思博伦与中国联通联合发布《NFV虚拟化中间件白皮书》

虚拟化中间件技术来源于IT，其技术发展以IT应用和服务需求为主要驱动力。但随着NFV技术对虚拟化 技术的采用，虚拟化中间件技术能否较好适用于NFV电信领域，以及NFV电信领域对虚拟化中间件技术的特 殊需求、如何对虚拟化中间件技术和实现进行相关测试等，成为NFV实践和部署中的重要问题。

全球领先的测试解决方案提供商思博伦通信作为唯一测试厂商，与中国联通共同针对NFV虚拟化中间件的特殊需求，利用Spirent TestCenter网络性能测试仪和Spirent CloudStress虚拟机压力仿真工具，结合符合行业标准要求的、历经实践检验的先进测试方法，对虚拟化中间件的功能、基本性能和网络性能进行了相关测试，并联合撰写发布了《NFV虚拟化中间件白皮书》。

9月20日上午，中国联通于在“中国国际信息通信展览会”上举办了“中国联通产业互联网（CUII）发布会”，推出了中国联通产业互联网网络服务产品解决方案，并发布了《中国联通产业互联网及相关技术白皮书》。

《NFV虚拟化中间件白皮书》作为《中国联通产业互联网及相关技术白皮书》的重要组成部分，重点分析了NFV对虚拟化中间件的相关技术要求以及相关指标测试方法，为未来NFV业务开展所需要的中间件及NFVi测试提供指导。

中国联通产业互联网（CUII）发布会现场。

中间件及NFVi是NFV（网络功能虚拟化）的一项重要使能技术，借助于这种技术，才能够实现在通用的服务器、存储及网络硬件平台上为不同VNF（虚拟化网元功能）应用提供所需的计算、存储、网络资源，并实现资源池化、业务弹性、HA及动态迁移能力。

针对NFV对虚拟化中间件的特殊需求，中国联通网络研究院联合思博伦等厂家在实验室开展了一系列的验证测试工作，本次测试对虚拟化中间件的功能、基本性能和网络性能进行了相关测试，其中功能测试包括虚拟机亲和性/反亲和性的支持、控制节点故障恢复、虚拟机的高可用性、虚拟机的热迁移和故障告警的北向发送；基本性能测试包括四个场景，即CPU测试、内存测试、存储测试和虚拟机干扰测试；网络性能测试主要验证基于DPDK的软件虚拟交换机技术（vSwitch），同时测试一组网卡直接透传技术（PCI-passthrough）的数据，作为DPDK性能结果参照对比。

网络性能测试使用Spirent TestCenter机箱及MX系列万兆接口测试板卡完成。Spirent TestCenter作为测试中唯一使用的硬件测试工具，对不同vCPU数量配置的vSwitch(DPDK 2.0)、PCI-PassThrough及SR-IOV共计8种配置模式，每种模式6种测试场景下的网络性能指标进行评估。

中间件及NFVi CPU、内存、存储以Spirent CloudStress为主。CloudStress是虚拟机资源性能测试和压力仿真软件工具，可以部署在不同类型的Hypervisor之上，通过仿真CPU、内存、存储和网络IO四种指标，来测量虚拟化中间件和NFVi（NFV基础架构）的性能。

（1）CloudStress工具 由安装CloudStress应用的虚拟机和安装CloudStress Agent的虚拟机两部分组成，采用SAAS方式进行部署和使用。

（2）CloudStress Agent 部署在测试环境中的计算节点上，CloudStress应用部署在虚拟化环境之外的服务器，并保持与外网Internet的联通。在虚拟化资源单项指标的性能测试中，通过调整内存、存储读写的随机性及读写比例，尝试对测试方法进一步的完善，并且除了传统的单项CPU、内存、存储性能测试指标外，还增加了对NFV部署具有实际意义的“噪声邻居”干扰测试，以验证NFV在实际部署后多个VNF之间对于CPU、内存、磁盘资源抢占所引入的性能下降情况。

满载测试模块的Spirent TestCenter N11U/N4U机箱。

Spirent CloudStress测试界面。

中国联通网络研究院SDN/NFV创新中心相关负责人指出：“随着互联网+国家战略的推进与实施，传统行业面临着与互联网融合的机遇与挑战。为了促进传统行业面向产业互联网时代的转型，不断创造全新的运营模式和经济价值，中国联通启动了产业互联网发展战略，携手合作伙伴共同为行业客户提供完整的解决方案与技术服务。

此次与联通长期测试合作伙伴思博伦成功完成了针对NFV虚拟化中间件相关技术的测试，令人满意的测试方法与结果，给予了中国联通和参测厂商对于NFV虚拟化中间件技术的启示和展望，将成为NFV实践和部署中的典范。”

思博伦大中华及东亚地区总经理谭昊认为：“中国联通一直是互联网发展历程中不可或缺的中坚力量，从过去建设光纤固定宽带网络和移动宽带网络，到未来构建新型信息基础设施并提供整合解决方案与服务，角色正在由互联网建设的主力军向互联网+的塑造者转变。思博伦一直在世界范围内与领先的创新者合作，为运营商、网络设备和通信服务商、制造商和大型企业顺利构建下一代网络提供帮助与支持。思博伦很荣幸能够与中国联通合作进行NFV虚拟化中间件技术测试，使得虚拟化中间件技术更好地适用于NFV电信领域。思博伦愿与中国联通共同持续不断的努力，在未来网络发展的道路上携手走得更远。”

当前，中国联通在实验室环境中对虚拟化中间件（同时还包括VIM）进行了功能和性能测试。其中在功 能方面，重点关注其可靠性，以保证上层电信网络服务的高可用；在性能方面，重点关注vSwitch的网络转 发性能和时延抖动，以保证上层电信网络服务的端到端QoS。 根据当前对风河等厂家的测试经验，有如下启示：

（1）测试工具和参数配置的统一十分重要。在测试中，可选的开源和商用工具很多，对应的测试和度 量方法差异较大，为避免出现结果分歧，保证测试工具和配置的统一对测试的公平性和准确性来说十分重 要。本次测试中同时采用了商用和开源工具，并对具体的版本和配置做了要求。

（2）刀框背板交换机存在网络性能瓶颈和丢包。本次测试中，采用刀片服务器，测试仪表需要与背板 交换机的物理端口连接后才能与服务器进行通信，由于背板交换机自身性能会对测试产生影响，进而给测 试带来不确定性。本次测试中通过单独对背板交换机进行量化评估，以确定和剔除其影响。

（3）磁盘IO性能的实际测试结果与预期不符。一定条件下，读相对写的比例越大，磁盘IO性能表现越 好，但在实际测试中出现和预期相反的结果，初步诊断为磁盘类型和RIAD卡的问题。

通过对业界主流虚拟化中间件的已有相关调研和测试，联通专家对虚拟化中间件提出如下建议：

（1）在功能方面 对底层设备的管理能力有待加强。当前VIM对底层设备的管理并没有较好的支持，这给NFV部署后的运 维管理带来复杂性，需要虚拟化中间件厂家扩展对异厂家底层设备的基本信息、故障和性能的管理能力，便于NFVI基础设施的运维管理和容量规划等。 网络虚拟化能力的增强。同计算和存储虚拟化技术相比，网络虚拟化技术还比较落后，SDN尚不成熟， 目前网络虚拟化技术类型繁多，如何整合到NFVI中是一个较大风险。对于电信业务网络来说，由于通常是 一个分布式网络，因此需要配置较大的网络资源来承载，这种网络资源需要分解到数据中心内部的局域网 络资源和数据中心间的承载网络资源，业务网络与接入网络间的承载网络资源等，承载网络资源分配又可 能涉及到传送网络资源分配；这些资源的分配都需要做到虚拟化，自动化，目前这种分配尚需要通过承载 网/传送网网管来进行，距离自动化尚有较大距离。

（2）在兼容性方面 虚拟化中间件向下需要与多厂家的硬件解耦，实现对底层不同硬件的虚拟化；向上则提供统一的接口， 使得上层电信业务对底层硬件资源访问的透明化和使用的无感知。

（3）在性能方面 vSwitch性能有待进一步提升。虽然当前商业化产品对vSwitch做了相关优化，但其性能在大部分场景 中还是远落后与SR-IOV和PCI-Passthrough，SR-IOV这种方式存在虚机无法迁移的问题而PCI-Passthrough 则因为网卡独占带来资源利用率低下的问题，vSwtich虽然更为灵活，但在性能上需要进一步提升。

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