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5 .. Copyright 2019 ONAP Contributors
6 .. Copyright 2020 ONAP Contributors
7 .. Copyright 2021 ONAP Contributors
8
9 .. _ONAP-architecture:
10
11 Introduction
12 ============
13 ONAP is a comprehensive platform for orchestration, management, and automation
14 of network and edge computing services for network operators, cloud providers,
15 and enterprises. Real-time, policy-driven orchestration and automation of
16 physical, virtual, and cloud native network functions enables rapid automation
17 of new services and complete lifecycle management critical for 5G and
18 next-generation networks.
19
20 The ONAP project addresses the rising need for a common automation platform for
21 telecommunication, cable, and cloud service providers—and their solution
22 providers—to deliver differentiated network services on demand, profitably and
23 competitively, while leveraging existing investments.
24
25 The challenge that ONAP meets is to help operators of telecommunication
26 networks to keep up with the scale and cost of manual changes required to
27 implement new service offerings, from installing new data center equipment to,
28 in some cases, upgrading on-premises customer equipment. Many are seeking to
29 exploit SDN and NFV to improve service velocity, simplify equipment
30 interoperability and integration, and to reduce overall CapEx and OpEx costs.
31 In addition, the current, highly fragmented management landscape makes it
32 difficult to monitor and guarantee service-level agreements (SLAs). These
33 challenges are still very real now as ONAP creates its eighth release.
34
35 ONAP is addressing these challenges by developing global and massive scale
36 (multi-site and multi-VIM) automation capabilities for physical, virtual, and
37 cloud native network elements. It facilitates service agility by supporting
38 data models for rapid service and resource deployment and providing a common
39 set of northbound REST APIs that are open and interoperable, and by supporting
40 model-driven interfaces to the networks. ONAP’s modular and layered nature
41 improves interoperability and simplifies integration, allowing it to support
42 multiple VNF environments by integrating with multiple VIMs, VNFMs, SDN
43 Controllers, as well as legacy equipment (PNF). The Service Design & Creation
44 (SDC) project also offers seamless orchestration of CNFs. ONAP’s consolidated
45 xNF requirements publication enables commercial development of ONAP-compliant
46 xNFs. This approach allows network and cloud operators to optimize their
47 physical and virtual infrastructure for cost and performance; at the same time,
48 ONAP’s use of standard models reduces integration and deployment costs of
49 heterogeneous equipment. All this is achieved while minimizing management
50 fragmentation.
51
52 The ONAP platform allows end-user organizations and their network/cloud
53 providers to collaboratively instantiate network elements and services in a
54 rapid and dynamic way, together with supporting a closed control loop process
55 that supports real-time response to actionable events. In order to design,
56 engineer, plan, bill and assure these dynamic services, there are three major
57 requirements:
58
59 - A robust design framework that allows the specification of the service in all
60   aspects – modeling the resources and relationships that make up the service,
61   specifying the policy rules that guide the service behavior, specifying the
62   applications, analytics and closed control loop events needed for the elastic
63   management of the service
64 - An orchestration and control framework (Service Orchestrator and Controllers)
65   that is recipe/ policy-driven to provide an automated instantiation of the
66   service when needed and managing service demands in an elastic manner
67 - An analytic framework that closely monitors the service behavior during the
68   service lifecycle based on the specified design, analytics and policies to
69   enable response as required from the control framework, to deal with
70   situations ranging from those that require healing to those that require
71   scaling of the resources to elastically adjust to demand variations.
72
73 To achieve this, ONAP decouples the details of specific services and supporting
74 technologies from the common information models, core orchestration platform,
75 and generic management engines (for discovery, provisioning, assurance etc.).
76
77 Furthermore, it marries the speed and style of a DevOps/NetOps approach with
78 the formal models and processes operators require to introduce new services and
79 technologies. It leverages cloud-native technologies including Kubernetes to
80 manage and rapidly deploy the ONAP platform and related components. This is in
81 stark contrast to traditional OSS/Management software platform architectures,
82 which hardcoded services and technologies, and required lengthy software
83 development and integration cycles to incorporate changes.
84
85 The ONAP Platform enables service/resource independent capabilities for design,
86 creation and lifecycle management, in accordance with the following
87 foundational principles:
88
89 - Ability to dynamically introduce full service lifecycle orchestration (design
90   , provisioning and operation) and service API for new services and
91   technologies without the need for new platform software releases or without
92   affecting operations for the existing services
93 - Scalability and distribution to support a large number of services and large
94   networks
95 - Metadata-driven and policy-driven architecture to ensure flexible and
96   automated ways in which capabilities are used and delivered
97 - The architecture shall enable sourcing best-in-class components
98 - Common capabilities are ‘developed’ once and ‘used’ many times
99 - Core capabilities shall support many diverse services and infrastructures
100
101 Further, ONAP comes with a functional architecture with component definitions
102 and interfaces, which provides a force of industry alignment in addition to
103 the open source code.
104
105 Architecture Overview
106 =====================
107
108 The ONAP architecture consists of a design time and run time functions, as well
109 as functions for managing ONAP itself.
110
111    Note: Use the interactive features of the below ONAP Architecture Overview.
112    Hover with your mouse over an element in the figure for a short description.
113    Click the element to get forwarded to a more detailed description.
114
115 .. raw:: html
116    :file: media/onap-architecture-overview-interactive-path.svg
117
118 **Figure 1: Interactive high-level view of the ONAP architecture with its
119 microservices-based platform components.**
120
121 The figure below provides a simplified functional view of the architecture,
122 which highlights the role of a few key components:
123
124 #. ONAP Design time environment provides onboarding services and resources
125    into ONAP and designing required services.
126 #. External API provides northbound interoperability for the ONAP Platform.
127 #. ONAP Runtime environment provides a model- and policy-driven orchestration
128    and control framework for an automated instantiation and configuration of
129    services and resources. Multi-VIM/Cloud provides cloud interoperability for
130    the ONAP workloads. Analytic framework that closely monitors the service
131    behavior handles close loop management for handling healing, scaling and
132    update dynamically.
133 #. OOM provides the ability to manage cloud-native installation and deployments
134    to Kubernetes-managed cloud environments.
135 #. ONAP Shared Services provides shared capabilities for ONAP modules. The ONAP
136    Optimization Framework (OOF) provides a declarative, policy-driven approach
137    for creating and running optimization applications like Homing/Placement,
138    and Change Management Scheduling Optimization. ONAP shared utilities provide
139    utilities for the support of the ONAP components.
140
141 Information Model and framework utilities continue to evolve to harmonize
142 the topology, workflow, and policy models from a number of SDOs including
143 ETSI NFV MANO, ETSI/3GPP, O-RAN, TM Forum SID, ONF Core, OASIS TOSCA, IETF,
144 and MEF.
145
146 |image2|
147
148 **Figure 2. Functional view of the ONAP architecture**
149
150 Microservices Support
151 =====================
152 As a cloud-native application that consists of numerous services, ONAP requires
153 sophisticated initial deployment as well as post- deployment management.
154
155 The ONAP deployment methodology needs to be flexible enough to suit the
156 different scenarios and purposes for various operator environments. Users may
157 also want to select a portion of the ONAP components to integrate into their
158 own systems. And the platform needs to be highly reliable, scalable, secure
159 and easy to manage. To achieve all these goals, ONAP is designed as a
160 microservices-based system, with all components released as Docker containers
161 following best practice building rules to optimize their image size. To reduce
162 the ONAP footprint, a first effort to use a shared database has been initiated
163 with a Cassandra and mariadb-galera clusters.
164
165 ONAP Operations Manager (OOM)
166 -----------------------------
167 The ONAP Operations Manager (OOM) is responsible for orchestrating the
168 end-to-end lifecycle management and monitoring of ONAP components. OOM uses
169 Kubernetes to provide CPU efficiency and platform deployment. In addition, OOM
170 helps enhance ONAP platform maturity by providing scalability and resiliency
171 enhancements to the components it manages.
172
173 OOM is the lifecycle manager of the ONAP platform and uses the Kubernetes
174 container management system and Consul to provide the following functionality:
175
176 #. Deployment - with built-in component dependency management (including
177    multiple clusters, federated deployments across sites, and anti-affinity
178    rules)
179 #. Configuration - unified configuration across all ONAP components
180 #. Monitoring - real-time health monitoring feeding to a Consul GUI and
181    Kubernetes
182 #. Restart - failed ONAP components are restarted automatically
183 #. Clustering and Scaling - cluster ONAP services to enable seamless scaling
184 #. Upgrade - change out containers or configuration with little or no service
185    impact
186 #. Deletion - clean up individual containers or entire deployments
187
188 OOM supports a wide variety of cloud infrastructures to suit your individual
189 requirements.
190
191 Starting with the Istanbul-R9, as a PoC, OOM provides Service Mesh-based
192 mTLS (mutual TLS) between ONAP components to secure component communications,
193 by leveraging Istio. The goal is to substitute AAF functionalities.
194
195 Microservices Bus (MSB)
196 -----------------------
197 Microservices Bus (MSB) provides fundamental microservices support including
198 service registration/ discovery, external API gateway, internal API gateway,
199 client software development kit (SDK), and Swagger SDK. When integrating with
200 OOM, MSB has a Kube2MSB registrar which can grasp services information from k8s
201 metafile and automatically register the services for ONAP components.
202
203 In the spirit of leveraging the microservice capabilities, further steps
204 towards increased modularity have been taken. Service Orchestrator (SO) and the
205 controllers have increased its level of modularity.
206
207 Portal
208 ======
209 ONAP delivers a single, consistent user experience to both design time and
210 runtime environments, based on the user’s role. Role changes are configured
211 within a single ONAP instance.
212
213 This user experience is managed by the ONAP Portal, which provides access to
214 design, analytics and operational control/administration functions via a
215 shared, role-based menu or dashboard. The portal architecture provides
216 web-based capabilities such as application onboarding and management,
217 centralized access management through the Authentication and Authorization
218 Framework (AAF), and dashboards, as well as hosted application widgets.
219
220 The portal provides an SDK to enable multiple development teams to adhere to
221 consistent UI development requirements by taking advantage of built-in
222 capabilities (Services/ API/ UI controls), tools and technologies. ONAP also
223 provides a Command Line Interface (CLI) for operators who require it (e.g., to
224 integrate with their scripting environment). ONAP SDKs enable operations/
225 security, third parties (e.g., vendors and consultants), and other experts to
226 continually define/redefine new collection, analytics, and policies (including
227 recipes for corrective/remedial action) using the ONAP Design Framework Portal.
228
229 Design Time Framework
230 =====================
231 The design time framework is a comprehensive development environment with
232 tools, techniques, and repositories for defining/ describing resources,
233 services, and products.
234
235 The design time framework facilitates reuse of models, further improving
236 efficiency as more and more models become available. Resources, services,
237 products, and their management and control functions can all be modeled using a
238 common set of specifications and policies (e.g., rule sets) for controlling
239 behavior and process execution. Process specifications automatically sequence
240 instantiation, delivery and lifecycle management for resources, services,
241 products and the ONAP platform components themselves. Certain process
242 specifications (i.e., ‘recipes’) and policies are geographically distributed to
243 optimize performance and maximize autonomous behavior in federated cloud
244 environments.
245
246 Service Design and Creation (SDC)
247 ---------------------------------
248 Service Design and Creation (SDC) provides tools, techniques, and repositories
249 to define/simulate/certify system assets as well as their associated processes
250 and policies. Each asset is categorized into one of four asset groups: Resource
251 , Services, Products, or Offers. SDC supports the onboarding of Network
252 Services packages (ETSI SOL 0007), CNF packages (Helm), VNF packages (Heat or
253 ETSI SOL004) and PNF packages (ETSI SOL004). SDC also includes some
254 capabilities to model 5G network slicing using the standard properties (Slice
255 Profile, Service Template).
256
257 The SDC environment supports diverse users via common services and utilities.
258 Using the design studio, product and service designers onboard/extend/retire
259 resources, services and products. Operations, Engineers, Customer Experience
260 Managers, and Security Experts create workflows, policies and methods to
261 implement Closed control Loop Automation/Control and manage elastic
262 scalability.
263
264 To support and encourage a healthy VNF ecosystem, ONAP provides a set of VNF
265 packaging and validation tools in the VNF Supplier API and Software Development
266 Kit (VNF SDK) and VNF Validation Program (VVP) components. Vendors can
267 integrate these tools in their CI/CD environments to package VNFs and upload
268 them to the validation engine. Once tested, the VNFs can be onboarded through
269 SDC. In addition, the testing capability of VNFSDK is being utilized at the LFN
270 Compliance Verification Program to work towards ensuring a highly consistent
271 approach to VNF verification.
272
273 The Policy Creation component deals with policies; these are rules, conditions,
274 requirements, constraints, attributes, or needs that must be provided,
275 maintained, and/or enforced. At a lower level, Policy involves machine-readable
276 rules enabling actions to be taken based on triggers or requests. Policies
277 often consider specific conditions in effect (both in terms of triggering
278 specific policies when conditions are met, and in selecting specific outcomes
279 of the evaluated policies appropriate to the conditions).
280
281 Policy allows rapid modification through easily updating rules, thus updating
282 technical behaviors of components in which those policies are used, without
283 requiring rewrites of their software code. Policy permits simpler
284 management / control of complex mechanisms via abstraction.
285
286 VNF SDK
287 -------
288 VND SDK provides the functionality to create VNF/PNF packages, test VNF packages
289 and VNF ONAP compliance and store VNF/PNF packages and upload to/from a marketplace.
290
291 VVP
292 ---
293 VVP provides validation for the VNF Heat package.
294
295 Runtime Framework
296 =================
297 The runtime execution framework executes the rules and policies and other
298 models distributed by the design and creation environment.
299
300 This allows for the distribution of models and policy among various ONAP
301 modules such as the Service Orchestrator (SO), Controllers, Data Collection,
302 Analytics and Events (DCAE), Active and Available Inventory (A&AI). These
303 components use common services that support access control.
304
305 Orchestration
306 -------------
307 The Service Orchestrator (SO) component executes the specified processes by
308 automating sequences of activities, tasks, rules and policies needed for
309 on-demand creation, modification or removal of network, application or
310 infrastructure services and resources, this includes VNFs, CNFs and PNFs,
311 by conforming to industry standards such as ETSI, TMF.
312 The SO provides orchestration at a very high level, with an end-to-end view
313 of the infrastructure, network, and applications. Examples of this include
314 BroadBand Service (BBS) and Cross Domain and Cross Layer VPN (CCVPN).
315 The SO is modular and hierarchical to handle services and multi-level
316 resources and Network Slicing, by leveraging pluggable adapters and delegating
317 orchestration operations to NFVO (SO NFVO, VFC), VNFM, CNF Manager, NSMF, NSSMF.
318
319 Virtual Infrastructure Deployment (VID)
320 ---------------------------------------
321 The Virtual Infrastructure Deployment (VID) application enables users to
322 instantiate infrastructure services from SDC, along with their associated
323 components, and to execute change management operations such as scaling and
324 software upgrades to existing VNF instances.
325
326 Policy-Driven Workload Optimization
327 -----------------------------------
328 The ONAP Optimization Framework (OOF) provides a policy-driven and model-driven
329 framework for creating optimization applications for a broad range of use
330 cases. OOF Homing and Allocation Service (HAS) is a policy driven workload
331 optimization service that enables optimized placement of services across
332 multiple sites and multiple clouds, based on a wide variety of policy
333 constraints including capacity, location, platform capabilities, and other
334 service specific constraints.
335
336 ONAP Multi-VIM/Cloud (MC) and several other ONAP components such as Policy, SO,
337 A&AI etc. play an important role in enabling “Policy-driven Performance/
338 Security-Aware Adaptive Workload Placement/ Scheduling” across cloud sites
339 through OOF-HAS. OOF-HAS uses Hardware Platform Awareness (HPA), cloud agnostic
340 Intent capabilities, and real-time capacity checks provided by ONAP MC to
341 determine the optimal VIM/Cloud instances, which can deliver the required
342 performance SLAs, for workload (VNF etc.) placement and scheduling (Homing).
343 Operators now realize the true value of virtualization through fine grained
344 optimization of cloud resources while delivering performance and security SLAs.
345
346 Controllers
347 -----------
348 Controllers are applications which are coupled with cloud and network services
349 and execute the configuration, real-time policies, and control the state of
350 distributed components and services. Rather than using a single monolithic
351 control layer, operators may choose to use multiple distinct controller types
352 that manage resources in the execution environment corresponding to their
353 assigned controlled domain such as cloud computing resources (network
354 configuration (SDN-C) and application (App-C). The App-C and SDN-C also support
355 the Virtual Function Controller (VF-C) provides an ETSI NFV compliant NFV-O
356 function that is responsible for lifecycle management of virtual services and
357 the associated physical COTS server infrastructure. VF-C provides a generic
358 VNFM capability but also integrates with external VNFMs and VIMs as part of an
359 NFV MANO stack.
360
361 ONAP has two application level configuration and lifecycle management modules
362 called SDN-C and App-C. Both provide similar services (application level
363 configuration using NetConf, Chef, Ansible, RestConf, etc.) and lifecycle
364 management functions (e.g., stop, resume, health check, etc.).
365 They share common code from CCSDK repo. However, there are some differences
366 between these two modules (SDN-C uses CDS only for onboarding and
367 configuration / LCM flow design, whereas App-C uses CDT for the LCM functions
368 for self service to provide artifacts storing in App-C Database).
369 SDN-C has been used mainly for Layer1-3 network elements and App-C is
370 being used for Layer4-7 network functions. This is a very loose
371 distinction and we expect that over time we will get better alignment and
372 have common repository for controller code supporting application level configuration
373 and lifecycle management of all network elements (physical or virtual, layer 1-7).
374 Because of these overlaps, we have documented SDN-C and App-C together.
375 ONAP Controller Family (SDN-C / App-C) configures and maintains the health of L1-7
376 Network Function (VNF, PNF, CNF) and network services throughout their lifecycle:
377
378 - Configures Network Functions (VNF/PNF)
379 - Provides programmable network application management platform:
380
381   - Behavior patterns programmed via models and policies
382   - Standards based models & protocols for multi-vendor implementation
383   - Extensible SB adapters such as Netconf, Ansible, Rest API, etc.
384   - Operation control, version management, software updates, etc.
385 - Local source of truth
386   - Manages inventory within its scope
387   - Manages and stores state of NFs
388   - Supports Configuration Audits
389
390 Controller Design Studio (CDS)
391 ------------------------------
392 The Controller Design Studio (CDS) community in ONAP has contributed a
393 framework to automate the resolution of resources for instantiation and any
394 config provisioning operation, such as day0, day1 or day2 configuration. The
395 essential function of CDS is to create and populate a controller blueprint,
396 create a configuration file from this Controller blueprint, and associate at
397 design time this configuration file (configlet) to a PNF/VNF/CNF during the
398 design phase. CDS removes dependence on code releases and the delays they cause
399 and puts the control of services into the hands of the service providers. Users
400 can change a model and its parameters with great flexibility to fetch data from
401 external systems (e.g. IPAM) that is required in real deployments. This makes
402 service providers more responsive to their customers and able to deliver
403 products that more closely match the needs of those customers.
404
405 Inventory
406 ---------
407 Active and Available Inventory (A&AI) provides real-time views of a system’s
408 resources, services, products and their relationships with each other, and also
409 retains a historical view. The views provided by A&AI relate data managed by
410 multiple ONAP instances, Business Support Systems (BSS), Operation Support
411 Systems (OSS), and network applications to form a “top to bottom” view ranging
412 from the products end users buy, to the resources that form the raw material
413 for creating the products. A&AI not only forms a registry of products,
414 services, and resources, it also maintains up-to-date views of the
415 relationships between these inventory items.
416
417 To deliver the promised dynamism of SDN/NFV, A&AI is updated in real time by
418 the controllers as they make changes in the network environment. A&AI is
419 metadata-driven, allowing new inventory types to be added dynamically and
420 quickly via SDC catalog definitions, eliminating the need for lengthy
421 development cycles.
422
423 Policy Framework
424 ----------------
425 The Policy framework provides policy based decision making capability and
426 supports multiple policy engines and can distribute policies through policy
427 design capabilities in SDC, simplifying the design process.
428
429 Multi Cloud Adaptation
430 ----------------------
431 Multi-VIM/Cloud provides and infrastructure adaptation layer for VIMs/Clouds
432 and K8s clusters in exposing advanced hardware platform awareness and cloud
433 agnostic intent capabilities, besides standard capabilities, which are used by
434 OOF and other components for enhanced cloud selection and SO/VF-C for cloud
435 agnostic workload deployment. The K8s plugin is in charge to deploy the CNF on
436 the Kubernetes clusters using Kubernetes API.
437
438 Data Collection Analytics and Events (DCAE)
439 -------------------------------------------
440 DCAE provides the capability to collect events, and host analytics applications
441 (DCAE Services)
442
443 Closed Control Loop Automation Management Platform (CLAMP)
444 ----------------------------------------------------------
445 Closed loop control is provided by cooperation among a number of design-time
446 and run-time elements. The Runtime loop starts with data collectors from Data
447 Collection, Analytics and Events (DCAE). ONAP includes the following collectors
448 : VES (VNF Event Streaming) for events, HV-VES for high-volume events, SNMP
449 for SNMP traps, File Collector to receive files, and RESTCONF Collector to
450 collect the notifications. After data collection/verification phase, data are
451 moved through the loop of micro-services like Homes for event detection, Policy
452 for determining actions, and finally, controllers and orchestrators to
453 implement actions CLAMP is used to monitor the loops themselves. DCAE also
454 includes a number of specialized micro-services to support some use-cases such
455 as the Slice Analysis or SON-Handler. Some dedicated event processor modules
456 transform collected data (SNMP, 3GPP XML, RESTCONF) to VES format and push the
457 various data onto data lake. CLAMP, Policy and DCAE all have design time
458 aspects to support the creation of the loops.
459
460 We refer to this automation pattern as “closed control loop automation” in that
461 it provides the necessary automation to proactively respond to network and
462 service conditions without human intervention. A high-level schematic of the
463 “closed control loop automation” and the various phases within the service
464 lifecycle using the automation is depicted in Figure 3.
465
466 Closed control loop control is provided by Data Collection, Analytics and
467 Events (DCAE) and one or more of the other ONAP runtime components.
468 Collectively, they provide FCAPS (Fault Configuration Accounting Performance
469 Security) functionality. DCAE collects performance, usage, and configuration
470 data; provides computation of analytics; aids in troubleshooting; and publishes
471 events, data and analytics (e.g., to policy, orchestration, and the data lake).
472 Another component, Holmes, connects to DCAE and provides alarm correlation
473 for ONAP, new data collection capabilities with High Volume VES, and bulk
474 performance management support.
475
476 Working with the Policy Framework and CLAMP, these components detect problems
477 in the network and identify the appropriate remediation. In some cases, the
478 action will be automatic, and they will notify Service Orchestrator or one of
479 the controllers to take action. In other cases, as configured by the operator,
480 they will raise an alarm but require human intervention before executing the
481 change. The policy framework is extended to support additional policy decision
482 capabilities with the introduction of adaptive policy execution.
483
484 Starting with the Honolulu-R8 and concluding in the Istanbul-R9 release, the CLAMP
485 component was successfully integrated into the Policy component initially as a PoC in the
486 Honolulu-R8 release and then as a fully integrated component within the Policy component
487 in Istanbul-R9 release.
488 CLAMP's functional role to provision Policy has been enhanced to support provisioning
489 of policies outside of the context of a Control Loop and therefore act as a
490 Policy UI. In the Istanbul release the CLAMP integration was officially released.
491
492 |image3|
493
494 **Figure 3: ONAP Closed Control Loop Automation**
495
496 Virtual Function Controller (VFC)
497 ---------------------------------
498 VFC provides the NFVO capability to manage the lifecycle of network service and VNFs,
499 by conforming to ETSI NFV specification.
500
501 Data Movement as a Platform (DMaaP)
502 -----------------------------------
503 DMaaP provides data movement service such as message routing and data routing.
504
505 Use Case UI (UUI)
506 -----------------
507 UUI provides the capability to instantiate the blueprint User Cases and
508 visualize the state.
509
510 CLI
511 ---
512 ONAP CLI provides a command line interface for access to ONAP.
513
514 External APIs
515 -------------
516 External APIs provide services to expose the capability of ONAP.
517
518 Shared Services
519 ===============
520 ONAP provides a set of operational services for all ONAP components including
521 activity logging, reporting, common data layer, configuration, persistence,
522 access control, secret and credential management, resiliency, and software
523 lifecycle management.
524
525 These services provide access management and security enforcement, data backup,
526 configuration persistence, restoration and recovery. They support standardized
527 VNF interfaces and guidelines.
528
529 Operating in a virtualized environment introduces new security challenges and
530 opportunities. ONAP provides increased security by embedding access controls in
531 each ONAP platform component, augmented by analytics and policy components
532 specifically designed for the detection and mitigation of security violations.
533
534 Configuration Persistence Service (CPS)
535 ---------------------------------------
536 The Configuration Persistence Service (CPS) provides storage for real-time
537 run-time configuration and operational parameters that need to be used by ONAP.
538 Since Honolulu-R8, the CPS is a stand-alone component, and its details in
539 :ref:`CPS - Configuration Persistence Service<onap-cps:architecture>`.
540
541 ONAP Modeling
542 =============
543 ONAP provides models to assist with service design, the development of ONAP
544 service components, and with the improvement of standards interoperability.
545 Models are an essential part for the design time and runtime framework
546 development. The ONAP modeling project leverages the experience of member
547 companies, standard organizations and other open source projects to produce
548 models which are simple, extensible, and reusable. The goal is to fulfill the
549 requirements of various use cases, guide the development and bring consistency
550 among ONAP components and explore a common model to improve the
551 interoperability of ONAP.
552
553 ONAP supports various models detailed in
554 :ref:`Modeling Documentation<onap-modeling-modelspec:master_index>`.
555
556 The modeling project includes the ETSI catalog component, which provides the
557 parser functionalities, as well as additional package management
558 functionalities.
559
560 Industry Alignment
561 ==================
562 ONAP support and collaboration with other standards and open source communities
563 is evident in the architecture.
564
565 - MEF and TMF interfaces are used in the External APIs
566 - In addition to the ETSI-NFV defined VNFD and NSD models mentioned above, ONAP
567   supports the NFVO interfaces (SOL005 between the SO and VFC, SOL003 from
568   either the SO or VFC to an external VNFM).
569 - Further collaboration includes 5G/ORAN & 3GPP Harmonization, Acumos DCAE
570   Integration, and CNCF Telecom User Group (TUG).
571
572 Read this whitepaper for more information:
573 `The Progress of ONAP: Harmonizing Open Source and Standards <https://www.onap.org/wp-content/uploads/sites/20/2019/04/ONAP_HarmonizingOpenSourceStandards_032719.pdf>`_
574
575 ONAP Blueprints
576 ===============
577 ONAP can support an unlimited number of use cases, within reason. However, to
578 provide concrete examples of how to use ONAP to solve real-world problems, the
579 community has created a set of blueprints. In addition to helping users rapidly
580 adopt the ONAP platform through end-to-end solutions, these blueprints also
581 help the community prioritize their work.
582
583 5G Blueprint
584 ------------
585 The 5G blueprint is a multi-release effort, with five key initiatives around
586 end-to-end service orchestration, network slicing, PNF/VNF lifecycle management
587 , PNF integration, and network optimization. The combination of eMBB that
588 promises peak data rates of 20 Mbps, uRLLC that guarantees sub-millisecond
589 response times, MMTC that can support 0.92 devices per sq. ft., and network
590 slicing brings with it some unique requirements. First ONAP needs to manage the
591 lifecycle of a network slice from initial creation/activation all the way to
592 deactivation/termination. Next, ONAP needs to optimize the network around real
593 time and bulk analytics, place VNFs on the correct edge cloud, scale and heal
594 services, and provide edge automation. ONAP also provides self organizing
595 network (SON) services such as physical cell ID allocation for new RAN sites.
596 These requirements have led to the five above-listed initiatives and have been
597 developed in close cooperation with other standards and open source
598 organizations such as 3GPP, TM Forum, ETSI, and O-RAN Software Community.
599
600 |image4|
601
602 **Figure 4. End-to-end 5G Service**
603
604 Read the `5G Blueprint <https://www.onap.org/wp-content/uploads/sites/20/2019/07/ONAP_CaseSolution_5G_062519.pdf>`_
605 to learn more.
606
607 Residential Connectivity Blueprints
608 -----------------------------------
609 Two ONAP blueprints (vCPE and BBS) address the residential connectivity use
610 case.
611
612 Virtual CPE (vCPE)
613 ..................
614 Currently, services offered to a subscriber are restricted to what is designed
615 into the broadband residential gateway. In the blueprint, the customer has a
616 slimmed down physical CPE (pCPE) attached to a traditional broadband network
617 such as DSL, DOCSIS, or PON (Figure 5). A tunnel is established to a data
618 center hosting various VNFs providing a much larger set of services to the
619 subscriber at a significantly lower cost to the operator. In this blueprint,
620 ONAP supports complex orchestration and management of open source VNFs and both
621 virtual and underlay connectivity.
622
623 |image5|
624
625 **Figure 5. ONAP vCPE Architecture**
626
627 Read the `Residential vCPE Use Case with ONAP blueprint <https://www.onap.org/wp-content/uploads/sites/20/2018/11/ONAP_CaseSolution_vCPE_112918FNL.pdf>`_
628 to learn more.
629
630 Broadband Service (BBS)
631 .......................
632 This blueprint provides multi-gigabit residential internet connectivity
633 services based on PON (Passive Optical Network) access technology. A key
634 element of this blueprint is to show automatic re-registration of an ONT
635 (Optical Network Terminal) once the subscriber moves (nomadic ONT) as well as
636 service subscription plan changes. This blueprint uses ONAP for the design,
637 deployment, lifecycle management, and service assurance of broadband services.
638 It further shows how ONAP can orchestrate services across different locations
639 (e.g. Central Office, Core) and technology domains (e.g. Access, Edge).
640
641 |image6|
642
643 **Figure 6. ONAP BBS Architecture**
644
645 Read the `Residential Connectivity Blueprint <https://www.onap.org/wp-content/uploads/sites/20/2019/07/ONAP_CaseSolution_BBS_062519.pdf>`_
646 to learn more.
647
648 Voice over LTE (VoLTE) Blueprint
649 --------------------------------
650 This blueprint uses ONAP to orchestrate a Voice over LTE service. The VoLTE
651 blueprint incorporates commercial VNFs to create and manage the underlying
652 vEPC and vIMS services by interworking with vendor-specific components,
653 including VNFMs, EMSs, VIMs and SDN controllers, across Edge Data Centers and
654 a Core Data Center. ONAP supports the VoLTE use case with several key
655 components: SO, VF-C, SDN-C, and Multi-VIM/ Cloud. In this blueprint, SO is
656 responsible for VoLTE end-to-end service orchestration working in collaboration
657 with VF-C and SDN-C. SDN-C establishes network connectivity, then the VF-C
658 component completes the Network Services and VNF lifecycle management
659 (including service initiation, termination and manual scaling) and FCAPS
660 (fault, configuration, accounting, performance, security) management. This
661 blueprint also shows advanced functionality such as scaling and change
662 management.
663
664 |image7|
665
666 **Figure 7. ONAP VoLTE Architecture Open Network Automation Platform**
667
668 Read the `VoLTE Blueprint <https://www.onap.org/wp-content/uploads/sites/20/2018/11/ONAP_CaseSolution_VoLTE_112918FNL.pdf>`_
669 to learn more.
670
671 Optical Transport Networking (OTN)
672 ----------------------------------
673 Two ONAP blueprints (CCVPN and MDONS) address the OTN use case. CCVPN addresses
674 Layers 2 and 3, while MDONS addresses Layers 0 and 1.
675
676 CCVPN (Cross Domain and Cross Layer VPN) Blueprint
677 ..................................................
678 CSPs, such as CMCC and Vodafone, see a strong demand for high-bandwidth, flat,
679 high-speed OTN (Optical Transport Networks) across carrier networks. They also
680 want to provide a high-speed, flexible and intelligent service for high-value
681 customers, and an instant and flexible VPN service for SMB companies.
682
683 |image8|
684
685 **Figure 8. ONAP CCVPN Architecture**
686
687 The CCVPN (Cross Domain and Cross Layer VPN) blueprint is a combination of SOTN
688 (Super high-speed Optical Transport Network) and ONAP, which takes advantage of
689 the orchestration ability of ONAP, to realize a unified management and
690 scheduling of resources and services. It achieves cross-domain orchestration
691 and ONAP peering across service providers. In this blueprint, SO is responsible
692 for CCVPN end-to-end service orchestration working in collaboration with VF-C
693 and SDN-C. SDN-C establishes network connectivity, then the VF-C component
694 completes the Network Services and VNF lifecycle management. ONAP peering
695 across CSPs uses an east-west API which is being aligned with the MEF Interlude
696 API. The key innovations in this use case are physical network discovery and
697 modeling, cross-domain orchestration across multiple physical networks, cross
698 operator end-to-end service provisioning, close-loop reroute for cross-domain
699 service, dynamic changes (branch sites, VNFs) and intelligent service
700 optimization (including AI/ML).
701
702 Read the `CCVPN Blueprint <https://www.onap.org/wp-content/uploads/sites/20/2019/07/ONAP_CaseSolution_CCVPN_062519.pdf>`_
703 to learn more.
704
705 MDONS (Multi-Domain Optical Network Service) Blueprint
706 ......................................................
707 While CCVPN addresses the automation of networking layers 2 and 3, it does not
708 address layers 0 and 1. Automating these layers is equally important because
709 providing an end-to-end service to their customers often requires a manual and
710 complex negotiation between CSPs that includes both the business arrangement
711 and the actual service design and activation. CSPs may also be structured such
712 that they operate multiple networks independently and require similar
713 transactions among their own networks and business units in order to provide an
714 end-to-end service. The MDONS blueprint created by AT&T, Orange, and Fujitsu
715 solves the above problem. MDONS and CCVPN used together can solve the OTN
716 automation problem in a comprehensive manner.
717
718 |image9|
719
720 **Figure 9. ONAP MDONS Architecture**
721
722 vFW/vDNS Blueprint
723 ------------------
724 The virtual firewall, virtual DNS blueprint is a basic demo to verify that ONAP
725 has been correctly installed and to get a basic introduction to ONAP. The
726 blueprint consists of 5 VNFs: vFW, vPacketGenerator, vDataSink, vDNS and
727 vLoadBalancer. The blueprint exercises most aspects of ONAP, showing VNF
728 onboarding, network service creation, service deployment and closed-loop
729 automation. The key components involved are SDC, CLAMP, SO, APP-C, DCAE and
730 Policy. In the recent releases, the vFW blueprint has been demonstrated by
731 using a mix of a CNF and VNF and entirely using CNFs.
732
733 Verified end to end tests
734 =========================
735 Use cases
736 ---------
737 Various use cases have been tested for the Release. Use case examples are
738 listed below. See detailed information on use cases, functional requirements,
739 and automated use cases can be found here:
740 :ref:`Verified Use Cases<onap-integration:docs_usecases_release>`.
741
742 - E2E Network Slicing
743 - 5G OOF (ONAP Optimization Framework) SON (Self-Organized Network)
744 - CCVPN-Transport Slicing
745 - MDONS (Multi-Domain Optical Network Service)
746
747 Functional requirements
748 -----------------------
749 Various functional requirements have been tested for the Release. Detailed
750 information can be found in the
751 :ref:`Verified Use Cases<onap-integration:docs_usecases_release>`.
752
753 - xNF Integration
754
755   - ONAP CNF orchestration - Enhancements
756   - PNF PreOnboarding
757   - PNF Plug & Play
758
759 - Lifecycle Management
760
761   - Policy Based Filtering
762   - Bulk PM / PM Data Control Extension
763   - Support xNF Software Upgrade in association to schema updates
764   - Configuration & Persistency Service
765
766 - Security
767
768   - CMPv2 Enhancements
769
770 - Standard alignment
771
772   - ETSI-Alignment for Guilin
773   - ONAP/3GPP & O-RAN Alignment-Standards Defined Notifications over VES
774   - Extend ORAN A1 Adapter and add A1 Policy Management
775
776 - NFV testing Automatic Platform
777
778   - Support for Test Result Auto Analysis & Certification
779   - Support for Test Task Auto Execution
780   - Support for Test Environment Auto Deploy
781   - Support for Test Topology Auto Design
782
783 Conclusion
784 ==========
785 The ONAP platform provides a comprehensive platform for real-time, policy-
786 driven orchestration and automation of physical and virtual network functions
787 that will enable software, network, IT and cloud providers and developers to
788 rapidly automate new services and support complete lifecycle management.
789
790 By unifying member resources, ONAP will accelerate the development of a vibrant
791 ecosystem around a globally shared architecture and implementation for network
792 automation—with an open standards focus— faster than any one product could on
793 its own.
794
795 Resources
796 =========
797 See the Resources page on `ONAP.org <https://www.onap.org/resources>`_
798
799 .. |image1| image:: media/ONAP-architecture.png
800    :width: 800px
801 .. |image2| image:: media/ONAP-fncview.png
802    :width: 800px
803 .. |image3| image:: media/ONAP-closedloop.png
804    :width: 800px
805 .. |image4| image:: media/ONAP-5G.png
806    :width: 800px
807 .. |image5| image:: media/ONAP-vcpe.png
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809 .. |image6| image:: media/ONAP-bbs.png
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811 .. |image7| image:: media/ONAP-volte.png
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813 .. |image8| image:: media/ONAP-ccvpn.png
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815 .. |image9| image:: media/ONAP-mdons.png
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