中間件及NFVi是NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）的一項(xiàng)重要使能技術(shù)，借助于這種技術(shù)，才能夠?qū)崿F(xiàn)在通用的服務(wù)器、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)上為不同VNF（虛擬化網(wǎng)元功能）應(yīng)用提供所需的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源，并實(shí)現(xiàn)資源池化、業(yè)務(wù)彈性、HA及動(dòng)態(tài)遷移能力。

針對(duì)NFV對(duì)虛擬化中間件的特殊需求，中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)研究院聯(lián)合思博倫等廠家在實(shí)驗(yàn)室開展了一系列的驗(yàn)證測(cè)試工作，本次測(cè)試對(duì)虛擬化中間件的功能、基本性能和網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試，其中功能測(cè)試包括虛擬機(jī)親和性/反親和性的支持、控制節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)、虛擬機(jī)的高可用性、虛擬機(jī)的熱遷移和故障告警的北向發(fā)送；基本性能測(cè)試包括四個(gè)場景，即CPU測(cè)試、內(nèi)存測(cè)試、存儲(chǔ)測(cè)試和虛擬機(jī)干擾測(cè)試；網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試主要驗(yàn)證基于DPDK的軟件虛擬交換機(jī)技術(shù)（vSwitch），同時(shí)測(cè)試一組網(wǎng)卡直接透傳技術(shù)（PCI-passthrough）的數(shù)據(jù)，作為DPDK性能結(jié)果參照對(duì)比。

網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試使用Spirent TestCenter機(jī)箱及MX系列萬兆接口測(cè)試板卡完成。Spirent TestCenter作為測(cè)試中唯一使用的硬件測(cè)試工具，對(duì)不同vCPU數(shù)量配置的vSwitch(DPDK 2.0)、PCI-PassThrough及SR-IOV共計(jì)8種配置模式，每種模式6種測(cè)試場景下的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。

中間件及NFVi CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)以Spirent CloudStress為主。CloudStress是虛擬機(jī)資源性能測(cè)試和壓力仿真軟件工具，可以部署在不同類型的Hypervisor之上，通過仿真CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)IO四種指標(biāo)，來測(cè)量虛擬化中間件和NFVi（NFV基礎(chǔ)架構(gòu)）的性能。

（1）CloudStress工具 由安裝CloudStress應(yīng)用的虛擬機(jī)和安裝CloudStress Agent的虛擬機(jī)兩部分組成，采用SAAS方式進(jìn)行部署和使用。

（2）CloudStress Agent 部署在測(cè)試環(huán)境中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，CloudStress應(yīng)用部署在虛擬化環(huán)境之外的服務(wù)器，并保持與外網(wǎng)Internet的聯(lián)通。在虛擬化資源單項(xiàng)指標(biāo)的性能測(cè)試中，通過調(diào)整內(nèi)存、存儲(chǔ)讀寫的隨機(jī)性及讀寫比例，嘗試對(duì)測(cè)試方法進(jìn)一步的完善，并且除了傳統(tǒng)的單項(xiàng)CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)性能測(cè)試指標(biāo)外，還增加了對(duì)NFV部署具有實(shí)際意義的“噪聲鄰居”干擾測(cè)試，以驗(yàn)證NFV在實(shí)際部署后多個(gè)VNF之間對(duì)于CPU、內(nèi)存、磁盤資源搶占所引入的性能下降情況。

滿載測(cè)試模塊的Spirent TestCenter N11U/N4U機(jī)箱。

Spirent CloudStress測(cè)試界面。

中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)研究院SDN/NFV創(chuàng)新中心相關(guān)負(fù)責(zé)人指出：“隨著互聯(lián)網(wǎng)+國家戰(zhàn)略的推進(jìn)與實(shí)施，傳統(tǒng)行業(yè)面臨著與互聯(lián)網(wǎng)融合的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。為了促進(jìn)傳統(tǒng)行業(yè)面向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的轉(zhuǎn)型，不斷創(chuàng)造全新的運(yùn)營模式和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，中國聯(lián)通啟動(dòng)了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，攜手合作伙伴共同為行業(yè)客戶提供完整的解決方案與技術(shù)服務(wù)。

此次與聯(lián)通長期測(cè)試合作伙伴思博倫成功完成了針對(duì)NFV虛擬化中間件相關(guān)技術(shù)的測(cè)試，令人滿意的測(cè)試方法與結(jié)果，給予了中國聯(lián)通和參測(cè)廠商對(duì)于NFV虛擬化中間件技術(shù)的啟示和展望，將成為NFV實(shí)踐和部署中的典范?！?/p>

思博倫大中華及東亞地區(qū)總經(jīng)理譚昊認(rèn)為：“中國聯(lián)通一直是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程中不可或缺的中堅(jiān)力量，從過去建設(shè)光纖固定寬帶網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)，到未來構(gòu)建新型信息基礎(chǔ)設(shè)施并提供整合解決方案與服務(wù)，角色正在由互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的主力軍向互聯(lián)網(wǎng)+的塑造者轉(zhuǎn)變。思博倫一直在世界范圍內(nèi)與領(lǐng)先的創(chuàng)新者合作，為運(yùn)營商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和通信服務(wù)商、制造商和大型企業(yè)順利構(gòu)建下一代網(wǎng)絡(luò)提供幫助與支持。思博倫很榮幸能夠與中國聯(lián)通合作進(jìn)行NFV虛擬化中間件技術(shù)測(cè)試，使得虛擬化中間件技術(shù)更好地適用于NFV電信領(lǐng)域。思博倫愿與中國聯(lián)通共同持續(xù)不斷的努力，在未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的道路上攜手走得更遠(yuǎn)?！?/p>

當(dāng)前，中國聯(lián)通在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中對(duì)虛擬化中間件（同時(shí)還包括VIM）進(jìn)行了功能和性能測(cè)試。其中在功 能方面，重點(diǎn)關(guān)注其可靠性，以保證上層電信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的高可用；在性能方面，重點(diǎn)關(guān)注vSwitch的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn) 發(fā)性能和時(shí)延抖動(dòng)，以保證上層電信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的端到端QoS。 根據(jù)當(dāng)前對(duì)風(fēng)河等廠家的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，有如下啟示：

（1）測(cè)試工具和參數(shù)配置的統(tǒng)一十分重要。在測(cè)試中，可選的開源和商用工具很多，對(duì)應(yīng)的測(cè)試和度 量方法差異較大，為避免出現(xiàn)結(jié)果分歧，保證測(cè)試工具和配置的統(tǒng)一對(duì)測(cè)試的公平性和準(zhǔn)確性來說十分重 要。本次測(cè)試中同時(shí)采用了商用和開源工具，并對(duì)具體的版本和配置做了要求。

（2）刀框背板交換機(jī)存在網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸和丟包。本次測(cè)試中，采用刀片服務(wù)器，測(cè)試儀表需要與背板 交換機(jī)的物理端口連接后才能與服務(wù)器進(jìn)行通信，由于背板交換機(jī)自身性能會(huì)對(duì)測(cè)試產(chǎn)生影響，進(jìn)而給測(cè) 試帶來不確定性。本次測(cè)試中通過單獨(dú)對(duì)背板交換機(jī)進(jìn)行量化評(píng)估，以確定和剔除其影響。

（3）磁盤IO性能的實(shí)際測(cè)試結(jié)果與預(yù)期不符。一定條件下，讀相對(duì)寫的比例越大，磁盤IO性能表現(xiàn)越 好，但在實(shí)際測(cè)試中出現(xiàn)和預(yù)期相反的結(jié)果，初步診斷為磁盤類型和RIAD卡的問題。

通過對(duì)業(yè)界主流虛擬化中間件的已有相關(guān)調(diào)研和測(cè)試，聯(lián)通專家對(duì)虛擬化中間件提出如下建議：

（1）在功能方面 對(duì)底層設(shè)備的管理能力有待加強(qiáng)。當(dāng)前VIM對(duì)底層設(shè)備的管理并沒有較好的支持，這給NFV部署后的運(yùn) 維管理帶來復(fù)雜性，需要虛擬化中間件廠家擴(kuò)展對(duì)異廠家底層設(shè)備的基本信息、故障和性能的管理能力，便于NFVI基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)維管理和容量規(guī)劃等。 網(wǎng)絡(luò)虛擬化能力的增強(qiáng)。同計(jì)算和存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)相比，網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)還比較落后，SDN尚不成熟， 目前網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)類型繁多，如何整合到NFVI中是一個(gè)較大風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于電信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)來說，由于通常是 一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)，因此需要配置較大的網(wǎng)絡(luò)資源來承載，這種網(wǎng)絡(luò)資源需要分解到數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的局域網(wǎng) 絡(luò)資源和數(shù)據(jù)中心間的承載網(wǎng)絡(luò)資源，業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)絡(luò)間的承載網(wǎng)絡(luò)資源等，承載網(wǎng)絡(luò)資源分配又可 能涉及到傳送網(wǎng)絡(luò)資源分配；這些資源的分配都需要做到虛擬化，自動(dòng)化，目前這種分配尚需要通過承載 網(wǎng)/傳送網(wǎng)網(wǎng)管來進(jìn)行，距離自動(dòng)化尚有較大距離。

（2）在兼容性方面 虛擬化中間件向下需要與多廠家的硬件解耦，實(shí)現(xiàn)對(duì)底層不同硬件的虛擬化；向上則提供統(tǒng)一的接口， 使得上層電信業(yè)務(wù)對(duì)底層硬件資源訪問的透明化和使用的無感知。

（3）在性能方面 vSwitch性能有待進(jìn)一步提升。雖然當(dāng)前商業(yè)化產(chǎn)品對(duì)vSwitch做了相關(guān)優(yōu)化，但其性能在大部分場景 中還是遠(yuǎn)落后與SR-IOV和PCI-Passthrough，SR-IOV這種方式存在虛機(jī)無法遷移的問題而PCI-Passthrough 則因?yàn)榫W(wǎng)卡獨(dú)占帶來資源利用率低下的問題，vSwtich雖然更為靈活，但在性能上需要進(jìn)一步提升。

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