NFV: konsepsiyasi, arxitekturasi va xizmatlari

|
NFV: konsepsiyasi, arxitekturasi va xizmatlari
|
bet | 9/10 | Sana | 02.06.2024 | Hajmi | 0,69 Mb. | | #259330 |
Bog'liq a8RS2ifQROTxghJOCEm7KyHWaS53ZSSfS7aiX29PNFV: konsepsiyasi, arxitekturasi va xizmatlari
Aloqa tarmoqlarini rivojlantirishning an’anaviy usullari o‘tkazish qobiliyati va yangi xizmatlarga bozor talabining tez o‘sishiga mos kelmadi. Natijada Network Functions Virtualization (NFV) texnologiyalari yuzaga keldi. NFV virtualizatsiya konsepsiyasini serverlardan tashqari barcha turdagi tarmoq qurilmalariga ham kengaytiradi. NFV fizik tarmoq qurilmalarini ma’lum funksiyalar bilan umumiy server apparatida bir xil funksiyalarni bajaradigan dasturiy ta’minot obyektlari bilan almashtirish imkonini beradigan usul va texnologiya sifatida ta’riflanishi mumkin.
Aslida, NFV dasturiy ta’minotni apparatdan ajratib turadi va tez hamda istalgan vaqtda o‘zgartirilishi mumkin bo‘lgan maxsus tarmoq funksiyalarini ishga tushirish uchun har qanday tijoratda mavjud bo‘lgan standart COTS (Commercial Off the Shelf) qurilmasidan foydalanish imkoniyatini beradi.
4-rasm. An’anaviy tarmoq infratuzilmasidan virtualizatsiyaga o‘tish
NFV atamasi birinchi marta dunyoning yetakchi aloqa operatorlari tomonidan 2012 yilda SDN OpenFlow Butunjahon Kongressida kiritilgan. Ular yuqoridagi an’anaviy tarmoqni rivojlantirish usulining cheklovlarini tahlil qildilar va Evropa Telekommunikatsiya standartlari instituti (ETSI) rahbarligida NFV ISG (Sanoat spetsifikatsiyalari guruhi) ishchi guruhini tuzdilar.
ISG ishchi guruhi NFV uchun standartlarda (tavsiyalarda) amalga oshirilishi kerak bo‘lgan uchta asosiy mezonni ilgari surdi:
• Ajratish (Decoupling): Apparat va dasturiy ta’minotni to‘liq ajratish;
• Moslashuvchanlik (Flexibility): tarmoq funksiyalarini avtomatlashtirilgan va kengaytiriladigan joylashtirish;
• Dinamik operatsiyalar (Dynamic operations): tarmoq holatini aniq (birma-bir) boshqarish va monitoring qilish orqali tarmoqning operatsion parametrlarini nazorat qilish.
Ushbu mezonlarga asoslanib, quyidagi rasmda ko‘rsatilgan umumlashtirilgan NFV arxitekturasi ishlab chiqilgan.
5-rasm. Umumiy NFV arxitekturasi
NFV arxitekturasi uchta asosiy quyi tizimdan iborat:
• Virtuallashtirilgan tarmoq funksiyasi NFV (Virtualized Network Function);
• NFVI virtualizatsiya infratuzilmasi (NFV Infrastructure);
• MANO boshqaruv va orkestrlash quyi tizimi (Management and Orchestration).
NFVIdan tashqari quyi tizimlar apparat emas, balki dasturiy taʼminotni ifodalaydi.
NFVI o‘z ichiga ham fizik apparat (hisoblash, saqlash, tarmoqlar) va virtual «apparat»: serverlar, saqlash tizimlari, tarmoq qurilmalarini oladi. Virtualizatsiya sathi (gipervisorlar va mehmon operatsion tizimlari) VM virtual mashinalarini (Virtual mashinalar) ularga tayinlangan har qanday funksiyalarni bajaradigan fizik serverlarda joylashtirish imkonini beradi. VM uchun u qaysi fizik serverda joylashtirilgani va ishlayotganligi muhim emas. Bundan tashqari, VMlar ishini to‘xtatmasdan bir fizik serverdan ikkinchisiga ko‘chishi (migratsiya) mumkin.
NFV arxitekturasi an’anaviy tashuvchi tarmoq tizimining bir qismi bo‘lgan operatsiyalar va biznesni qo‘llab-quvvatlash quyi tizimini (OSS/BSS) ham o‘z ichiga olishi kerak. Biroq, NFV arxitekturasida ushbu quyi tizimning mavjudligi vaqtinchalik, chunki operatorlar mavjud OSS/BSSni darhol tark eta olmaydi va darhol MANOga o‘ta olmaydi (bu faqat o‘z biznesini noldan boshlagan va tarmoq qurishni boshlagan operatorlarning yangi tarmoqlari uchun mumkin).
MANO NFV tizimida o‘rnatilgan barcha dasturiy ta’minot obyektlarining to‘liq ko‘rinishi (operatsion holati, foydalanish statistikasi va boshqalar) bo‘lishi va ularni boshqarishi kerak. Shuning uchun, operatsion ma’lumotlarni to‘plash nuqtai nazaridan OSS / BSS quyi tizimi uchun eng mos interfeysni ta’minlovchi MANO hisoblanadi. Kelajakda tarmoq o‘zgarishi bilan barcha OSS/BSS funksiyalari MANOga o‘tishi kerak.
NFV arxitekturasining umumlashtirilgan bloklari (6-rasmda) o‘z navbatida quyi darajadagi funktsional modullardan iborat. Misol uchun, MANO administrativ bloki uchta asosiy funktsional modullarning kombinatsiyasi quyidagilardan iborat: VIM (Virtualized Infrastructure Manager) virtualizatsiya infratuzilmasi menejeri, VNFM (Virtualized Network Function Manager) virtual tarmoq funksiyalari menejeri va NFVO orkestratori (NFV Orchestrator).
Arxitektura funktsional bloklar va modullar orasidagi mos nuqtalarni belgilaydi, ular orqali ular bir-biri bilan o‘zaro aloqa qiladi. Shuni ta’kidlash kerakki, mos nuqtalar interfeys (dasturiy ta’minot yoki apparat) emas. Bu nuqtalar ular orqali uzatilishi kerak bo‘lgan ma’lumotlarning spetsifikatsiyasi, shuningdek, uni qayerda va qanday qayta ishlash kerakligini anglatadi.
6-rasm. ETSI bo‘yicha batafsilroq NFV arxitekturasi
NFVIda apparatlar resurslari uch toifaga bo‘linadi:
• Server apparati;
• Saqlash apparatlari;
• Tarmoq interfeysi apparatlari.
Server hisoblash apparatlari markaziy protsessor (CPU) va xotirani o‘z ichiga oladi, ular klasterlash texnologiyalari yordamida kompyuter tugunlari o‘rtasida taqsimlanadi.
Saqlash tizimlari lokal NAS (Network Attached Storage), shuningdek SAN (Storage Area Network) texnologiyasidan foydalangan holda ulangan bo‘lishi mumkin.
Tarmoq apparati VNFlar tomonidan ishlatilishi mumkin bo‘lgan tarmoq interfeysi kartalari va portlar to‘plamidan iborat.
Ushbu turdagi apparatlarning hech biri muayyan funksiyalarni bajarish uchun maxsus ishlab chiqilmagan, ammo ommaviy COTS apparat qurilmalari hisoblanadi. Barcha turdagi apparatlar (protsessorlar, xotira, saqlash tizimlari, tarmoq kartalari va boshqalar) umumiy birlashtirilgan. Ushbu birlashmadagi alohida qurilmalar VNF yaratish uchun kerak bo‘lganda ishlatiladi va funksiya tugagandan so‘ng ular yana chiqariladi.
Funktsional bloklar ma’lumotlar markazidagi turli xil kompyuter tugunlari o‘rtasida va hatto ma’lumotlar markazlarining o‘zlari orasida ham kengayishi mumkin. Ya’ni, ular odatda bitta tarmoq tugunida, joylashuvida yoki POP (point of presence) tarmog‘idagi mavjudlik nuqtasida to‘planmaydi, balki taqsimlanadi.
7-rasm. NFVI-da virtualizatsiya tamoyili
Ushbu taqsimlanish NFV arxitekturasining juda muhim sifati bo‘lib, u juda ko‘p afzalliklarni beradi.
NFVI funktsional bloki VNFlar ishlaydigan virtual mashinalari ko‘rinishidagi apparat resurslarini taqdim etadi. Virtual mashinalar fizik apparatning virtual analogi bo‘lib, ular VNFni xuddi fizik apparat kabi ishlatish uchun taqdim etiladi.
NFVI MANO tarkibiga kiruvchi virtualizatsiyalangan infratuzilma menejeri (VIM) tomonidan boshqariladi. U serverlar resurslarini, saqlash va tarmoq tizimlarini va virtualizatsiya sathi dasturiy ta’minotini boshqarish uchun javobgar hisoblanadi.
VNF menejeri VNFM virtual tarmoq funksiyalarini yaratish va boshqarish uchun javobgar hisoblanadi. U NFV orkestratorining virtual VNF funksiyasini yaratish soʻroviga koʻra, VIM dan tegishli resurslarni soʻraydi va ularda ushbu VNFni ishga tushiradi yoki boshqa oddiy VNF lardan murakkab funksiya tuzadi. Uning ishlashi davomida, agar VNF quvvatini (miqyosini) kengaytirish talab etilsa, VNFM VIMdan qo‘shimcha resurslarni so‘raydi, ularni qabul qiladi va ularni ishlaydigan VNFga qo‘shadi (masalan, protsessor yadrolarini qo‘shadi). Bu qo‘shimcha VMlarni ishga tushirish, xotira yoki saqlash maydoni miqdorini oshirish, yangi tarmoq interfeyslarini ulash bo‘lishi mumkin. VIM «inventarizatsiya tizimi» uchun mas’ul bo‘lganligi sababli, u so‘rovga javob berish uchun COTS resurslari mavjudligini yoki tizim ulardan foydalanish chegarasiga yetganligini aniqlashi mumkin. Ikkinchi holda, tizimning moslashuvchanligini ta’minlash funksionalligiga kiritilgan turli xil choralar ko‘rish mumkin.
VNFM EM (Element Management) virtual qurilmalari orqali VNF virtual tarmoq funksiyalarini boshqaradi. Ushbu qurilmalar VNF ning an’anaviy tarmoqdan meros bo‘lib qolgan operator tarmog‘I oddiy fizik qurilmalarining PNF (Physical Network Functions) fizik tarmoq funksiyalari bilan ham o‘zaro aloqasini ta’minlash uchun zarur hisoblanadi.
8-rasm. VNF1 uchun qo‘shimcha protsessor resurslarini ajratish misoli
EMning talabga javob berishi an’anaviy EMS (Element Management System) elementlarini boshqarish tizimiga o‘xshaydi. U an’anaviy fizik operator tarmog‘ida NMS (Network Management System) tarmoqni boshqarish tizimi va tarmoq funksiyalarini bajaradigan fizik tarmoq elementlari o‘rtasida oraliq hisoblanadi. EM an’anaviy tarmoqdan qolgan maxsus protokollar yordamida VNF bilan va ETSI tomonidan aniqlangan ochiq protokollar yordamida VNFM bilan o‘zaro ta’sir qiladi. To‘liq virtuallashtirilgan tarmoqda EMga bo‘lgan ehtiyoj yo‘qoladi, chunki. ular VNF bilan birlashtiriladi.
|
| |