云計算和網(wǎng)絡(luò )功能虛擬化（NFV）在降低投資和運維成本（CAPEX 和OPEX） 的同時(shí)，能夠幫助應對快速的需求增長(cháng)。運營(yíng)商自然會(huì )予以關(guān)注。
這些成本削減降低了運營(yíng)商的整體擁有成本（TCO）并增強了靈活性——而這正是在今天競爭激烈的電信市場(chǎng)環(huán)境中發(fā)展和繁榮的關(guān)鍵。虛擬化應用還簡(jiǎn)化了復雜的流程，例如故障恢復、擴展和軟件升級，并更加的敏捷和靈活。
這些優(yōu)點(diǎn)能夠提升用戶(hù)滿(mǎn)意度并降低離網(wǎng)率，而這些可能成為運營(yíng)商的關(guān)注重點(diǎn)，籍此決定是否將某些應用遷移到云平臺。
NFV在運維中的創(chuàng )新
關(guān)于虛擬化和云如何用于電信產(chǎn)業(yè)以改善架構和運維TCO，已有頗多論述。早期的工作集中在利用虛擬化能力優(yōu)化硬件。后來(lái)，焦點(diǎn)逐漸轉移到運維方面。
盡管將某些網(wǎng)絡(luò )功能虛擬化確實(shí)會(huì )帶來(lái)CAPEX方面的節省，然而NFV 最大的貢獻在于它提供了一種實(shí)現電信能力的新方式。其意義遠不僅僅是對當前流程內部的效率優(yōu)化這樣簡(jiǎn)單。
運營(yíng)商能夠-并且應該–利用NFV 技術(shù)的優(yōu)勢對其當前的運維進(jìn)行重新定義。
這需要三個(gè)重要步驟：
1. 詳細描繪當前的每一個(gè)流程；
2. 分析哪些可以實(shí)施自動(dòng)化（ 即通過(guò)NFV 平臺處理） 以降低復雜度的；
3. 對運維進(jìn)行重新設計以便更加簡(jiǎn)化和快捷。
NFV的成本因素
當部署一個(gè)業(yè)務(wù)實(shí)例，用以分析應用遷移到NFV 所產(chǎn)生的影響時(shí)，可能需要考慮很多參數。（圖1）有3 類(lèi)成本因素。
1. CAPEX：一次性的固定資產(chǎn)投資，且資產(chǎn)使用壽命超出本納稅年度。
2. 基礎架構 OPEX：與基礎架構有關(guān)的運行中產(chǎn)生的成本（例如維護）。
3. 過(guò)程O(píng)PEX：過(guò)程中的人員成本，與日常管理活動(dòng)，以及為提供業(yè)務(wù)和應用所需的流程相關(guān)……
圖一 成本因素
NFV帶來(lái)的6個(gè)方面的成本削減
1. 容量提升
傳統提升容量的方式遵循四步流程（圖2）來(lái)部署一個(gè)新的服務(wù)器架構。
NFV部署流程（圖3）與傳統流程在很多方面有所不同，由于在部署時(shí)需要專(zhuān)業(yè)的服務(wù)，NFV在部署初期的成本會(huì )稍高。然而，這是一次性的成本。鑒于運營(yíng)商對這種架構越來(lái)越熟悉，未來(lái)將可能用自己的運維人員在本地開(kāi)展這些工作。有了NFV，應用可共享基礎架構，所以運營(yíng)商的運維團隊只需熟悉非常有限的一些網(wǎng)元即可。
在成功部署后，整體的服務(wù)器替換和擴容流程成本將被大幅削減。NFV的虛擬化擴容和自動(dòng)化的應用部署顯著(zhù)降低了擴容流程的成本。
2. 軟件升級
今天，通過(guò)新版本的軟件或臨時(shí)的補丁進(jìn)行升級，通常遵循下述四步：
（1） 規劃
（2） 獲得新的軟件
（3） 測試新軟件
（4） 安裝和配置
最后一步一般而言是最消耗時(shí)間和資源的，引入NFV平臺不會(huì )從根本上改變運營(yíng)商規劃和獲取軟件的方式。然而NFV 在上線(xiàn)測試和創(chuàng )建環(huán)境時(shí)能縮短時(shí)間和降低成本。運營(yíng)商可使用“沙盒”測試環(huán)境，而無(wú)需專(zhuān)用設備。這使得運營(yíng)商能夠創(chuàng )建可并行執行的簡(jiǎn)化的測試案例，并減少約三分之一的測試時(shí)間。
NFV簡(jiǎn)化安裝和配置
傳統上，運營(yíng)商在夜間開(kāi)啟運維窗口，為預定數量的服務(wù)器分別進(jìn)行安裝和配置。使用NFV后，運營(yíng)商每晚可在5小時(shí)的維護窗口期間升級四臺服務(wù)器。為應對流量增長(cháng)，運營(yíng)商需要增加服務(wù)器數量，因此維護窗口時(shí)間的差距將更大。
NFV改變了整個(gè)流程。服務(wù)器的總體數量不再與安裝和配置相關(guān)。應用的資源需求描述表單同時(shí)向所有服務(wù)器自動(dòng)推送更新，僅需要數分鐘。這是自動(dòng)化帶來(lái)快捷性方面的顯著(zhù)優(yōu)勢。
3. 故障恢復過(guò)程
設備故障會(huì )導致許多用戶(hù)無(wú)法使用業(yè)務(wù)并增加離網(wǎng)率。為減少這一風(fēng)險，運營(yíng)商一般會(huì )部署全冗余的架構。這種高成本的安全預留方式要求將物理基礎架構的建設翻倍，而其中大部分處于空閑狀態(tài)。
要進(jìn)行故障恢復過(guò)程的不僅僅是設備故障，運營(yíng)商還需要能夠解決OS 故障、應用故障和分布式拒絕服務(wù)攻擊。
傳統的故障恢復流程
當前的故障恢復流程包含三個(gè)階段：
（1） 找出問(wèn)題
（2） 啟動(dòng)并執行解決方案的過(guò)程
（3） 實(shí)施“事后剖析”根本原因分析（RCA）
查找和解決問(wèn)題的時(shí)間根據所遇到問(wèn)題而有所不同。在硬件和操作系統層，一般相對簡(jiǎn)單和快速，而真正解決問(wèn)題時(shí)，則是在應用層較快些。DDoS 攻擊是最易被快速發(fā)現和解決的，但通常會(huì )消耗運維團隊更多的時(shí)間，因為其發(fā)生頻繁。
一旦保證了業(yè)務(wù)連續，運維人員就會(huì )實(shí)施RCA。找出問(wèn)題的根本原因使得運營(yíng)商能夠做出必要的改變以避免問(wèn)題重現。
NFV故障恢復過(guò)程
使用NFV，設備以虛擬化功能的形式運行，由Hypervisor 和編排層的自愈特性提供保護。由于業(yè)務(wù)連續性已經(jīng)與問(wèn)題本身解耦，恢復過(guò)程已被完全重新定義。為提供端到端的應用彈性和可靠性，NFV平臺納入了實(shí)現自愈的機制，該機制基于受監控的基礎架構和應用級的KPI。發(fā)生故障時(shí)，系統自動(dòng)基于同樣的規格創(chuàng )建一個(gè)新的實(shí)例來(lái)隨時(shí)保障應用的可用性。
通過(guò)簡(jiǎn)化恢復過(guò)程，并開(kāi)發(fā)基于自動(dòng)化虛擬擴展能力的簡(jiǎn)化方案，NFV能顯著(zhù)降低故障恢復成本。
4. 占地、功耗和散熱
不動(dòng)產(chǎn)、功耗和散熱是OPEX 基礎架構成本。它們與一個(gè)特定部署中所包含的物理架構實(shí)體的數量和特性直接相關(guān)。假定所有常數保持不變，減少物理硬件將同比例的降低不動(dòng)產(chǎn)、功耗和散熱的成本。
影響這些成本的主要因素包括：
- 不動(dòng)產(chǎn)：基礎架構中網(wǎng)元的數量和尺寸以及占地面積成本。
- 功耗：功率以及每度電的成本。
- 散熱：與功耗成1：1關(guān)系。
由于NFV技術(shù)僅需要很有限的物理架構的網(wǎng)元，不動(dòng)產(chǎn)成本得以降低。而使用傳統方式，負載均衡器和諸如交換機等其他網(wǎng)絡(luò )設備會(huì )與服務(wù)器分開(kāi)放置。
NFV使得運營(yíng)商能夠更快的替換老舊的服務(wù)器，因此功耗成本得以降低。老式服務(wù)器耗能約為新型的兩倍。
最后，散熱成本通常是按照與設備功耗成本1：1來(lái)計算的，因此散熱成本按照功耗同比例下降。
5. 維護和軟件許可
維護也是一種OPEX 基礎架構成本。它與運維團隊管理的物理架構中所包含項目的數量和特性直接相關(guān)。許多傳統架構中的網(wǎng)元需要年度的維護費，包括服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò )設備，例如負載均衡器、交換機和路由端口。
盡管任何NFV系統都會(huì )伴隨著(zhù)許可和維護費用，但相對于傳統方式，授權費用還是會(huì )明顯少很多。這是因為新的方式對基礎架構中網(wǎng)元的需求要少得多，且當容量需要改變時(shí)，NFV平臺可被應用和業(yè)務(wù)共享。
6. 硬件架構
虛擬化的物理資產(chǎn)通過(guò)創(chuàng )建虛擬機提升了資源利用率，在單個(gè)物理硬件上，每個(gè)虛擬機都有其自己的操作系統。NFV平臺則更進(jìn)一步。它可以動(dòng)態(tài)地布放虛機，這就進(jìn)一步提升了硬件優(yōu)化。
傳統的部署方式采用“豎井”架構。服務(wù)器專(zhuān)屬于一個(gè)應用，結果是效率低下，需要大量服務(wù)器。
NFV實(shí)現了一種新的模型，所有的底層硬件組成一個(gè)資源池，由同一平臺上的所有應用共享。此外架構共享的能力帶來(lái)新的成本模型。空閑容量導致的成本不應計入某個(gè)特定應用，可按需為其他應用所用。
基于NFV，運營(yíng)商有望在服務(wù)器成本有明顯的削減，因為其相對傳統方式使用的服務(wù)器要少得多。更重要的是，諸如負載均衡器等物理實(shí)體可完全被移除。
