網(wǎng)絡功能虛擬化：NFV架構(gòu)、開發(fā)、測試及應用

第 1章　NFV概述 1
1．1　NFV概況　1
1．1．1　NFV的發(fā)展背景　1
1．1．2　NFV的優(yōu)勢　3
1．1．3　NFV組織　4
1．1．4　NFV行業(yè)發(fā)展概況　8
1．2　NFV特性　9
1．2．1　可移植性　9
1．2．2　性能　9
1．2．3　伸縮　10
1．2．4　彈性和穩(wěn)定性　10
1．2．5　安全　11
1．2．6　服務持續(xù)性　11
1．2．7　管理和編排　12
1．2．8　多廠商間的互操作性　12
1．2．9　可操作性　12
1．2．10　能源效率　12
1．2．11　兼容性　12
1．3　NFV技術(shù)基礎(chǔ)　12
1．3．1　標準服務器　12
1．3．2　虛擬化技術(shù)　13
1．3．3　云計算　14
1．3．4　軟件定義網(wǎng)絡（SDN）　15
1．3．5　開源軟件　16
1．4　NFV挑戰(zhàn)　17
1．4．1　性能問題　17
1．4．2　虛擬網(wǎng)絡功能間的連接問題　17
1．4．3　網(wǎng)絡安全問題　18
1．4．4　NFV的標準問題　18
1．4．5　系統(tǒng)集成問題　19
1．4．6　運營商業(yè)務引入NFV問題　19
第　2章 NFV體系架構(gòu)　20
2．1　NFV設(shè)計目標　20
2．2　NFV系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　22
2．3　NFV參考架構(gòu)　23
2．3．1　NFVI　23
2．3．2　VNF　24
2．3．3　NFV MANO　26
2．3．4　服務、VNF以及基礎(chǔ)設(shè)施描述符　29
2．3．5　EM　29
2．3．6　OSS/BSS　30
2．3．7　參考點　30
2．4　網(wǎng)絡功能虛擬化　33
2．4．1　網(wǎng)絡功能虛擬化的實現(xiàn)　33
2．4．2　VFBs映射到HFBs的功能塊方法　35
2．5　NFV域　37
2．6　NFVI域　39
2．6．1　NFVI目標　39
2．6．2　NFVI域　40
2．7　NFVI和云計算　43
2．7．1　云計算的基本特征應用于NFVI　43
2．7．2　云計算的服務模式應用于NFVI　45
2．7．3　云部署模型應用于NFVI　45
第3章　SDN與OpenDaylight　47
3．1　SDN架構(gòu)　47
3．1．1　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層　48
3．1．2　控制層　49
3．1．3　應用層　50
3．2　SDN控制器　51
3．2．1　NOX/POX　51
3．2．2　Floodlight　52
3．2．3　Ryu　52
3．2．4　OpenContrail　52
3．2．5　OpenDaylight　52
3．2．6　ONOS　53
3．2．7　其他類型控制器　53
3．2．8　多控制器模型　53
3．3　SDN南北向接口　55
3．3．1　SDN北向REST接口　55
3．3．2　SDN南向接口與協(xié)議　58
3．4　OpenDaylight控制器　60
3．4．1　OpenDaylight架構(gòu)　60
3．4．2　OpenDaylight工作流程分析　61
3．4．3　OpenDaylight版本　62
3．4．4　OpenDaylight與OpenStack　63
3．5　OpenDaylight中部分重點項目　64
3．5．1　數(shù)據(jù)建模語言YANG　64
3．5．2　L2Switch項目　67
3．5．3　功能服務鏈項目　69
3．6　SDN與NFV　72
3．6．1　SDN與NFV的關(guān)系　72
3．6．2　IEEE SDN/NFV的標準化　73
3．6．3　NFV架構(gòu)中的SDN　74
第4章　云管理平臺OpenStack　76
4．1　云管理平臺　76
4．1．1　云管理平臺功能　76
4．1．2　主流的云管理平臺　77
4．2　OpenStack發(fā)展歷程　77
4．3　OpenStack架構(gòu)　79
4．4　OpenStack核心組件　80
4．4．1　計算（Nova）　82
4．4．2　網(wǎng)絡（Neutron）　84
4．4．3　對象存儲（Swift）　85
4．4．4　塊存儲（Cinder）　88
4．4．5　認證（Keystone）　89
4．4．6　鏡像服務（Glance）　91
4．4．7　界面（Horizon）　91
4．5　OpenStack與NFV　92
第5章　OPNFV　96
5．1　OPNFV簡介　96
5．2　OPNFV與NFV產(chǎn)業(yè)　97
5．2．1　OPNFV目標　97
5．2．2　OPNFV對NFV產(chǎn)業(yè)的推進作用　97
5．3　OPNFV架構(gòu)　98
5．3．1　OPNFV架構(gòu)　98
5．3．2　OPNFV其他組件　99
5．3．3　OPNFV模塊交互接口　102
5．3．4　Arno版本　103
5．3．5　Brahmaputra版本　104
5．3．6　Colorado版本　106
5．4　OPNFV安裝　107
5．4．1　安裝方式　107
5．4．2　安裝過程介紹　107
第6章　NFV系統(tǒng)測試　111
6．1　NFV系統(tǒng)測試原理和方法　111
6．1．1　測試需求分析　111
6．1．2　測試方法　113
6．1．3　平臺測試　114
6．1．4　業(yè)務測試　119
6．1．5　系統(tǒng)可用性測試　122
6．2　NFV系統(tǒng)測試分析　125
6．2．1　平臺測試方案　125
6．2．2　平臺測試結(jié)果分析　128
6．2．3　業(yè)務測試方案　130
6．2．4　業(yè)務測試結(jié)果分析　132
6．3　OPNFV Functest測試　134
6．3．1　Functest配置引導　135
6．3．2　Functest使用引導　139
6．3．3　執(zhí)行Functest測試　144
第7章　NFV應用場景　146
7．1　網(wǎng)絡功能虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施即服務（NFVIaaS）　146
7．1．1　概述　147
7．1．2　虛擬化目標　149
7．1．3　虛擬化網(wǎng)絡功能的共存　150
7．2　虛擬網(wǎng)絡功能即服務（VNFaaS）　150
7．2．1　動機　150
7．2．2　描述　151
7．2．3　vE-CPE　151
7．2．4　虛擬化目標　152
7．3　虛擬網(wǎng)絡平臺即服務（VNPaaS）　153
7．4　VNF轉(zhuǎn)發(fā)圖（VNF-FG）　154
7．4．1　動機　154
7．4．2　描述　155
7．4．3　虛擬化目標　157
7．5　移動核心網(wǎng)虛擬化　158
7．5．1　動機　158
7．5．2　描述　159
7．5．3　虛擬化目標　159
7．5．4　物理和虛擬化網(wǎng)絡功能的共存　160
7．6　移動基站虛擬化　162
7．6．1　動機　162
7．6．2　描述　162
7．6．3　虛擬化目標　163
7．6．4　物理和虛擬化網(wǎng)絡功能的共存　164
7．7　家庭網(wǎng)絡虛擬化　164
7．7．1　動機　165
7．7．2　描述　165
7．7．3　物理和虛擬化網(wǎng)絡功能的共存　166
7．8　虛擬化內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡（vCDN）　168
7．8．1　動機　169
7．8．2　描述　169
7．8．3　虛擬化目標　170
7．8．4　物理和虛擬化網(wǎng)絡功能的共存　170
7．9　固定接入網(wǎng)絡功能虛擬化　171
7．9．1　動機　171
7．9．2　描述　171
7．9．3　挑戰(zhàn)　172
7．9．4　虛擬化目標　173
7．9．5　物理和虛擬化網(wǎng)絡功能的共存　173
第8章　5G中的NFV/SDN　175
8．1　5G發(fā)展背景　175
8．2　5G研發(fā)進展　176
8．2．1　5G的標準組織　176
8．2．2　各國政府及組織對5G的支持　178
8．3　5G網(wǎng)絡的需求和挑戰(zhàn)　179
8．4　基于NFV/SDN的5G網(wǎng)絡架構(gòu)設(shè)想　181
8．4．1　NFV/SDN在5G中的優(yōu)勢　181
8．4．2　基于NFV/SDN的5G網(wǎng)絡架構(gòu)設(shè)計　182
8．5　5G網(wǎng)絡架構(gòu)　183
8．5．1　NGMN 5G網(wǎng)絡架構(gòu)　183
8．5．2　IMT-2020 5G推進組網(wǎng)絡架構(gòu)　184
8．5．3　移動5G網(wǎng)絡架構(gòu)　187
8．5．4　聯(lián)通5G網(wǎng)絡架構(gòu)　189
8．5．5　電信5G網(wǎng)絡架構(gòu)　189
第9章　NFV與移動核心網(wǎng)　192
9．1　基于NFV的核心網(wǎng)演進　193
9．2　IMS網(wǎng)絡虛擬化系統(tǒng)架構(gòu)研究（中國移動）　194
9．2．1　虛擬化IMS網(wǎng)絡系統(tǒng)架構(gòu)　194
9．2．2　虛擬化IMS網(wǎng)絡主要接口　195
9．2．3　虛擬化IMS網(wǎng)絡主要設(shè)備及設(shè)備形態(tài)研究　195
9．3　EPS業(yè)務鏈虛擬化方案研究（華為）　196
9．3．1　業(yè)務鏈架構(gòu)　196
9．3．2　業(yè)務鏈關(guān)鍵功能模塊與接口　197
9．4　NFV開源軟件　198
9．4．1　EPC/IMS開源軟件　198
9．4．2　虛擬路由和交換　199
9．4．3　其他開源網(wǎng)絡設(shè)備　200
9．5　NFV開啟現(xiàn)網(wǎng)試點　200
9．5．1　AT&T　200
9．5．2　中國移動　200
9．5．3　中國聯(lián)通　201
9．5．4　中國電信　201
9．5．5　相關(guān)報道　202
第　10章 NFV與移動邊緣計算（MEC）　203
10．1　背景　203
10．2　MEC工作原理及優(yōu)勢　204
10．3　MEC關(guān)鍵技術(shù)　205
10．3．1　虛擬化技術(shù)　205
10．3．2　無線接入技術(shù)　205
10．4　MEC特點　206
10．5　ISG MEC工作組工作　207
10．5．1　ISG MEC的基本理念與目標　207
10．5．2　MEC服務器部署方案　207
10．5．3　MEC體系架構(gòu)　208
10．6　應用　210
10．6．1　應用分類　210
10．6．2　應用例　211
10．6．3　5G中的MEC應用　216
10．7　MEC與觸感互聯(lián)網(wǎng)　217
10．8　MEC的挑戰(zhàn)　218
10．8．1　安全問題　218
10．8．2　平臺管理和應用可移植性　219
10．8．3　頑健性和彈性　219
10．8．4　用戶隱私和計費挑戰(zhàn)　220
10．8．5　網(wǎng)絡整合和服務器部署　220
10．8．6　能源效率　220
第　11章 MEC應用實例——WiCloud　221
11．1　WiCloud架構(gòu)　221
11．2　WiCloud應用　223
11．2．1　商鋪客流分析服務　224
11．2．2　智能客戶分析服務　226
11．2．3　個性化定制服務　227
11．2．4　公共場所人員空間分析服務　228
11．2．5　無線網(wǎng)絡質(zhì)量分析與優(yōu)化服務　229
主要概念術(shù)語　231
參考文獻　241