NFV技术发展和应用

时间：2024-05-04

李发伦

NFV技术发展和应用

李发伦

重庆信科设计有限公司，重庆 404100

就NFV技术发展和应用问题进行了分析总结，重点落实了NFV白皮书1.0及2.0，进而对其的应用场景展开论述，旨在完善NFV技术的实际应用。

NFV；白皮书1.0；白皮书2.0

NFV，即网络功能虚拟化。通过使用X86等通用性硬件以及虚拟化技术，来承载很多功能的软件处理。从而降低网络昂贵的设备成本，可以通过软硬件解耦及功能抽象，使网络设备功能不再依赖于专用硬件，资源可以充分灵活共享，实现新业务的快速开发和部署，并基于实际业务需求进行自动部署、弹性伸缩、故障隔离和自愈等。

用专业信息设施形成的可实施性以及高品质期间，也会出现许多问题。这其中最重要的一点是网络设备投资居高不下，而与此同时运营商网络流量不断增长，收入增长却不明显，形成增量不增收的现象[1]。假如可以沟通软硬件自上而下相关性的封闭构造，利用常用工业化指标的设备和特定网络来新组成上网产品，必定能深度地去除CAPEX，解决数目不变多的场景。为此，NFV技术应运而生。

1 NFV白皮书介绍

1.1 NFV白皮书1.0

第一引入了NFV的发生环境、意思以及与SDN的相关性。在说明了NFV的发生环境以及范例后，介绍了NFV的有益之处以及对电信产业前景的改变。阐述了云计算和工业化标准的高容量服务器技术的成熟是NFV发展的推动力，然而目前NFV仍面临许多挑战，包括可移植性、互操作性、性能的权衡、与现有平台的共存和迁移、管理和业务流程自动化、安全和韧性、网络的稳定性、简化现有的操作、软硬件的集成等诸多问题[2]。

网络功能虚拟化已经发生。在短短几年内，运营商可以预期通信行业看起来更类似于IT行业。将会有更广泛的业务模式适合于软件行业，操作复杂性将被抽象掉，自动化将更加普遍。网络虚拟化功能对于网络运营商以及其合作同伴、顾客给了很多帮助，而且供应创新新类型生态体系的时机。这将鼓励和支持快速创新，降低成本，减少风险。获得这些好处的技术挑战，必须由行业以解决。白皮书的作者认为，解决这些技术挑战是可行的，并建议IT和网络产业结合自身互补的专业知识和资源，共同合作努力。就能处理哪些技术难题，交互操作的以及大规模标准化的途径和通用架构形成宽泛共识。为实现快速进度，在网络运营商的领导下建立的ISG与一些开明的社员通过ETSI的帮助，学习一般在网络中应用的虚拟化技术来胜任一些工作。虽然这个组织自己不会作为一个标准组织，但是它可以参考之前的标准从而确定自己的相关组织工作。如果觉得哪有差距，就要求ETSI员工提出意见，并反应给定立标准的组织，叫其思考ISG的意见（就是更换当前的标准，或来重新建立）。

1.2 NFV白皮书2.0

首先简述ETS1里NFV组织的拓展壮大，囊括NFVISG的构成与发展。然后开始NFVISG的成长汇报，包含组织规模、重要成果以及到2014年6月的进程时间线。随后着重讲解了NFV已经发布的5个文件，在结束时展望了NFV的未来形势，阐述了开源、标准化和NFV这三种因素对运营的影响，现在公布了以下5个文件。（1）网络功能虚拟化在像表格阐明了网络功能虚拟化现将处理能力危机的领域，大量例子不被包含在指定的管理系统，案例的人员也绝对不是完美没漏洞，所有管理团队对网络功能虚拟化的选取有本身的聚焦点与规划。（2）NFV需求文档描述了NFV框架下服务模式的技术要求和业务需求。（3）NFV体系架构文件刻画了NFV的功效架构和设计思想，为虚构化的网络性能和底层虚拟化根底架构。经过区分不一样的地方，并且总结它们之中的按照比对的地方，它为了好多NFV完成计划解决了困难。NFVISG赞扬别的单位来使用这个计划，以确立哪些地方和按照比对的东西落到别的地方。（4）NFV术语文件作为NFVISG文档中一个术语的公共储存空间，力求调整整个行业的NFV术语。它旨在消除软件和网络产业之间的语言障碍。（5）NFV ISG Proof of Concept Frame文件描述了行业参与者参与NFVISG工作的方法，并通过概念验证的方式实现NFV生态系统成长的过程。要落实很多文件中达成的共同认识其实就是朝着NFV所要求的目标又往前前行了很大一段路程。其实他们也就是NFVISG这个组织在最开始的时候所发行有关联的输出相关文件。

2 NFV的应用场景

已发布的NFV用例文档描述了NFVISG各成员提出的NFV可能应用的场景。

（1）虚拟化消除了网络功能（NF）和硬件之间的依赖关系，为虚拟化网络功能（VNFs）创建标准化的执行环境和管理接口。这造成了几个虚拟化网络功能通过虚拟机形式一起享用硬件。多个硬件组成VNFs的一个巨大的共享NFV基本设施（NFVI）的资源池，这种设施和云计算很接近。这会建立像基础设备即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）以及软件即服务（SaaS）的相当于云计算的服务形式，当中，VNF其所有者不可能有运作以及运营的NFV基本设备。（2）主体分散与网络（CDN）也属于一项NFV的隐形目的。CDN服务供应商一般会接近网络体系的内容下载从而改变用户的运用品质QoS。如今，高速缓存为每个CDN提供商、每个运营商使用专用的硬件。由于硬件资源的设计为高峰时满足负荷，这些缓存资源在生命周期内大多数时间未能得到充分利用。为了提高缓存资源的使用效率，可以有效利用虚拟缓存对硬件资源进行合并，并设置多个CDN缓存和其他VNFa进行动态共享。

要是不一样的非空洞化NFS模糊化到VNFs，可以管控VNF。形成一个有次序的曲线图，达到一个互联网服务，在NFV，这个图形叫做VNF转发图。一个转发图的概念优先于服务链，因为在虚拟化的覆盖服务网络，端到端的转发不完全是一个一链。相反，端到端的转发可能有分支，从而有更多维度。由此看来，不管哪一个VNFs，比如网络地址翻译（NAT）、负载均衡器、防护墙等，都可以是VNF转发图中的一个构成部分。VNF转发图为运营商提供抽象的动态和简化的服务组合，网络功能的虚拟化增强了这种服务组合的能力。