VNFC je nejmenší nasaditelná softwarová komponenta, která implementuje část virtualizované síťové funkce, a umožňuje tak flexibilní škálování a správu životního cyklu.

Popis

Virtualized Network Function Component (VNFC) je klíčový koncept v architektonickém rámci ETSI NFV, který přijal a specifikoval 3GPP pro správu virtualizovaných síťových funkcí. Představuje samostatný, nasaditelný softwarový modul, který zapouzdřuje specifickou podmnožinu funkcionality větší virtualizované síťové funkce (VNF). VNF se typicky skládá z více propojených VNFC, z nichž každá je odpovědná za odlišný úkol, jako je zpracování signálu, správa relací nebo přeposílání paketů. Tato dekompozice je v souladu s cloud-nativními principy, kde jsou aplikace budovány jako sada volně provázaných, nezávisle nasaditelných služeb.

VNFC jsou instancovány jako virtuální stroje (VM) nebo kontejnery na virtualizované infrastruktuře, konkrétně v rámci Network Functions Virtualization Infrastructure (NFVI). Každá VNFC má své vlastní požadavky na zdroje (CPU, paměť, úložiště) a spojuje se s ostatními VNFC prostřednictvím virtuálních spojů, aby vytvořila kompletní VNF. VNFC Descriptor (VNFC D) je šablona pro nasazení, která tyto požadavky definuje, včetně softwarových obrazů, úrovní instancování a závislostí. Tento deskriptor je součástí širšího VNF Descriptor používaného orchestračními systémy.

Z provozní perspektivy jsou VNFC primárními jednotkami pro škálování a ozdravné akce. VNF Manager (VNFM) může škálovat VNF horizontálně přidáváním nebo odebíráním instancí konkrétního typu VNFC, nebo vertikálně úpravou zdrojů přidělených instanci VNFC. Podobně, pokud VNFC selže, může VNFM zahájit ozdravný postup k ukončení vadné instance a vytvoření nové. Tato jemně odstupňovaná kontrola umožňuje efektivní využití zdrojů a vysokou dostupnost služeb, což je klíčové pro telekomunikační sítě.

Role VNFC zasahuje do oblasti zajištění služeb a správy výkonu. Protože lze každou komponentu monitorovat nezávisle, získávají operátoři detailní přehled o výkonu a stavu svých síťových služeb. Metriky jako propustnost, latence a míra chyb lze sbírat na úrovni VNFC, což umožňuje přesnou analýzu hlavní příčiny a cílenou optimalizaci. Toto řízení na úrovni komponent představuje významný pokrok oproti monolitickým síťovým zařízením a připravuje cestu pro plně automatizované, intent-based síťové operace.

K čemu slouží

Koncept VNFC byl vytvořen, aby řešil omezení monolitických, hardwarových síťových zařízení. Tradiční síťové funkce byly implementovány jako integrované jednotky proprietárního softwaru a hardwaru, což je činilo rigidními, nákladnými na škálování a pomalými na upgrade. Posun směrem k Network Functions Virtualization (NFV) měl za cíl oddělit software od hardwaru, ale rané virtualizované funkce často zůstávaly jako velké, monolitické softwarové obrazy, což omezovalo agilitu slibovanou virtualizací.

Zavedení VNFC umožňuje granularnější a flexibilnější architekturu. Rozdělením VNF na menší funkční komponenty mohou operátoři škálovat a aktualizovat části síťové funkce nezávisle. Například ve virtualizovaném Evolved Packet Core (vEPC) lze komponentu správy relací (VNFC) horizontálně škálovat během špičky, aniž by se musela škálovat i komponenta brány paketů, což vede k efektivnějšímu využití zdrojů. Tato komponentizace je odrazovým můstkem k cloud-nativním síťovým funkcím budovaným pomocí mikroslužeb, které nabízejí ještě větší odolnost a schopnosti kontinuálního nasazování.

VNFC jsou v konečném důsledku základním prvkem pro dosažení hlavních výhod NFV: snížení kapitálových a provozních výdajů, zrychlení inovací služeb a zlepšení provozní agility. Umožňují síťovým operátorům spravovat své zdroje se stejnou efektivitou a automatizací jako poskytovatelé cloudových služeb, což je nezbytné pro konkurenceschopnost na trhu, který vyžaduje rychlé nasazení nových služeb, jako je 5G network slicing a edge computing.

Klíčové vlastnosti

• Modulární softwarová komponenta implementující podmnožinu funkcionality VNF
• Nejmenší nezávisle nasaditelná a spravovatelná jednotka v rámci VNF
• Definována VNFC Deskriptorem specifikujícím požadavky na zdroje a závislosti
• Instancována jako virtuální stroj nebo kontejner na NFVI
• Primární jednotka pro horizontální/vertikální škálování a akce obnovy po poruše
• Umožňuje jemně odstupňované monitorování výkonu a zajištění služeb

Související pojmy

• VNF – Virtualized Network Function
• NFV – Network Functions Virtualization
• VNFM – Virtualized Network Function Manager
• NFVI – Network Functions Virtualization Infrastructure
• MANO – Management and Orchestration

Definující specifikace

• TS 28.516 (Rel-19) — Fault Management for Virtualized Mobile Networks
• TS 28.520 (Rel-19) — PM for Virtualized Mobile Networks
• TS 28.545 (Rel-17) — Fault Supervision for 5G Networks
• TR 28.834 (Rel-18) — Technical Report
• TS 28.890 (Rel-16) — ONAP-3GPP 5G Management Compatibility Study
• TR 32.972 (Rel-19) — Energy Efficiency Study for 5G Networks
• TS 33.127 (Rel-19) — Lawful Interception Architecture and Functions
• TR 33.818 (Rel-17) — SECAM/SCAS for 3GPP Virtualised Network Products

📖 Anglický originál a plná specifikace: VNFC na 3GPP Explorer