[Redhat投稿] OpenStack漸成電信網路架構主角 NFV可納入管理

為了達到消費者對服務隨時可用的要求,業界知道如何使用商品化的硬體來建置更聰明和更具成本效益的系統,網路功能虛擬化(NFV)就是業者為電信服務設計大型雲端系統之後發展出來的。

當你打開水龍頭,期望看到的是水能均勻流出,而不是水花四濺。當你打開電燈開關,期望看到的是穩定的光源而非閃爍不停。當你拿起電話,你期望的是撥打電話號碼時就能聽到對方說話,而不是什麼聲音都沒有。這些期望都點出消費者希望裝置隨時可用的心情。

電信服務可用性的發展歷程

從產業發展的角度看,電信業者所謂的「電信級」,通常是用5個九(99.999%)或6個九(99.9999%)來定義電信服務的可用性程度。後者相當於每年最多只斷線6秒鐘。各地區的電信業者通常以提供類似公共設施的服務來換取該市場的獨佔權,特別是緊急狀況期間可持續運作的電話服務,例如美國的911或歐洲的112。

而這類型的電信服務必須利用地下和海底電纜線,以確保任何氣候或人為災害發生時,服務仍可持續運作。

後來電信服務變得愈來愈複雜。電信業者開始支援多功能的無線智慧型手機,使其能傳送語音通話、數據和電子郵件,並提供上網功能。這些服務都是在有線與無線網路上執行,範圍遍及全球,而且不論是建築物裡面,或是高山低谷,都可以隨處使用。

目前,電信服務的發展仍維持著數十年前的景況並不斷持續演進:由於元件故障會導致服務停擺,因此,服務必須與昂貴的專用硬體和軟體元件綁在一起,以降低故障率。

為了達到消費者對服務隨時可用的要求,業界知道如何使用商品化的硬體來建置更聰明和更具成本效益的系統,網路功能虛擬化(NFV)就是業者為電信服務設計大型雲端系統之後發展出來的。

對單一硬體或軟體元件而言,5或6個九的可用性是沒有什麼意義。在需要用到大量元件的情況下,運算、網路和儲存元件每個月勢必會發生許多錯誤。所以,NFV應用程式、管理系統與NFV基礎架構管理平台就必須具備容錯的設計。

網路功能虛擬化的OpenStack平台

在建置強大可靠的開放原始碼系統及提供頂級支援方面,紅帽擁有相當的成功經驗,也是業界首選的可靠夥伴,例如,使用我們解決方案佈署重要業務工作負載,並對高品質工程技術抱持同樣熱忱的電信業者。

OpenStack是執行NFV的最佳開放平台。為了滿足電信環境嚴苛的要求,在過去幾個月我們和電信客戶及合作夥伴密切合作,並在工程設計下了許多功夫。透過這樣嚴格的工程設計與測試,我們解決了單點故障的問題(SPOF)。在紅帽OpenStack HA的參考架構中,所有元件如控制節點、通訊匯流排和資料庫等,具備了完整的備援能力與橫向擴充能力。我們也加入新功能,來偵測和隔離運算、網路和儲存資源中的錯誤,並快速通知受影響的工作負載及管理系統,以便即時解決問題。另外,我們也新增了即時升級功能,在不影響服務的情況下升級平台。

除了要求重要業務必須隨時保持可用狀態,電信業者與NFV對效能和可預測性也有嚴苛要求。為此,我們開發出許多進階功能,讓服務供應商及其廠商可以嚴格控管NFV工作負載的效能與可預測性。例如:

  • 自動感應非統一記憶體存取架構(NUMA)的排程功能,讓應用程式與管理系統根據內部拓墣,為處理器核心配置工作負載。如此一來,可以達到最低延遲、最佳記憶體傳輸率與網路介面存取性,同時避免其他工作負載的干擾。若搭配其他技術,例如使用SR-IOV處理VM內DPDK應用程式的小型封包(64位元),裸機系統效能可以提升至95%以上。
  • 即時KVM延伸可讓NFV達到低延遲(<10μs)的反應時間,這是雲端無線電存取網路等訊號處理的必備條件。
  • 以資料層開發套件(DPDK)為基礎的Open vSwitch進階功能,可提高虛擬網路功能跟網路介面卡之間,以及網路功能之間的封包傳輸率。

和往常一樣,這些都不是廠商專屬的延伸功能。我們與相關專案(OpenStack以外的KVM、libvirt、Linux、OvS等)的上游社群密切合作,確保這些延伸功能已整合至重要開發案中,並可供任何人使用。唯有如此,客戶才能安心進行長期投資,而不用擔心被特定廠商綁住。

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自1990年創刊UXmaster雜誌,1991年獲得美國LAN Magazine獨家授權中文版,2006年獲得CMP Network Computing授權,2009年合併CMP Network Magazine獨家授權中文版,2014年轉型為《網路資訊》雜誌網站,為台灣中小企業協助技術領導者落實企業策略,了解網路規劃及應用,為企業網路應用、管理、MIS、IT人員必備之專業雜誌網站。


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