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【干货】NFV、SDN大讲解

发布作者:微思网络   发布时间:2019-01-02   浏览量:0

NFV的起源

根据前面的章节,我们已经知道,SDN即软件定义网络,是对网络的一种重新定义,是一种网络虚拟化技术,通过把控制平面从转发平面中分离出来,并以软件的方式实现。这个架构可以让网络管理员在不修改硬件转发设备的前提下,通过开放的接口,编程实现新的网络协议和转发行为,具有更好的集中控制能力和网络策略。最近又有一个技术也比较火热,这就是NFV。

那么为什么会出现NFV呢?首先我们来看下当前传统网络所遇到的问题,随着移动互联网的兴起,传统电信运营商的语音、短信等业务被各类互联网应用不断冲击和侵蚀,运营商不得不思考快速推出新业务应对挑战,但是新业务的推出意味着需要花费大量的时间和资金对传统网络进行升级、改造甚至增加新的设备构建网络。

虽然通过SDN技术,可以在一定程度上快速完成网络的部署来减少业务开发的时间和成本,但是仍然需要增加新的设备。这是因为SDN方案中的白盒设备只是解决了各个厂家设备之间的兼容问题,网络功能仍然集成在设备上。例如当运营商网络中需要部署防火墙功能时,就必须增加具备防火墙功能的设备,但是运营商所希望的是按照IT行业的思路在原有设备的基础上仅仅通过运行软件就可以实现防火墙功能,而这一点恰恰是SDN所实现不了的。为了解决这个问题,运营商提出了NFV的技术并于2012年在SDN和Open Flow世界大会上发布NFV白皮书。

NFV的思想和架构

NFV即网络功能虚拟化(Network Function Virtualization),其基本思想是基于标准的X86架构服务器、通用存储和交换机等硬件平台,利用IT虚拟化技术,将物理计算/存储/交换资源转换为虚拟的计算/存储/交换资源池,然后根据需要调用虚拟资源池中的资源,构造出虚拟的设备用来替代传统的通信设备,并在虚拟的设备上通过运行NAT、防火墙等等功能的软件来实现网络功能虚拟化。

为了更好的理解NFV的特点,可以通过NFV的一个最简单经典的架构进行说明。

SDN与NFV的区别和联系

从图中可以看到NFV的架构可以分为NFVI、VNF、NFV Management and Orchestration(MANO)3个部分:

1)NFVI(Network Functions Virtualisation Infrastructure): NFV的基础设施层,即把传统的通用硬件通过虚拟化软件转变为用来运行网络功能软件的虚拟硬件。

其中,Hardware resources是传统的通用硬件,包括计算、存储、交换硬件资源,具体为惠普、IBM、华为等的服务器设备;Virtualization Layer是虚拟层,即虚拟化软件,具体为华为公司的Fusion Sphere(Cloud OS)以及业界领先的VMWare等软件; Virtual Compute、Virtual Storage、Virtual Network是虚拟硬件,用来运行网络功能软件。

2)VNF(Virtualised Network Function):NFV的虚拟网络功能层,即从传统设备上分离出的功能软件,用来实现传统电信网络中的各种网络功能,这些软件运行在虚拟硬件上。

3)NFV MANO(NFV Management and Orchestration):NFV的管理编排层,简称MANO,是NFV的大脑,负责对整个NFVI软硬件资源、网络业务的管理。

基于NFV的架构,传统的私有和专用的设备可以用通用的标准设备代替,而且各种网络功能也可以直接在软件中实现,达到软硬件分离和网络功能虚拟化的目的,从而完成设备的变革并节约成本。

如下图所示,华为也在积极构建NFV的产品方案,NFV的基础设施层采用X86服务器(RH2288v3)通过虚拟平台把服务器的硬件资源虚拟化,NFV的虚拟网络功能层,运行VNE1000软件,实现各种网络功能。

SDN与NFV的区别和联系

NFV和SDN的对比

我们之所以经常将SDN和NFV一起提起,是因为二者之间存在着模糊不清的区别和联系。简单而言,可以如下图所示,在技术规范上SDN和NFV是两种不同的技术,互不依赖、自成体系,在现实应用中二者又可以相互补充、相互融合。

SDN与NFV的区别和联系

具体而言,厦门红帽培训区别和联系主要体现在如下几点:

1)SDN和NFV的起源以及发起目的不同。SDN起源于校园,发起目的是方便对网络的管理;NFV是运营商联盟在SDN大会上提出的,发起目的是为了降低运营和维护的成本。

2)SDN和NFV的核心技术不同。SDN的核心技术是将转发平面和控制平面分离,将控制平面集中化;NFV的核心技术是实现软件和硬件的分离,即将私有专用的设备用具有工业标准的通用设备代替,而网络功能通过软件实现,运行在虚拟的硬件上。

3)SDN和NFV的研究对象不同。SDN是网络级的创新,研究的是整张网络,关注网络中各转发设备中的报文转发;NFV是设备级的创新,研究的是单一网元,是在网元上实现某个网络功能,比如通过NFV可以将原本存在于网关上的路由、安全、多媒体等功能运行在某一台通用服务器上。

4)SDN和NFV是互补依赖、相互补充的。一方面,SDN和NFV都可以独立地搭建,直接从传统的网络中过渡;另一方面,NFV的软硬件分离可以为SDN软件的运行提供基础架构的支持,SDN控制转发分离的方法也可以用来搭建NFV服务器网络,当同时采用SDN和NFV两种技术时,能进一步使现有的部署性能增强且简化操作性,减轻运营和维护流程的负担。

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