NFV技术特点及应用场景

NFV 技术特点及应用场景NFV 最初由一些领先的运营商提出，他们希望能够降本增效，通过快速的推出有价值的服务，提升 网络价值。基于专用硬件的网络设备通常非常昂贵，部署维护也非常复杂，这大大限制了运营商在整合业 务功能及快速尝试新业务方面的能力。 随着虚拟化应用越来越广泛，运营商也希望能够随时随地根据需要来部署网络功能，不要再受到专用的设 备或者网络拓扑结构的限制。他们认为如果能将网络服务与具体的硬件分离开，就能够适合虚拟化的部署， 这样的部署方式能够支持包括服务器、存储，甚至其他网络在内完全的虚拟化基础设置。 因此，一些运营商建立了一个 ETSI ( European Telecommunications StandardInstitute )的 ISG(Industryspecification Group)，来加快NFV的发展。这个NFV的ETSI ISG建立与2013年1月，目前已 经开展的工作主要在网络功能虚拟化在电信网络中的需求和架构方面。在2014年9月，由Linux基金会发起的OPNFV (Open Platform for NFV )项目启动，这是一个基于开源 的，运营级的集成平台，目标是使NFV相关的新产品和新服务能够尽快形成产业。通过利用开源社区中积 累的资源，使ETSIISG所提出的参考标准能够落地。ETSI ISG和OPNFV将会密切合作，共同推动NFV 概念和技术的发展。1NFV 与企业网的关系很多的企业网络与运营商网络的差别并不是那么大。在高度虚 拟化的应用、服务器和存储架构环境中，企业同样能够充分感受到NFV所带来的高效和灵 活。原来越多的企业将业务流程迁移到云上，而NFV所提供的虚拟化服务能够整合到云平 台，提供云平台所需要的网络服务。2NFV 与 SDN 的关系 NFV 是 SDN (Software-defined Networking)的补充。SDN 提 供的是集中化的网络控制和管理。SDN和NFV虽然都能够改进网络的整体可管理性，但是 两者的目标和方式有所差异。SDN通过将控制面和转发面分离来实现集中的网络控制，而 NFV的主要重点是优化网络服务本身。这两种技术看起来属于不同维度，利用SDN技术在 流量路由方面所提供的灵活性，结合NFV的架构，可以更好的提升网络的效率，提高网络 整体的敏捷性。3NFV架构的组成部分NFV的架构使网络功能能够动态的定义，这使得网络功能的构建和管理能够更好的支 持企业的网络环境。虚拟网络功能(VNF)能够利用物理和虚拟的基础设施资源进行部署，这能够满足企业对于可扩展性、性能和容量方面的需求。这使得运营商和企业能够快速的部 署新服务，同时是现有平台的投资收益最大化。一般来说，NFV的架构包含三个组成部分：1) 虚拟网络功能(Virtualized Network Function, VNF) 由软件实现的网络功能；2) NFV基础设施(NFV Infrastructure, NFVI)构成基础设施的硬件资源(服务器、存储、网络)以及虚拟化的实例；3) NFV管理和业务编排(NFV Management andOrchestration)管理和控制层，主要集中在贯穿整个 VNF 生命周期的虚拟化管理功能。Management andOrchestration4NFV 的应用1) 虚拟网络功能为了帮助客户连接、扩展和保护他们基于云的应用，云计算提供商正在寻找一种经济 有效的方式，能够为客户提供按需的网络功能实例，如虚拟路由、VPN、47层的加速和安 全服务。通过将原先运行在专用设备上的这些功能，通过虚拟化技术迁移到基于COTS服务 器的一台或一组虚拟机上，服务提供商在降低资金成本的同时提高整体的灵活性。这些虚拟 化的网络功能可以按照规模和使用时间提供，以满足客户变化的需求。到目前为止，前期的 POC 已经成功验证，通过管理，控制和数据平面的分离，能够支持这些更加灵活的部署模 式。提供商能够根据需要，通过47 层的应用构建业务链，并且确保使用通用的硬件也能 够满足性能方面的要求。这也验证了 NFV的有效性和价值。2）虚拟化/云化的无线接入网（RAN）移动服务提供商需要在控制成本的同时，提升部署上线更多RAN的能力。为了能够增 强竞争力和增加用户基础，就需要开展新的业务，扩大偏远地区的网络覆盖，以提升服务。 可以将原先运行在基站专用硬件上的功能，迁移到当地通用服务器的一台或一组虚拟机上， 上移至汇聚接入点，或者云平台上。这能够使运营商降低投资成本并取得规模经济效益。即使对于基站功能（如eNodeB），使用通用的计算平台也能够使运营商获得更好的灵 活性。这是一种经济有效的方式，可以根据需要进行部署，也可以确保服务的冗余保护，能 够全面提升可用性和可靠性。 RAN 的虚拟化结合移动核心网的虚拟化，能够支持自包含的 部署方式，这能够用于偏远地区的服务提供，从而提升客户满意度，扩大收入。3）移动核心网的虚拟化移动运营商在进行网络升级，以满足偏远地区和新市场需求的同时，也希望能够降低 投资成本和运维成本。通过将原先运行在专用硬件上的功能进行虚拟化，部署在云环境的通 用服务器上，能够使运营商有机会大幅度降低成本和提升效率，支持企业的发展。能够虚拟 化的服务包括：IMS、EPC、MME、S-GW、P-GW、HSS 和 PCRF。将这些功能部署在通用服务器上不仅仅能够降低成本，也能够降低运维成本。因为虚 拟化的版本更加容易管理、配置和部署。运营商还可以在云平台上对多个功能进行部署或合 并，并且可以非常方便的部署冗余服务。这些冗余服务可以非常快速的上线，从而提高可靠 性和可用性。4）虚拟化边缘（虚拟用户设备vCPE和虚拟用户边缘VCE）固网宽带、 OTT 服务提供商和企业都在寻求如何降低成本，并简化分布式的网络。服 务提供商都不想仅仅只提供简单的互联网接入业务，而是希望为个人和企业用户提供更多的 服务，从而增加业务收入。 OTT 服务提供商也在寻找一个更加灵活的架构，使他们能够在 现有的基础设施之上，经济有效的部署增值服务。企业用户希望能够简化远程分支机构的管理、性能优化以及在线功能升级，同时还要降低成本。边缘虚拟化的解决方案包含了几种不同的架构：a vCPECPE 功能的虚拟化可以在用户侧的通用平台上动态的提供新的业务。这些平台通 常可以支持几种Hypervisor或类似的功能，能够安装多种VNF。b.vCE将CPE的一些功能运行在数据中心(一般在CO或者区域节点)或者其他POP (Point of presenee)里。这种部署方式一般包含一个部署在用户侧的简单的网络接口设备 (NID)，提供用户设备和数据中心中的vCE实例之间的连接。相比较专用硬件的CPE方案，虚拟化网络边缘的解决方案利用了通用计算平台的优势, 非常经济有效。利用软件和云管理平台，服务提供商能够降低推出新业务的成本。只需要通 过线路将新的VNF模块下发到vCPE或VCE上即可，而不需要淘汰硬件。在数据中心的虚 拟机基础架构上部署多个vCE，还可以获得更大的规模经济效益。