YD T 5258-2021 信息通信网络功能虚拟化（NFV）工程技术规范.pdf

1、 中华人民 共和国 通信行业 标准 YD/T 5258-20XX （报批稿 ） 信息通信网络 功能虚拟化 （NFV ） 工程技术规范 Technical Specifications for Information Communication Network Function Virtualization （NFV ） Engineering 中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 2 0 X X -XX-XX 发布 2 0 X X -XX-XX 实施 发布 中 华 人民 共 和国 通 信行 业 标准 信息通信 网络功能虚拟化 （NFV ） 工程技术规范 Technical S

2、pecifications for Information Communication Network Function Virtualization （NFV ） Engineering YD/T 5258-20XX 主管部门 ：工业 和信息化 部 信息 通信发展 司 批准部门 ：中华 人民共和 国工业 和信息化 部 施行日期 ：20XX 年 XX 月 XX 日 XXXXXX 出 版 社 20XX 北 京 前 言 本规范 根据工业和信息化部办公厅关于印发 2018 年第三批行业 标准制修 订和外文版 项目计划的通知 (工信厅科201854 号)的要求制定。 本规范主要规定了信息通信网络功能虚

3、拟化工程建设过程 中 涉及到的相关 规划 、设计、设备安装、验收、维护及安全、节能、环保等技术要求。 本规范由工业和信息化部信息通信发展司负责解释、 监督执行。 本规 范在使 用过程中， 如有需要补充或修改的内容， 请与部信息通信发展司联系， 并将补充 或修改意见寄部信息通信发展司 （地址： 北京 市西长安街 13 号， 邮编：100804） 。 本规范由中国通信企业协会通信工程建设分会组织编制。 本规范由中国通信标 准化协会归口。 主编单位： 中讯邮电咨询设计院有限公司 上海邮电设计咨询研究院有限公司 中国移动通信集团设计院有限公司 主要参加人： 吕振通、耿玉波、何力毅、徐大伟、刘广红 、汪

4、 洲燕、 张宏远、冯征、姚尧、李佳衍、吴丽华、王芳 参编单位： 广东省电信规划设计院有限公司 中通服咨询设计研究院有限公司 华信咨询设计研究院有限公司 主要 参加人： 余永聪、钟橙、陶伟宜 目 次 目 次 . 1 1 总则 . 1 2 术 语和 符 号 . 2 2.1 术语 . 2 2.2 符号 . 3 3 工 程规 划 . 5 4 工 程设 计 . 6 4.1 一 般性要求 . 6 4.2 NFV 系统 架构 . 6 4.3 NFVI 设计 . 7 4.4 VNF 设计 . 8 4.5 EMS 设计 . 11 4.6 MANO 设计 . 13 4.7 云 管理平 台设计 . 20 4.8 网

5、络 组织 . 20 4.9 NFVI 资源 需求计 算. 21 4.10 带宽 计算 . 22 4.11 编号 与 IP 地址 . 22 5 设备 配 置 要求 . 23 5.1 服 务器配 置 要求 . 23 5.2 网 络设备 配置要 求 . 23 6 网络 可 靠 性要 求 . 25 6.1 故 障检测 . 25 6.2 硬 件系统 冗余要 求 . 25 6.3 硬件 模块 热插拔 要求 . 25 6.4 其 它可靠 性要求 . 25 7 时 间同 步 系统 要 求 . 27 8 网络 安全 . 28 8.1 安 全组网 . 28 8.2 安 全防护 . 28 8.3 安 全加固 . 2

6、8 8.4 安 全管理 . 29 8.5 安 全检测 . 29 8.6 网 络与信 息安全 要求 . 30 9 局址 选 择 与机 房 工艺 要 求 . 31 9.1 局 址选择 . 31 9.2 机 房环境 要求 . 31 10 设备 安 装工 艺 要求 . 32 10.1 设 备安装 要求 . 32 10.2 线 缆布放 要求 . 32 10.3 防雷 接地 要求 . 32 10.4 抗震 加固 要求 . 33 11 系 统 集成 要求 . 34 12 安全 生 产、 绿 色节 能 、环 保 及 共建 共 享 . 36 12.1 安 全生产 要求 . 36 12.2 绿 色节能 设计要 求

7、 . 36 12.3 环 境保护 . 37 12.4 共 建共享 . 37 13 工程验收 . 38 13.1 验 收前检 查 . 38 13.2 工 程验收 要求 . 39 14 运维管理 . 41 附录 A 本 规 范用 词 说明 . 42 引 用 标 准名 录 . 43 条文说明 . 44 1 1 总则 1.0.1 本规范适用于信息通信网络功能 虚拟化 工程规划、 设计、 施工、 验收 、 维 护等工作。 1.0.2 工程建设应贯彻国家基本建设方针和技术经济政策， 符合国 家相关技术体 制和技术标准， 同时应密切结合我国虚拟化网络发展的实际， 做到技术先进、 经 济合理、安全适用、确保质

8、量。 1.0.3 工程建设应充分调查分析和预测业务需求， 同时结合新业务、 新技术运用 及运营维护等方面的需求。 1.0.4 在我国抗震设防烈度 7 级烈度及以上地区进行电信网络建设时， 使用的主 要电信设备应满足抗震 规范要求。 1.0.5 工程建设应贯彻执行国家节能减排、 保护环境 、 安全生产、 共建 共享 以及 网络安全 等相关政策 和法规规定。 1.0.6 工程建设除应符合本规范外， 尚应符合国家及行业有关标准的规定 。 2 2 术语和符号 2.1 术语 2.1.1 网络功能虚拟化 NFV （Network Function Virtualization ） 利用虚拟化技术， 采用工

9、业化标准的服务器、 存储和交换设备承载各种各样 软件化的网络功能，以替代现有网络中私有、专用、封闭的网元设备。 2.1.2 网络功能虚 拟 化 基 础 设施 NFVI （ Network Function Virtualization Infrastructure ） 具有部署网络功能虚拟化的能力的环境中，所有硬件设备与软件组件的统 称。 2.1.3 虚拟化的网络功能（Virtualized Network Function ） 传 统 网 络 功 能 的 软 件 化 形 式 ，VNF 以 组 件 （VNFC ）为粒 度 运 行 于 虚 拟 机 （VM ）之上。 2.1.4 虚拟机监视器 （H

10、ypervisor ） Hypervisor 是一种运行 在物理服务器和操作系统之间的中间软件层， 可允许 多个操作系统和应用共享一套基础物理硬件 。 2.1.5 虚拟机（Virtual Machine ） 虚拟机是 通过各种虚拟化技术， 为用户提供的与原有物理服务器相同的操作 系统和应用程序运行环境的统称。 虚拟机 通常 使用物理服务器部分资源， 在用户 看来它与物理服务器的使用完全相同。 2.1.6 管理与编排（Management and Orchestration ） 实现对物理/ 虚拟资源的管理， 对 VNF/ 网络 业务进行生命周期管理， 主要由 NFV 编排器 （NFV Orch

11、estrator）、 VNF 管理器 （VNF Manager ） 与虚 拟化基础设 施管理器（Virtualized Infrastructure Manager ） 三类功能 模块及信息组件组成 。 2.1.7 开源云操作系统+ 系统虚拟机（OpenStack+KVM ） OpenStack 是基于开源 的云 操作系统 ，KVM （Kernel-based Virtual Machine ） 是 基于虚拟化扩展 （ 如 Inter VT 或 AMD-V ） 的 X86 硬件的开源的 Linux 原生的 3 虚拟化解决方案，在 KVM 方案中， 每个虚拟机都是宿主操作系统下的一个 Linux

12、 进程 ，由标准 Linux 调度程序进行调度。 2.1.8 向外扩展（Scale Out ） Scale Out 是 VNF 弹性 扩容的一种方式， 是指以不改变 VNFC 虚拟机 的规格， 通过增加 VNFC 数量的 方式，增加 VNF 的容 量。 2.1.9 向内收缩（Scale In ） Scale In 是 VNF 弹性缩 容的一种方式， 是指以不改变 VNFC 虚拟机的 规格， 通过减少 VNFC 数量的 方式，缩小 VNF 的容 量。 2.2 符号 英文缩写 英文名称 中文名称 AZ Availability Zone 可用区 CORBA Common Object Reques

13、t Broker Architecture 公共对象 请求代 理结构 CSCF Call Session Control Function 呼叫会话 控制功 能 DMZ Demilitarized Zone 隔离区/ 非军事 化区 DPDK Data Plane Development Kit 数据平面 开发套 件 ECC Error Correcting Code 错误检查 和纠正 EMS Element Management System 网元管理 系统 ENUM E.164 Number URI Mapping 电话号码 映射 HA Host Aggregate 相同属性 的主机 组 I

14、MS IP Multimedia Subsystem IP 多媒体子系 统 KVM Kernel-based Virtual Machine 系统虚拟 机 MANO Management and Orchestration 管理和编 排 MTU Maximum Transmission Unit 最大传输 单元 NFV Network Function Virtualization 网络功能 虚拟化 NFVI NFV Infrastructure 网络功能 虚拟化 基础设 施 NFVO Network Functions Virtualization Orchestrator 网络功能 虚拟化

15、 协调器 NS Network Service 网络服务 NSD Network Service Descriptor 网络服务 描述 NIC Network Interface Controller 网络接口 控制器 NTP Network Time Protocol 网络时间 协议 NUMA Non-uniform Memory Access 非一致性 内存访 问 OMC Operation and Maintenance Center 操作维护 中心 OVS Open vSwitch 开源虚拟 交换机 4 P-GW PDN Gateway 分组数据 网网关 PCRF Policy and

16、 Charging Rules Function 策略和计 费规则 功能 PNF Physical Network Function 物理的网 络功能 RAID Redundant Arrays of Independent Drives 独立冗余 磁盘阵 列 S-GW Serving Gateway 服务网关 SAE-GW System Architecture Evolution Gateway 系统架构 演进网 关 SAN Storage Area Network 存储区域 网络 SAS Serial Attached SCSI 串行连接 SCSI SATA Serial Advance

17、d Technology Attachment 串行高级 技术附 件 SDN Software Defined Network 软件定义 网络 SBC Session Border Controller 会话边界 控制器 SOAP Simple Object Access Protocol 简单对象 访问协 议 SPR Subscription Profile Repository 用户签约 数据库 SR-IOV Single Root I/O Virtualization 单根 I/O 虚拟 化 SSD Solid State Disk 固态硬盘 VDC Virtual Data Cente

18、r 虚拟数据 中心 vNIC Virtualized network interface controller 虚拟网络 接口控 制器 VIM Virtualized Infrastructure Manager 虚拟化基 础设施 管理器 VMDQ Virtual Machine Device Queue 虚拟机设 备队列 VNF Virtualized Network Function 虚拟化的 网络功 能 VNFC Virtualized Network Function Component 虚拟化网 络功能 组件 VNFD Virtualized Network Function Des

19、criptor 虚拟化网 络功能 描述符 VNFM Virtualized Network Function Manager 虚拟化网 络功能 管理器 5 3 工程规划 3.0.1 NFV 应采用软件 与硬件解耦的方式，通过虚拟化技术将网络中的各类网元 功能及其网元管理功能部署在由通用硬件构成的云资源池中。 3.0.2 电信业 务经营 者 应根据自 身的业 务发展 需求、技 术演进 情况， 按需选择业 务需求增长显著的、 技术成熟度高的网元实现虚拟化， 采用 NFV 技 术部署 VNF 以及用于管理 VNF 的 EMS 。 3.0.3 VNF 的 工 程 规 划 布 局 应 发 挥 云 资 源

20、 池 的 服 务 器 规 模 效 应 和 资 源 共 享 的 优 势，并且应充分考虑 VNF 的可用性、有效性 。 NFV 云 资 源 池 的 选 址 应 综 合 考 虑各种投入产出比等相关因素。 3.0.4 NFV 云资源池的 工程规划布局， 应满足 VNF 的可靠性、 安全性 ， 并具备传 输等配套资源。 3.0.5 NFV 云资源池的 工程规划布局，应与电信业务经营者的维护管理和运营模 式相匹配。 3.0.6 电信业务经营者可根据自身维护管理需求、 云资源池的安全等级， 对 NFV 云资源池分类，承载相应的 VNF 。 3.0.7 对于在网络中与 PNF 功能完全相同的 VNF ， 在工

21、程规划过程中 可参考功能 完全相同的传统 PNF 网元，但同时应充分发挥 NFV 的技术优势。 3.0.8 NFV 云资源池基 础设施宜先于 VNF 进 行建设，在汇总 VNF 资源需求的基 础上，宜适当预留硬件资源，以兼顾后续 VNF 的部署需求。 3.0.9 电信业务经营者可根据需求在 NFV 网 络中引入 SDN 技术。 3.0.10 NFV 网络规划宜 结合业务发展及经济效益、 社会效益、 环境效益 ， 统筹规 划、分步实施，兼顾网络架构满足长期演进需求。 6 4 工程设计 4.1 一般性要求 4.1.1 NFV 工程设计应采用 标准化 或开放的技术、协议、接口。 4.1.2 NFV

22、工程设计 宜 采用软硬件 二 层解 耦，在 条件 具 备时 可采用 硬件 、虚拟 化层 和网络功能 三层 解耦。 4.1.3 NFV 工 程 设 计应 保障业 务 的安 全性 和高 可靠性 ， 提供 可靠 的基 础网络 能 力。 4.1.4 VNF 网元应具备与 PNF 网元共同提供网络服 务，可 具备互为容灾的能力。 4.1.5 NFV 网络架构设计应 具备前瞻性和 扩展性 ，保证网络的质量和稳定性。 4.1.6 工程设计应兼顾工程技术方案的合理性和投资的经济性。 4.1.7 NFV 设计应包含以下 主要内容： 1NFVI 设置 方案； 2VNF 设置方案； 3MANO 设计 方案； 4网络

23、组织 方案； 5编号方式 及 IP 地址 分配； 6网络 安全要求； 7时间同步 要求； 8设备配置 与选型要求； 9局址选择 与机房工艺要求； 10. 安全生产要求 ； 11 绿色节能 与环境保护 。 4.2 NFV 系统架构 4.2.1 网络功能虚拟化整体 逻辑架构应由 NFVI 、VNF 、MANO 和电信运营 支撑 7 系统 BSS/OSS 组成。NFV 系统逻辑架构图见 图 4.2.1。 OSS/BSS Computing Hardware Storage Hardware Network Hardware Virtualisation Layer Vi-Ha VNF3 EMS3 V

24、n-Nf NFVI VNF NFVO VNFM VIM Nf-Vi Or-Vi Vi-Vnfm Or-Vnfm Os-Ma Service, VNF and Infrastructure Description Ve-Vnfm MANO VNF2 EMS2 VNF1 EMS1 Virtual Computing Virtual Storage Virtual Network Hardware resources 图 4.2.1 NFV 逻辑架 构图 4.3 NFVI 设计 4.3.1 NFVI 设计应包含硬件 资源、Hypervisor 和虚 拟化资源。 4.3.2 硬件资源设计应包括计算资源

25、、 存储资源和网络资源。 硬件 资源应满足第 5 章中 设备配置与选型要求 。 4.3.3 虚拟化层可选择裸 机型、主机型或容器型 Hypervisor 。 4.3.4 NFVI 可优选基于 开源 OpenStack+KVM 的架 构。 4.3.5 NFVI 可引入 NUMA 亲和性、SR-IOV 、DPDK 用户态虚拟交换机 等技术 优化虚拟化内核，降低 虚拟化层时延。 4.3.6 NFVI 应根据 业务属性 和网络 架构部署在 全国区域中心、省中心、地市等 不同层级的数据中心机房。 4.3.7 NFVI 设计宜 按功能分 区， 将 NFVI 云资源池 划分 为管理域和 业务域，不 同 HA

26、 归属不同的功能 域，实现管理网元和业务网元计算资源的物理隔离 。 4.3.8 NFVI 云资源池 宜通过 VDC 隔离逻辑资源 ，并满足以下要求 ： 1. 不同 VNF 供 应商分配 不同的 VDC 。 2. 管理和业务独立 VDC 部署。 8 3. DMZ 域和信任域独立 VDC 部署。 4.3.9 NFVI 云资源池 磁盘阵 列 宜采用 RAID10 ；分 布式存储 应结合 数据存储类 型选择 存储 实现技术 。 4.4 VNF 设计 4.4.1 VNF 的设置位置应 遵 循以下原则 ： 1. 应综合考虑VNF 的可用 性、 有效性、 网络连接 、 便于维护管理等因素， 选 择承载VNF

27、 的NFV 云资 源池： 1） 可全国集中设置， 宜选择全国中心所在地 集中设置的 NFV 云资源池 承载 VNF 。 2） 可按大区集中 设置， 可 将全国划分为 多个大区 ，宜选择大区 中心所在 地 集中设置的 NFV 云资 源池承载 VNF 。 3） 可以省为单位 集中 设置 ， 宜选择省会 城市或省 内区域中心所 在地集中 设 置的 NFV 云资源池承 载 VNF 。 4） 可以本地网为单位设置， 宜选择本地网内的 NFV 云资源池承载 VNF 。 2. 根据容量规模需求和容灾备份需求， 可设置一套或多套VNF ； 具备容 灾关 系的多套VNF 应设置在 具有容灾备份关系的NFV 云资

28、源池中。 3. VNF 应设置在传输资源 良好、IP 承载网络节点 所在的NFV 云资源池。 4.4.2 VNF 的容灾备份应 遵 循以下原则： 1. 具备相同网络功能的VNF 和PNF 网元， 可采用POOL方式或1+1 或N+1 的方 式实现容灾备份。 2. 具备相同网络功能的VNF 网元之间， 应采用POOL 方式或1+1或N+1 的方式 实现容灾备份。 3. 具 备 容灾 关系 的多 套VNF 应 设 置 在至 少2 个具有 容 灾备 份关 系的NFV 云资 源池中。 4. 在同一NFV 云资 源池 内的 具 备容 灾关 系的 多套VNF ， 宜 部 署在 至少2个硬 件分区内。 4.4.3 应选用大容量、高处理能力的 VNF 软件，其容量配置应能满足业务处理 和数据存储的需求，处理能力应考虑一定比例的冗余量。 9 4.4.4 VNF 软件应采用模块 化结构，各功能模块