 
2、云计算技术的不断演进发展“催生”软件定义网络技术及其商用
 
云计算技术不断发展、演进与优化的另一大重要成果是SDN(软件定义网络)技术的应用与演进。通过对相关周边技术多年的研究、规范化以及部署实施,业界目前已经正式明确:软件定义网络技术可用于通过软件编程对网络行为进行调控。
 
软件定义网络技术的关键特征是:对现有相互紧密耦合的用户数据平面与控制平面进行分离操作,并集中地实施控制平面的功能——由集中式部署或者分布式部署的软件控制器通过一个标准化定义的API(应用编程接口)来执行。SDN控制器通过应用编程接口与各个网元进行通讯,以建立最优的数据传输通道,并对网络功能与规则(比如数据分组/包的转发与丢弃)进行配置。
 
虽然软件定义网络技术并非专门面向各类云计算应用与服务而设计与发展,但是,其可被应用于这样的场景:在必要时,对相关的网元进行可编程处理,以提供网络的灵活性与敏捷性,并简化网络的功能配置与管理。从而,软件定义网络技术尤其适合被部署于数据中心/云数据中心这类业务服务需求随时高度动态变化的应用场景之中。
 
随着各类移动智能终端的市场普及率越来越高,移动无线与有线通信网络之中的数据流量增长持续性地呈现出“爆发性”的态势,从而,就为网络数据流量与网络资源的管理带来挑战。在此大背景之下,软件定义网络技术就为未来网络的可管理性提供了一种很好的技术手段。通过在网络之中部署一个集中式的控制平台,软件定义网络技术使得基础通信网络运营商可以对整个网络之中的数据流量以及资源利用情况有着很好的掌控。此外,通信基础网络运营商还可通过相关的应用编程接口对各个网元设备进行控制功能编程,从而使得网络数据流量工程与网络资源分配可以智能、自动且高效地完成。其中特别值得一提的是,自动化的网络数据流量工程使得底层基础网络可以快速、灵活且高效地扩展与伸缩,以应对网络数据流量的增长需求。
 
另外,还可以对数据中心或者底层基础网络之中的硬件设备或者软件组件进行“虚拟化”处理。其中,硬件设备的虚拟化所指的是对硬件平台之上的各种虚拟机进行初始化,或者对硬件平台之上的底层操作系统与上层软件应用进行自包含式的实例化处理,以建立起仿真的计算资源池、存储资源池或者网络硬件设备等。
 
当网络工作负载突然提高时,通信基础网络运营商就可以自动化地部署VMs(虚拟机)来创建所需的计算资源、存储资源以及网络资源,并在相关功能执行完成之后,智能、快速、自动地删除上述相关资源。此外,在无需为其他物理服务器提供部署空间、电力资源以及散热控制的前提之下,虚拟机还可通过为现有服务器新增相关功能的方式,提高服务器资源的利用效率。另外,虚拟机还可使得各种计算资源迅速地在任何一个物理服务器之中克隆。
 
3、云计算技术的不断演进发展“催生”网络功能虚拟化技术及其商用
 
NFV(网络功能虚拟化)技术是另一项由云计算技术发展演进的重要产物,具有巨大的潜在应用价值。网络功能虚拟化技术使得传统上的网络路由、数据分组/包交换、数据传输隧道、数据分组/包标记、服务等级协议监控以及数据流量负载均衡等功能从厂商私有/专有网络硬件设备之中解耦合出来,并以软件的形式在独立或者成组的行业标准化及通用化物理服务器之中予以提供。
 
通信基础网络运营商通过部署网络功能虚拟化技术,对于来自无论何时、何地的相关用户需求,都可以把专有网络设备之中的网络功能分离/解耦合出来,组成可以实例化的相关功能模块,并部署到商用的存储平台、计算平台以及数据分组/包转发平台。这样,通信基础网络运营商对于网络功能的配置就将具有高度的灵活性,而且可以随时地进行快速的按需更改。
 
此外,对网络功能进行虚拟化可获得的效益还包括:提高业务形态创新的力度、可进行更为集中化的控制,并可降低网络/系统的运营维护成本。
 
4、总结
 
软件定义网络技术与网络功能虚拟化技术使得数据中心/云数据中心可以从此前专门定制型硬件平台中解耦合出来,并以计算资源池、存储资源池以及网络资源池的形式按需地被克隆,流程化、分布式地部署于商用的通用化硬件平台之中。从而,就为业务服务部署的灵活性以及面向快速部署业务的管理简化创建了一种新的模式。
 
参考文献:
 [1] Kevin Luehrs, Virtual Business CPE[C]. 2015 Spring Technical Forum Proceedings. NY:NCTA, 2015-05-05.
 
本文作者为上海情报服务平台兼职情报分析员

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