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摘要：随着经济与科技的不断发展，网络功能虚拟化技术应运而生，满足了人类生产生活对于通讯技术的新要求，网络功能虚拟化技术即NFV技术的应用，不仅提高了通信效率，更降低了通信成本，为人类生产生活做出重要贡献。网络功能虚拟化技术的运用需要一定的条件，要一改传统通信核心网的机房设备以及内部软硬件技术，才能够保证虚拟化技术的顺利运行。本文对通信核心网NFV技术的应用策略进行探究。
关键词：虚拟化技术；通信核心网；NFV技术
引言：随着科学技术和通讯技术的不断发展，NFV技术出现了，NFV技术是指网络功能虚拟化，设备通过使用x86等通用性硬件以及虚拟化技术，来承载很多功能的软件处理，从而实现降低网络昂贵的设备成本的目的。这一技术可以通过软硬件解耦及功能进行抽象，使网络设备功能不再依赖于专用硬件，各种资源可以充分灵活共享，实现新业务的快速开发和部署，并基于实际业务需求进行自动部署、弹性伸缩、故障隔离和自愈等，提高工作效率。时代的不断进步对网络通讯技术提出了新要求，传统的通信核心网要同NFV技术结合起来才能不断创新、不断进步，满足社会发展的需求。
1 NFV技术及其应用条件
1.1 NFV技术
NFV技术不同于传统的核心网专用硬件板卡，它使用的是ATCA架构，ATCA架构是使用专用硬件，每块专用板卡搭载不同的网元软件，发挥独立服务器的功能，实现不同的网元功能。传统的MSC、MME、HSS等设备就属于传统的硬件板卡，使用了NFV架构的核心网则将专用服务器改变为通用的X86服务器，并内置各种应用软件实现不同的网元功能，不仅如此，网络虚拟化技术还可以实现网元的资源共享[1]。总的来说，虚拟化网元就相当于传统网络中的物理网元，网络虚拟化技术可以由一个或多个虚拟化网元构成，其中的网元管理功能承担着一个或多个NFV的网络管理功能，NFV基础设备包括硬件、虚拟化层以及虚拟化资源，物理硬件包含计算、存储、网络等资源。
1.2 NFV技术的应用条件
NFV技术作为一个新兴技术，成为网络通信的发展方向，NFV技术的顺利运行需要一定的条件，首先从本质上来讲，NFV技术是通过灵活的资源调度从而寻找最佳资源调度方案，为了实现灵活的资源调度，NFV技术需要采用SDN架构，即采用集中式控制面和分布式承载面的扁平化网络，以便于更好地进行资源调度。随着通信技术的不断发展以及车联网、AR、VR技术的出现，设备运行对于宽带速度的要求越来越高，因此出现了低时延、大宽带业务出现并逐渐普及，相对地，无线网呈现相对集中的趋势，因此这一网络新架构的出现为NFV技术的顺利运用创造条件。同时NFV技术的运用对于机房环境也提出更高的要求。NFV技术在使用的过程中，往往将传统的网元分为硬件层、虚拟层、虚拟网元层，因此传统的由厂商统一提供和维护的软硬件设备往往不能满足需要。被拆分的硬件层是指IT通用的硬件设备，包括服务器、存储器、安全设备，虚拟化网元架构相较于传统网元架构来说，增加了由虚拟机监控器组成的虚拟层。
2 NFV技术网络自动部署流程
运用NFV技术不仅能够降低运行成本，而且能蛱岣咴诵行率，被运营商所喜爱。之所以能够实现运行的高效率，是由于网元具有快速上线及良好的弹性扩缩容。使用NFV技术能够将传统的网元上网时间缩短到1小时，在上网高峰期时，为了保证网元的顺利运行，可以对运行中网元进行在线的弹性扩缩容，极大地提高运行效率。
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在虚拟机进行网元部署时，首先要对网元自动部署所需的文件包进行上传和校对，然后开始网元的自动部署。自动部署时，首先NFVO从操作员处接受到实例化的请求，然后NFVO对请求进行验证，检验其是否具备初始化权限。然后NFVO发送请求到VNFM，再由VNFM对实例化请求进行检验及处理，包括对VNF的生命周抑限制以及VNFD的解析等。接着VNFM通过资源授权接口向NFVO请求VNF资源的授权。紧接着NFVO对VNFM传达的参数以及策略进行检查，对要求所选择的资源满足亲和性、反亲和性以及QOS的要求。NFVO通过资源授权通过内部网络将各虚拟机相互连接起来，VIM通过南向接口向NFVI请求分配内部互连网络并将虚拟机通过内部网络互连，接着VIM向NFVO返回资源分配完成响应[2]。
虚拟机的弹性扩缩容有自动弹性扩缩容和手动弹性扩缩容两种，自动弹性扩缩容进行自动扩缩，而手动弹性扩缩容则由工作人言进行手动触发。进行弹性扩缩容的步骤为：首先VNFM收集虚拟网元的性能数据，接着VNFM根据配置的策略决定触发，并根据基于VNFD的规定通过资源认证，完成资源认证的请求。完成以上步骤之后，NFVO对本次扩容投权结果进行反馈，VNFM会根据NFVO指示的反馈结果向VIM传递虚拟机参数。接着VNFM通过VNF配置接口对虚拟化网元进行数据配置，并通过VNF的生命周期变化来确定网管虚报化网元容量及资源的变化。最后，网管及VNFM对网元信息和参数进行更新，如性能测量的定制等等。此时NFVO本次弹性扩容工作已完成。在完成弹性扩容工作之后，NFVO将扩容后的虚拟化网元与VIM及资源他相关联，完成弹性扩容工作的后续工作。
3 NFV技术在电信网络中的应用
电信网络的运行对于可靠性的要求极高，因此NFV技术在电信网络中的应用需要同其它技术相结合。首先应当采用从EPC/IMS域信令面网元向数据面网元，由数据面网元向媒体面网元的方式进行部署。其次应当采用硬件独立设置的方式进行软硬件的解耦，这样便可以实现硬件资源共享。不仅如此，还可以采用三层全解耦方式进行软硬件的解耦，以此实现不同厂家不同网元资源的共享，使共享范围更广。三层全解耦指的是三个不同的厂商进行虚拟网络功能层、虚拟资源层、硬件资源层的生产。由于三层全解耦这一解耦方式对技术难度要求较高，所以运营商可以先采用硬件独立设置的方式进行解耦，并逐渐实现三层全解耦。
4 NFV技术的运用所面临的挑战
NFV技术的顺利运行需要相应的机房设备支持，但是目前我国的机房设备主要包括数据中心和传统通信机房两类，数据中心指的是具有安装传输、核心网等通信设备功能的新型数据中心，不仅具有较低的成本，而且可以以较高的效率完成数据的传输和通信。传统通信机房是为了满足核心网、业务网、支撑网、传送网等传统设备而设立的机房，传统通信机房相较于数据中心来说数量更多，使用率更高。NFV技术的运用需要建立起电信云机房，国家只有根据NFV技术的发展进程对机房进行相应的改进，才可以实现技术的顺利运用。首先NFV应该建立起新型的数据中心，使用新型的多档单机架，新型空调系统，满足NFV技术的运行条件。新型的数据传输除去传统的外网连接，还需要建立IP承载网专网、连接网管、计费开通的专网等等。在进行新型电信云机房的过程中，为了满足NFV技术的下沉需求，需要对中心数据的周边承载网络进行提前规划，一改传统中心机房与通信机房数量差距过大的弊端，实现数据的下沉需求[3]。
但是核心网虚拟化发展对于运营商来说也具有一定的挑战性，完成网络集成工作是一项重要工作。为了完成网络集成工作，要改变网络维护模式，以分层维护模式取代网元分类维护模式，讲硬件与软件分类维护。政府还应当加强对于软硬件专业维护人员的培训，培训一批高技能的维护人员。除此之外，在进行NFV技术的运用之前，还应当对专用机房的建设进行改造，对NFV技术多对应的新型的IP网络计划、信令采集、网络安全等内容进行深入研究，保证NFV技术在各方面的顺利运行。
结束语：NFV技术是指网络虚拟化技术的功能，它的应用需要一定的条件，NFV技术需要采用SDN架构，并利用硬件网络的相对集中，将其分解为服务器、存储、安全设备、硬件层。NFV虚拟机的网络自动部署过程包括虚拟机的网络元素部署和虚拟机的灵活扩展和容量部署。当NFV虚拟化技术应用于电信网络时，应将其从硬件独立设置到三层完全解耦，逐步实现技术、硬件和软件设备的改进。NFV技术目前面临着许多挑战,首先,传统数据中心和传统电信空间不能满足虚拟化技术的需要,因此需要相应的软件和硬件修改计算机房,还应该改变网络维护模式,加强培训专业的维修人员,完成虚拟的网络集成技术。对于NFV的虚拟化技术，应结合网络建设的资源、市场需求、网络布局格局和全面改造的房间改造要求，实现NFV技术的顺利发展。
参考文献:
[1]赵河.NFV技术的进展和应用场景.邮电设计技术，2014.7
[2]杨艳松.NFV及其在IP网中应用的探讨.邮电设计技术，2015.12
[3]史凡.网络虚拟化及网络功能虚拟化技术探讨.中兴通讯技术，2014.6
论文作者:蒙庆卫
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/4
标签：技术论文; 网络论文; 硬件论文; 传统论文; 资源论文; 功能论文; 机房论文; 《防护工程》2018年第29期论文;