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什麼是Nephio？

蔡秀吉
蔡秀吉
2023/08/02閱讀時間約 6 分鐘

Nephio是一個基於 Kubernetes(K8s) 的雲原生工具，它解決 NF 註1自動化 和 O-Cloud Infra 設置的問題。

支援 K8s 的協調(Reconciliation)註2，以確保當網路出現（如：故障、Scaling Events、分散式雲(Distributed Cloud) 改變等等問題時，可以保持正常運行。

利用 Kubernetes(K8s) 作為 O-Cloud 每個「功能平面」註3的自動化控制平面，來簡化整體自動化，實現聲明式管理，並對 O-Cloud 整個 Cloud Stack 進行主動協調(Reconciliation)。

註1：Network Functions
註2：K8s 的協調：Kubernetes-enabled reconciliation
註3：O-Cloud 主要分為三個功能平面（備註1）

Nephio 這個字是來源於希臘文的 néphos，意思是“一朵雲”或“一團雲”，此外，Nephio 就是反映這個詞的意思，意旨「雲」原生網路自動化。

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Nephio 是 Linux 基金會支助的開源計畫，而 Nephio 這個計畫所想要實現的目標為以下幾點：（以下目標針對於 Cloud RAN Automation 為部分）

Nephio 專注於擴展 K8s 作為統一的自動化控制平面：

  • 多雲、多 NF、電信雲原生自動化
  • 為每個公有雲和私有雲的基礎設施自動化提供基於 K8s operators 和 K8s CRD
  • 工作負載雲資源自動化
  • 工作負載配置（NF 級別的配置）

補充：

Nephio R1 於 2023年 5月釋出，眾多雲服務供應商為此感到非常興奮，因為 Nephio R1 的出現，意味著雲原生的自動化平台終於標準化了。

Nephio 平台涵蓋了雲原生應用的多維資源(multi-dimensional resource)管理（包含：計算、儲存、網路）。使用 Kubernetes 架構既能提供統一的標準化平台，又能引入 自定義資源(CRD) 進行管理，提供電信場域必要的靈活性，（筆者：秀吉）相信這將加速電信網路部署的自動化。

（備註1）

O-Cloud 三個功能平面簡介：

O-Cloud Nodes 被定義為資源，並由 O-Cloud Management Software 根據藍圖分配給特定的用途。一般來說，O-Cloud 分為三個層面：

  • 管理平面(Management Plane)
  • 控制平面(Control Plane)
  • 部署平面(Deployment Plane)

O-Cloud 功能平面逐個介紹：

管理平面(Management Plane)：此平面中的 O-Cloud Nodes 除了負責管理 O-Cloud，也用來託管 IMS 和 DMS 功能。
（在Spec 當中此平面會以 M 表示）

控制平面(Control Plane)：此平面中的 O-Cloud Nodes 負責管理 Deployment Plane 分配給特定實例的資源。
( Spec 中此平面會以 C 表示）

管理平面 和 控制平面 可以合併或使用通用工具，所以可以把它們視為一個平面

Nephio 會透過 O2-M「左圖小綠框」，對兩個功能平面進行管理與編排

Nephio 會透過 O2-M「左圖小綠框」，對兩個功能平面進行管理與編排

部署平面(Deployment Plane)：此平面中的 O-Cloud Nodes 和 O-Cloud Node Cluster Networks 用於託管 O-Cloud NF 部署
（在Spec 當中此平面會以 D 表示）

Workload(下圖中藍框)：Workload 指的是消耗抽象資源(Abstracted Resource) 的任何軟體應用程式。
例如：主機 OS、訪客 OS、微服務、PNF 的軟體部分、VNF 或是 CNF。
Workload 通常由 DMS 部署。

Nephio 會透過 O2-D「圖中綠框」，對部署平面進行管理與編排

Nephio 會透過 O2-D「圖中綠框」，對部署平面進行管理與編排

Workload Configuration：Nephio 可以透過 O1/VES 介面或 3GPP Spec 當中的通知事件介面，來對網路功能 NFs 進行配置(Configuration)

補充：K8s Operator 主要就是用於實現 Day 2 的維運設置。
3GPP TS 28.532 中制訂了故障通知(Fault Notification) O1介面的格式。
K8s Operator 透過 NETCONF Protocol 對 CNF 進行配置

K8s Operator 透過 NETCONF Protocol 對 CNF 進行配置

以上三張圖的重點就是！Nephio 利用 K8s 作為 O-Cloud 中三個「功能平面」的自動化控制平面，來簡化整體自動化，實現聲明式管理，並對 O-Cloud 整個 Cloud Stack 進行主動協調(Reconciliation)，進而實現基於意圖的自動化電信網路 Intent-Based Networking (IBN) ，以及實現無須花費人力成本進行維運的零接觸網路 Zero Touch Network (ZTN)。

參考資料：

  • O-RAN.WG6.O2-GA&P-R003-v03.00
  • https://nephio.org/about/

其他資訊：

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