边缘数据中心的vCDN概念验证部署方案

发表日期：2018-07-20 文章编辑：阅读次数：

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下面就来看看中国电信是如何利用英特尔® Select精选方案和英特尔® 视觉计算加速器VCA来验证vCDN方案可行性的。
一、背景
英特尔和中国电信曾在NFVi（网络功能虚拟化基础设施）领域对英特尔® Rack Scale Design（简称英特尔® RSD）、DPDK等领先产品与技术进行了应用探索，累积了丰富的经验。
当前，为了验证利用边缘数据中心来推动基于NFV（网络功能虚拟化）的网络核心能力下沉，及提升视频加速等业务的用户体验的可行性和应用价值，也是为了未来网元的云化部署积累实践经验。中国电信与英特尔及其他厂家一起推进了基于面向NFVi（网络功能虚拟化基础设施）的英特尔® Select解决方案、英特尔® 视觉计算加速器VCA的vCDN（虚拟内容分发网络）概念验证方案。

二、基于边缘数据中心的vCDN概念验证部署方案
目前移动互联网环境下视频服务的红火产生的海量流量给网络承载能力带来严峻的考验。面对海量的数据流量，视频服务提供商通过部署CDN节点的方式来增强服务效能，但传统CDN服务器部署地点相对固定，无法根据用户需求进行弹性部署，且调度策略不灵活，越来越难以满足差异化和多样化的视频服务需求。
借助NFV及MEC（多接入边缘计算）技术，将CDN网元云化并下沉到靠近终端用户侧的边缘节点，部署到下一代端局中的边缘数据中心里，则有望确保资源的弹性和最大化利用，进而有效缓解网络压力，并优化用户的使用体验。因此，vCDN技术正受到越来越多业内人士的关注。
基于面向NFVi的英特尔® Select解决方案和英特尔® 视觉加速器VCA，为了验证基于边缘数据中心部署的vCDN节点是否可行，方案包括以下几个方面的评估工作：
• 评估边缘数据中心对于新兴业务场景的支撑能力
通过对基于MEC技术的边缘数据中心测试床方案进行构建，论证其在适于现网部署，满足承重、供电和散热能力，能够有效融合中国电信现有固定和移动网络资源，并具有良好业务接入能力等方面的能力。
• 验证基于英特尔® Select解决方案的服务器是否能满足边缘数据中心和新一代端局的需求
通过对符合英特尔® Select解决方案参考设计的服务器在中国电信边缘数据中心试验床表现的评估，验证其计算、存储及网络传输能力以及在可靠性、可用性等方面的表现。
• 评估英特尔® VCA部署在vCDN节点后的视频编码、转码加速性能
通过在边缘数据中心部署配置英特尔® VCA，验证其承接vCDN节点时的视频编解码、转码能力，及其对IPTV等视频应用体验带来的提升效果。
英特尔® Select解决方案是一系列经过验证的硬件与软件堆栈，针对特定的软件工作负载进行了计算、存储和网络方面的优化。这些解决方案的开发源于英特尔与ISV和OEM/ODM行业合作伙伴的深入合作，以及与全球领先数据中心和服务提供商的广泛协作。
符合英特尔® Select 解决方案的提供商必须：遵循英特尔规定的软件与硬件堆栈要求；达到或超越英特尔参考基准性能阈值；发布帮助客户进行部署的详细实施指南。
面向NFVi的英特尔® Select解决方案在软硬件上的优势如下：
1. 先进的主板设计
在英特尔® Select解决方案中，其服务器主板设计（双路处理器、1RU或2RU）是通过在标准服务器设计的基础上添加对称I/O设计进行构建，对称化的主板设计能够提供均衡的I/O分区，有利于系统识别网络、存储和其他外部设备，并可增进这些设备的性能表现。
同时，针对加密、解密、压缩进程在NFV网络架构中的需求，英特尔® Select解决方案的对称设计还可通过双路处理器来引入英特尔® QuickAssist技术(英特尔® QAT)。如图二所示，处理器与I/O和加速组件之间拥有两个PCIe* 专有连接，加速组件可由支持英特尔® QAT技术的芯片组选件组成。这一连接方式能让两个处理器都能获得强大的数据加密、解密和压缩能力，从而有效提升整个边缘数据中心的安全性。

2. 高效的软件和固件堆栈
NFV架构软硬件解耦的设计，让系统在硬件层面之上，对固件、操作系统、驱动程序、Hypervisor及其他软件组件也能提供更为丰富和多样化的选择，选择的有效性将直接影响系统的工作效能。
为此，英特尔® Select解决方案面向NFVi架构，提出了英特尔® Select Fast Track开发包，它使用Ubuntu Linux* 作为主机操作系统的选项，通信服务提供商可在这个堆栈的基础上集成OpenStack* 和 Open vSwitch*等诸多应用，同时英特尔® Select Fast Track还为用户提供了各种优化工具和示例演示应用，这些演示可以为用户直观展示系统平台各项关键性能指标的最优值。
英特尔® 视觉加速器VCA结合了所搭载的英特尔® 至强® E3-1500 v5处理器（内置英特尔® 锐炬™ Pro图形处理单元）的强大性能。围绕着可视化计算的各类工作负载，这款PCIE *接口加速卡产品可用于处理高端HEVC转码、密集AVC转码和三维远程图形绘制。在迅速发展的、基于云的可视化计算市场，它的问世，无疑是需要推动媒体和图形加速能力的云服务提供商、通信服务提供商及数据中心用户的福音。
最新一代的英特尔® VCA搭载了3个英特尔® 至强® E3-1500 v5处理器，这些处理器内置了英特尔® 锐炬™ Pro图形处理单元，每个处理器最高可支持32GB内存，除了能够满足4K流媒体视频的需求之外，还可以有效提升3D 图形处理器和 VR 虚拟现实等内容的编码、解码和转码速度。在可用性上，英特尔® VCA可以插到显卡使用的PCIe接口上，直接部署在基于英特尔® 至强® 处理器产品家族的服务器上，来加强服务器的视频处理能力。

通过英特尔® VCA的部署，边缘数据中心的视频处理能力可获大幅跃升，使视频服务等OTT业务就近接入边缘节点成为可能。在边缘数据中心服务器所划分的虚拟机上部署vCDN节点，可为包括IPTV在内的一系列视频应用提供高效的视频编解码和转码能力。如图三所示，在英特尔一项针对H.264 to H.265视频转码的测试中，配备了英特尔® VCA和英特尔® 至强® 处理器的服务器，在测试中取得了令人满意的成绩。
三、基于英特尔架构的下一代端局
为了实现固定网络与移动网络在“最后一公里”接入上的高标准服务需求，在网络边缘实施固动网络和移动网络的融合（FMC），已成为一种必然的选择。以SDN（软件定义网络）/NFV技术为基础，采用x86架构硬件作为基础资源池的下一代端局正是基于这种融合应运而生。下一代端局是通信服务提供商采用SDN/NFV技术，面向企业用户、移动用户和家庭用户提供可扩展边缘服务的最佳实践。其中的大部分网络功能都可以借由软件层面实现，其可以在贴近终端用户的本地网络中构建更为便捷、灵活的服务能力，固网和移动网络的接入用户都能够在其上获得良好的支持。
下一代端局可以在同一平台的下类服务器上部署。
1.推出更有效的用户面部署，如vCPE、vBNG、vEPC等；
2.部署更先进的企业安全模块，如虚拟防火墙技术、入侵防御系统等；
3.也可以部署家庭环境所关心的安全服务，如家长控制，以及各类视频服务，如vCDN、虚拟机顶盒等。
下一代端局具有灵活、便捷、可扩展特性的重要原因之一，就是采用了通用的x86架构，特别是能够为网络应用和服务提供丰富硬件平台、软件加速和调优选项的英特尔架构。通过在下一代端局中实施边缘数据中心的部署，英特尔相关产品技术带来的巨大优势，能帮助下一代端局更好地应对边缘网络高带宽、低延迟和低抖动的需求。
举例来说，全新的英特尔® 至强® 可扩展处理器产品家族所展现的卓越处理能力，对于部署在下一代端局中的各个VNF（虚拟网络层）模块，如vCDN的服务品质的提升，就是不可或缺的助力。
四、验证收获
本次边缘数据中心的vCDN概念验证部署方案的成果如下：
• 成功展示了边缘数据中心可以有效推动基于NFV的网络核心能力下沉，为终端用户提供更佳服务体验。
• 成功展示了面向NFVi架构的英特尔® Select解决方案在边缘数据中心中的承载性能、安全可靠性以及高可用性。
• 成功展示了最新一代英特尔® VCA在视频加速方面的卓越性能足以帮助边缘数据中心应对vCDN的需求。
此次搭建的基于边缘数据中心的vCDN概念验证解决方案环境，不仅验证了边缘数据中心可以有效推动基于NFV的网络核心能力下沉，也对面向NFVi架构的英特尔® Select 解决方案在边缘数据中心中的承载性能、安全可靠性以及高可用性等方面进行了实践，同时英特尔® VCA在视频加速方面的卓越性能也在本次概念验证中获得了肯定。这一概念验证解决方案是通信服务提供商实施云化部署，推进网络转型的一次重要尝试。
五、未来展望
在过去数年中，英特尔与中国电信等众多合作伙伴就NFV、NFVi的技术发展进行了大量前期预研工作，协助中国电信着力推动基于NFV架构的网络核心能力下沉，以构建边缘数据中心、将其部署于新一代端局作为网络转型的重要突破点，并通过vCDN的实践，证明其可以有效提升用户的服务接入满意度。
下一步，随着5G、AR/VR、物联网等技术的发展和成熟，英特尔还将与包括中国电信在内的中国通信服务提供商们开展更多、更深层次的技术交流与合作，推进NFV网络架构下各种实际业务场景的实践与验证，为通信服务提供商们的网络转型之路提供更强有力的支持。

文章摘自英特尔精英汇

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