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

針對NFV對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驗室開展了一系列的驗證測試工作，本次測試對虛擬化中間件的功能、基本性能和網(wǎng)絡(luò)性能進行了相關(guān)測試，其中功能測試包括虛擬機親和性/反親和性的支持、控制節(jié)點故障恢復(fù)、虛擬機的高可用性、虛擬機的熱遷移和故障告警的北向發(fā)送；基本性能測試包括四個場景，即CPU測試、內(nèi)存測試、存儲測試和虛擬機干擾測試；網(wǎng)絡(luò)性能測試主要驗證基于DPDK的軟件虛擬交換機技術(shù)（vSwitch），同時測試一組網(wǎng)卡直接透傳技術(shù)（PCI-passthrough）的數(shù)據(jù)，作為DPDK性能結(jié)果參照對比。

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

中間件及NFVi CPU、內(nèi)存、存儲以Spirent CloudStress為主。CloudStress是虛擬機資源性能測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、存儲和網(wǎng)絡(luò)IO四種指標(biāo)，來測量虛擬化中間件和NFVi（NFV基礎(chǔ)架構(gòu)）的性能。

（1）CloudStress工具 由安裝CloudStress應(yīng)用的虛擬機和安裝CloudStress Agent的虛擬機兩部分組成，采用SAAS方式進行部署和使用。

（2）CloudStress Agent 部署在測試環(huán)境中的計算節(jié)點上，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。在虛擬化資源單項指標(biāo)的性能測試中，通過調(diào)整內(nèi)存、存儲讀寫的隨機性及讀寫比例，嘗試對測試方法進一步的完善，并且除了傳統(tǒng)的單項CPU、內(nèi)存、存儲性能測試指標(biāo)外，還增加了對NFV部署具有實際意義的“噪聲鄰居”干擾測試，以驗證NFV在實際部署后多個VNF之間對于CPU、內(nèi)存、磁盤資源搶占所引入的性能下降情況。

滿載測試模塊的Spirent TestCenter N11U/N4U機箱。

Spirent CloudStress測試界面。

中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)研究院SDN/NFV創(chuàng)新中心相關(guān)負責(zé)人指出：“隨著互聯(lián)網(wǎng)+國家戰(zhàn)略的推進與實施，傳統(tǒng)行業(yè)面臨著與互聯(lián)網(wǎng)融合的機遇與挑戰(zhàn)。為了促進傳統(tǒng)行業(yè)面向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的轉(zhuǎn)型，不斷創(chuàng)造全新的運營模式和經(jīng)濟價值，中國聯(lián)通啟動了產(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)通長期測試合作伙伴思博倫成功完成了針對NFV虛擬化中間件相關(guān)技術(shù)的測試，令人滿意的測試方法與結(jié)果，給予了中國聯(lián)通和參測廠商對于NFV虛擬化中間件技術(shù)的啟示和展望，將成為NFV實踐和部署中的典范?！?/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力量，從過去建設(shè)光纖固定寬帶網(wǎng)絡(luò)和移動寬帶網(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)通合作進行NFV虛擬化中間件技術(shù)測試，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。”

當(dāng)前，中國聯(lián)通在實驗室環(huán)境中對虛擬化中間件（同時還包括VIM）進行了功能和性能測試。其中在功 能方面，重點關(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，重點關(guān)注vSwitch的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn) 發(fā)性能和時延抖動，以保證上層電信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的端到端QoS。 根據(jù)當(dāng)前對風(fēng)河等廠家的測試經(jīng)驗，有如下啟示：

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

（2）刀框背板交換機存在網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸和丟包。本次測試中，采用刀片服務(wù)器，測試儀表需要與背板 交換機的物理端口連接后才能與服務(wù)器進行通信，由于背板交換機自身性能會對測試產(chǎn)生影響，進而給測 試帶來不確定性。本次測試中通過單獨對背板交換機進行量化評估，以確定和剔除其影響。

（3）磁盤IO性能的實際測試結(jié)果與預(yù)期不符。一定條件下，讀相對寫的比例越大，磁盤IO性能表現(xiàn)越 好，但在實際測試中出現(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。

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

（1）在功能方面 對底層設(shè)備的管理能力有待加強。當(dāng)前VIM對底層設(shè)備的管理并沒有較好的支持，這給NFV部署后的運 維管理帶來復(fù)雜性，需要虛擬化中間件廠家擴展對異廠家底層設(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)施的運維管理和容量規(guī)劃等。 網(wǎng)絡(luò)虛擬化能力的增強。同計算和存儲虛擬化技術(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中是一個較大風(fēng)險。對于電信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)來說，由于通常是 一個分布式網(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)管來進行，距離自動化尚有較大距離。

（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，實現(xiàn)對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性能有待進一步提升。雖然當(dāng)前商業(yè)化產(chǎn)品對vSwitch做了相關(guān)優(yōu)化，但其性能在大部分場景 中還是遠落后與SR-IOV和PCI-Passthrough，SR-IOV這種方式存在虛機無法遷移的問題而PCI-Passthrough 則因為網(wǎng)卡獨占帶來資源利用率低下的問題，vSwtich雖然更為靈活，但在性能上需要進一步提升。

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