Здравствуйте, это сайт Альянса сетевых технологий.

1. Предисловие

Виртуализация сетевых функций (NFV) — это революционная технология в современной сетевой области, которая поднимает традиционную сетевую архитектуру на новую высоту. В течение последних нескольких десятилетий сети имели фиксированные функции и работали на специализированном оборудовании. Эта архитектура создала проблемы с точки зрения гибкости, масштабируемости и стоимости. С появлением новых технологий, таких как облачные вычисления, Интернет вещей и 5G, Rise. существующая сетевая архитектура больше не может отвечать быстро меняющимся потребностям. В этом контексте появляется NFV. Он революционизирует метод доставки сетевых функций, виртуализируя их в программные объекты и запуская на оборудовании общего назначения. Влияние этой технологии не ограничивается поставщиками телекоммуникационных и сетевых услуг, но также распространяется на такие области, как облачные вычисления, корпоративные сети и периферийные вычисления.

Основной принцип NFV заключается в отделении сетевых функций от традиционного оборудования и преобразовании их в программное обеспечение, обеспечивая гибкость и программируемость сетевых функций. Это означает, что сетевые функции, такие как межсетевые экраны, маршрутизация, балансировка нагрузки и т. д., больше не должны полагаться на выделенное оборудование, а могут выполняться на оборудовании общего назначения в форме функций виртуальной сети (VNF). Такой подход к виртуализации делает сетевые операции более удобными, а сетевые функции можно развертывать, настраивать и расширять по мере необходимости.

В этой статье Руидж познакомит вас с различными аспектами технологии NFV. В следующих главах будут представлены основные концепции NFV, ее история и развитие, архитектура и компоненты, реализация и развертывание VNF, взаимосвязь между распределенной NFV и SDN, исследования производительности, влияние на отрасль, а также будущие тенденции и развитие. Наконец, в статье будут обобщены ключевые моменты и представлены перспективы и предложения на будущее NFV.

Оглавление:

TOC

2. Основные понятия NFV

2.1 Определение виртуализации сетевых функций

Виртуализация сетевых функций (NFV) — это метод сетевой архитектуры и предоставления услуг, целью которого является виртуализация традиционных сетевых функций в программные объекты, чтобы сделать их более гибкими, масштабируемыми, управляемыми и программируемыми. Суть этой концепции заключается в отделении сетевых функций от аппаратных устройств и реализации этих функций в программном обеспечении на оборудовании общего назначения.

Вы здесь немного запутались?

Руй Ге привел пример: Вы можете представить NFV как своего рода сетевое волшебство. Подобно волшебнику, который может превратить множество различных реквизитов в различные вещи, NFV позволяет сети стать хамелеоном, способным выполнять множество функций, но способным легко менять свою форму в соответствии с различными потребностями.

Традиционные сети обычно управляются аппаратным обеспечением, как прочный кирпичный дом, где каждая функция представляет собой объект, например маршрутизаторы, межсетевые экраны, балансировщики нагрузки и т. д. У этих сущностей есть собственное оборудование, как у кирпичей и стен в доме. Это делает сеть громоздкой и сложной в настройке, такой же сложной, как попытка перепроектировать прочный кирпичный дом.

NFV преобразует эти сетевые функции в виртуальные программные компоненты, подобно картам в руках фокусника. Каждая карта представляет собой сетевую функцию. Эти программные компоненты можно легко собирать вместе, как стопки карточек, и комбинировать их для выполнения различных функций по мере необходимости, не меняя аппаратное обеспечение. Это дает сети гибкость и возможность быстро реагировать на изменения, подобно фокуснику, который может менять карты в руке в любой момент, чтобы удовлетворить различные требования аудитории.

Таким образом, NFV — это магия сети. Он делает сеть более гибкой и мощной, превращая сетевые функции в хамелеонов и волшебные карты, и может выполнять различные магические задачи в разных сценариях. Это настоящее волшебное шоу в онлайн-мире, которое позволяет нам постоянно общаться и общаться в постоянно меняющуюся цифровую эпоху.

Давайте вернемся к сути: вспомним принципы технологии, в основном ключевые слова, связанные с технологией:

• виртуализация：NFVиспользоватьвиртуализация Технология будетсеть Функция абстрагируется в Функция виртуальной сети (VNF), что позволяет развертывать и запускать его независимо.
• развязка：Традициясеть Функции часто тесно связаны с выделеннымиаппаратное обеспечение устройства, а NFV будет его развязкой, позволяющей в целом аппаратное Использование программного обеспечения повышает производительность гибкой системы.
• Программирование：NFVКлючевая особенностьсеть Функция реализована какпрограммное обеспечение,вместо аппаратное обеспечение。Это делаетсеть Функции могут быть проще Конфигурацияи управление。
• Программируемость：добавивсеть Функциявиртуализация,Операторы и предприятия могут получить более гибкий программный комплекс для удовлетворения различных потребностей.,не требуя физических изменений.

📕Напоминание: Виртуализация сетевых функций (NFV) — это подход, который снижает затраты оператора сети и ускоряет развертывание услуг за счет отделения таких функций, как межсетевые экраны или шифрование, от выделенного оборудования и перемещения их на виртуальные серверы.

2.2 Различия между традиционными сетями и NFV

Между традиционной сетевой архитектурой и NFV существуют существенные различия:

аппаратное обеспечение vs. программное обеспечение：

• Традиционная сеть: функциональность сети обычно зависит от выделенного аппаратного обеспечения. обеспечениеоборудование,нравитьсямаршрутизатор、выключатель、брандмауэрждать。
• NFV：сеть Функциякпрограммное Форма обеспечения может быть реализована в типовом аппаратном обеспечениебеги дальше。

зафиксированный vs. гибкий：

• Традициясеть：Конфигурацияи расширениясеть Функцияв целомнуждатьсяфизические изменения,это сложная и трудоемкая задача.
• NFV：сеть Функцияизгибкийсекс делает это проще Конфигурация、Расширяйте и управляйте под контролем программного обеспечения.

расходы vs. эффективность：

• Традиционная сеть: аппаратное обеспечение закупка оборудования、Затраты на развертывание и обслуживание выше.
• NFV: через виртуализацию,Снижение зависимости от аппаратного обеспечения.,Улучшенное использование ресурсов,сохранятьрасходы。

скорость доставки：

• Традиционная сеть. Развертывание новых функций сети обычно занимает недели или месяцы.
• NFV: функциональность сети предоставляется в виде программного обеспечения.,Может быть развернут быстрее и Конфигурация。

Масштабируемость：

• Традиционная сеть. Расширение функциональности сети обычно требует добавления аппаратного обеспечения. обеспечение оборудования, предполагающее физическую сложность.
• NFV: Масштабируемость за счет простого развертывания большего количества экземпляров VNF,Пониженная сложность.

2.3 Основные принципы NFV

Основные принципы NFV включают в себя следующие аспекты:

• виртуализация：NFVиспользоватьвиртуализациятехнология,Преобразование функции сети в функцию виртуальной сети,Эти виртуальные Функция Может работать на универсальном аппаратном обеспечении.
• развязка：Волясеть Функцияотаппаратное обеспечениеоборудованиеразвязка,Достижение неактуальности аппаратного обеспечения,Снижает риск привязки к поставщику.
• Программирование：добавивсеть Функция реализована какпрограммное обеспечения, снижая сложность развертывания и обслуживания.
• Программируемость：NFVРазрешить операторам и предприятиям программировать и Конфигурациясеть Функция,для удовлетворения различных потребностей.

Вместе эти базовые принципы обеспечивают основу для успешного внедрения NFV, повышения гибкости и управляемости сети.

3. История и развитие NFV

3.1 История развития NFV

2012 год - Предложение NFV：NFVконцепция впервыев 2012 году год был предложен Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI). Целью этой инициативы является перенос сетевых функций с выделенных аппаратных средств. обеспечениеразвязка, конвертация в типовое аппаратное обеспечение работы функции виртуальной сети, работающей на ней.

в 2012 году На Всемирном конгрессе OpenFlow в этом году концепция сетевой функции виртуализации (NFV) была представлена ​​впервые и вызвала широкое внимание. на。Эта инновационная концепция была совместно предложена группой ведущих поставщиков телекоммуникационных услуг.,в том числе американскийAT&T、Китай Мобайл、БританскийBT集团к及德国电信ждать。Этот альянс выбирает Воля Его усилия объединены в Европейский институт телекоммуникационных стандартов.（ETSI）под,Он закладывает основу для развития и стандартизации NFV. затем,Телекоммуникационная отрасль сталкивается со многими проблемами。представить новыесеть Функция或приложениев целомнуждаться Купить、Конфигурацияи для конкретного развертыванияаппаратное обеспечение оборудования. Процесс сложный, дорогой и трудоемкий. Поставщики услуг поняли, что им нужен более быстрый и экономически эффективный способ запуска новых услуг для удовлетворения растущего спроса пользователей. Концепция NFV — это продукт, отвечающий этому спросу. Он предлагает функцию виртуализации в качестве программного обеспечения. идеи обеспечения модулей, которые можно использовать в общем аппаратном обеспечении программное обеспечение работает без специального аппаратного обеспечения обеспечение оборудования. Сутью этой концепции является развязкааппаратное. обеспечениеипрограммное программное обеспечение, позволяющее развертывать и обновлять сетевые функции так же быстро, как и приложения.

2013 год - ETSI NFV ISG создана：ETSIпосвященныйсеть Функциявиртуализация Группа отраслевых стандартов（NFV ISG) для содействия формулированию и развитию стандартов NFV. Организация привлекает игроков из мировой телекоммуникационной и сетевой индустрии к совместной работе над внедрением NFV.

2014 год - Первое развертывание NFV：Операторы связи по всему миру начинают экспериментировать со своимисетьреализовано вNFV。В центре внимания этих ранних реализаций частовиртуализациясеть Функция,нравитьсябрандмауэр、Балансировка нагрузки и оптимизация WAN.

2015 год - Первая сертификация ВНФ：ETSI NFV ISG выпускает первую спецификацию сертификации функций виртуальной сети (VNF), чтобы гарантировать, что VNF может беспрепятственно работать в различных инфраструктурах NFV.

2017 год - Расцвет 5G：вместе с5Gтехнологияизбыстрое развитие,NFV стала одной из ключевых технологий для внедрения 5G. сеть 5G требует высокой степени программируемости и гибкости.,NFV отвечает этим требованиям.

3.2 Потребности телекоммуникационной и сетевой отраслей стимулируют развитие NFV

Развитие NFV обусловлено многочисленными потребностями телекоммуникационной и сетевой отрасли, а также аппаратным обеспечением традиционных сетей. Обеспечение Затраты на закупку и обслуживание оборудования высоки, а виртуализация и развязка NFV сокращают эти расходы. Операторам связи необходимо быстро развернуть новые возможности сетей, чтобы адаптироваться к рыночному спросу. NFV может ускорить процесс развертывания и сократить время выхода в Интернет. Столкнувшись с непрерывным ростом и изменениями сетевого трафика, сеть нуждается в большей эластичности, чтобы справляться с часами пик и чрезвычайными ситуациями. Природа NFV облегчает адаптацию к этим изменениям. поставщик облачных Сервисам необходимо поддерживать несколько арендаторов, каждому из которых могут потребоваться разные функциональные возможности и конфигурация сети. NFV может предоставлять индивидуальные услуги различным арендаторам. традиционная сеть Обновление и обслуживание затруднено и требует простоев. NFV позволяет онлайн-обновление и обслуживания, снижая риск прерывания обслуживания.

3.3 Организации по стандартизации и ключевые игроки, такие как ETSI NFV ISG

Группа по отраслевым спецификациям виртуализации сетевых функций (NFV ISG) Европейского института телекоммуникационных стандартов (ETSI) является одной из основных организаций, содействующих стандартизации и развитию NFV. В миссию NFV ISG входит разработка и продвижение стандартов NFV, обеспечивающих взаимодействие VNF и NFVI от разных поставщиков.

Основными участниками NFV ISG являются операторы связи, поставщики оборудования, поставщики программного обеспечения, исследовательские институты и другие заинтересованные стороны. Эти организации совместно разработали серию стандартов NFV, охватывающих спецификации VNF, спецификации управления и оркестровки, спецификации тестирования производительности и измерений и т. д.

Помимо ETSI NFV ISG, важную роль в разработке стандартов NFV также играют другие организации по стандартизации, такие как Проект партнерства 3-го поколения (3GPP) и Инженерная группа Интернета (IETF). Вместе они способствуют непрерывному развитию стандартов NFV для удовлетворения меняющихся потребностей в сфере телекоммуникаций и сетей.

4. Архитектура и компоненты NFV

4.1 Основные компоненты архитектуры NFV

Архитектура NFV является ключом к реализации виртуализации сетевых функций. Он состоит из нескольких основных компонентов, двумя из которых являются функция виртуальной сети (VNF) и диспетчер функций виртуальной сети (VNFM).

Функция виртуальной сети (VNF)дасеть Функциявиртуализацияосновные строительные блоки。этопредставляет Традициясетьоборудование（нравитьсямаршрутизатор、брандмауэр、балансировщик нагрузкиждать）извиртуализация Пример。каждыйVNFконкретное исполнениеизсеть Функция,Может быть развернут в инфраструктуре NFV (NFVI). VNF является частью сервисной цепочки,При необходимости можно комбинировать вместе,построить конкретные сетевые сервисы.

Диспетчер функций виртуальной сети (VNFM)да Ответственный Управление жизненным циклом Компоненты ВНФ. Он включает в себя создание, настройку, мониторинг и уничтожение VNF. ВНФМ и НФВУправление и оркестровка Архитектура (NFV-MANO) Взаимодействие,Чтобы гарантировать возможность развертывания и управления VNF по требованию. VNFM также решает задачу добровольной остановки, расширения и сокращения VNF.,адаптироваться к изменениям нагрузки.

Кроме того, архитектура NFV также включает в себя другие компоненты, такие как точка подключения функции виртуальной сети (VNF CP), инфраструктура виртуализации (NFVI) и описание функции виртуальной сети (VNFD). Эти компоненты работают вместе, чтобы реализовать основную концепцию NFV: виртуализацию и разделение сетевых функций.

4.2 Элементы NFVI

Инфраструктура виртуализации сетевых функций (NFVI) является ключевым элементом, поддерживающим развертывание и эксплуатацию VNF:

Вычислительные ресурсы：NFVIнуждатьсямощныйиз Вычислительные ресурсы,Запустить VNF в среде виртуализации. Эти ресурсы обычно предоставляются виртуальными машинами (ВМ) или контейнерами, такими как Docker или Kubernetes.,Позволяет VNF работать независимо в виртуальной среде.

Ресурсы хранения：Ресурсы хранениядля храненияVNFиззеркало、Конфигурацияиданные。NFVIНужна высокая производительность、Расширяемыйизсистема хранения,Обеспечить эффективную работу ВНФ.

Интернет-ресурсы：сетьдаNFVизосновной,Потому что он соединяет различные VNF и дата-центры. Интернет-ресурсы включают физическую сеть, виртуальную сеть, функциональную точку подключения к сети (VNF CP) и виртуальный коммутатор для маршрутизации трафика. правильный ВНФ.

Управление и оркестровка：NFVIнуждаться Управление и оркестровка компонентов для обеспечения развертывания и запуска VNF по мере необходимости. К этим компонентам относятся VNFM и NFVУправление. и оркестровка Архитектура（NFV-MANO）。

безопасность и изоляция：из-за множественныхVNFвозможно, в том же самомNFVIбеги дальше,Безопасность и изоляция имеют решающее значение. NFVI должен обеспечить механизмы изоляции,Чтобы предотвратить вмешательство одного VNF в работу других VNF или доступ к ним.

4.3 Архитектура управления и оркестровки NFV (NFV-MANO)

Архитектура управления и оркестрации NFV (NFV-MANO) является ключевым компонентом для управления и оркестрации жизненного цикла NFV.

Он включает в себя следующие три основных подкомпонента:

Менеджер НФВ (NFV Orchestrator,NFVO）：NFVOдаNFV-MANOизкомпонент верхнего уровня,Отвечает за координацию развертывания и управления VNF. Взаимодействует с Менеджером ВНФ (ВНФМ) и Менеджером инфраструктуры виртуализации (VIM).,Чтобы гарантировать, что VNF развернут и работает должным образом. NFVO также отвечает за распределение ресурсов, оптимизацию производительности и поддержание жизненного цикла VNF.

Менеджер ВНФ (ВНФМ)：VNFMда ОтветственныйуправлятьодинокийVNFизкомпоненты。это отвечает заVNFизсоздавать、Конфигурация、монитор、Добровольное прекращение и техническое обслуживание. VNFM работает совместно с NFVO для реализации VNF.

Менеджер инфраструктуры виртуализации (VIM)：VIMда Ответственныйуправлятьвычислить、хранилищеи Интернет-ресурсыизкомпоненты。этомониториконтрольNFVIначальствоизресурс,Убедитесь, что они отвечают потребностям VNF. VIM также предоставляет механизмы распределения и изоляции ресурсов.,Чтобы гарантировать, что ресурсы между разными VNF не мешают друг другу.

NFV-MANO — ключевая часть архитектуры NFV, обеспечивающая развертывание, эксплуатацию и управление VNF по требованию. Оно предоставляет операторам связи и поставщикам сетевых услуг гибкость и автоматизацию для удовлетворения меняющихся потребностей сети.

4.4 Распределение NFV

Традиционная сетевая архитектура часто опирается на специализированное аппаратное обеспечение. обеспечение оборудования для выполнения сетевых функций, это аппаратное обеспечениеоборудованиев целомдасделанный на заказиз、дорогой,Трудно модернизировать и расширять. Это ограничивает гибкость и оперативность сети.,Это затрудняет адаптацию к быстро меняющимся потребностям.

NFV применяет инновационный подход к развязке аппаратного программного обеспечения и программного обеспечения посредством процесса виртуализации аппаратного обеспечения. обеспечения, тем самым достигая более гибкой, масштабируемой и экономичной сетевой архитектуры.

Архитектуру NFV можно разделить на три ключевых уровня, каждый из которых выполняет свою уникальную роль:

1. Инфраструктура NFV (NFVI) — уровень инфраструктуры NFV.：этотда Первый этажизуровень,этомоделированиеипоставлять Традицияаппаратное обеспечение функциональности, включая вычисления, хранение и Интернет-ресурсы. Цель этого слоя — преобразовать аппаратное виртуализация ресурсов обеспечения, позволяющая гибко распределять их для функций верхнего уровня. виртуальной сети (VNF)。
2. Virtualized Network Functions (VNF) - виртуализациясеть Функция：VNFданачальство层изуровень,Представляет фактическую функцию сети,Например, брандмауэры, маршрутизаторы, балансировщики нагрузки и т. д. Эти сетевые функции были удалены из специальной развязки аппаратного обеспечения.,Реализован в виде модуля программного обеспечения.,Может быть развернут и запущен на NFVI.
3. NFV Management and Orchestration (MANO) — уровень управления и оркестрации NFV.：этотдаверхний уровеньизуровень,Ответственный Управление и оркестровка всей среды NFV. Уровень MANO включает в себя оркестратор, диспетчер функций (VNFM) и диспетчер инфраструктуры (VIM). Оркестратор решает, как создавать, координировать и управлять VNF, а VNFM отвечает за управление. жизненным циклом VNF, в то время как VIM управляет и распределяет базовое аппаратное обеспечениересурс。

Эти три уровня работают вместе для достижения аппаратного обеспечениеипрограммное обеспечениеизразвязка,Обеспечьте возможность быстрого развертывания и масштабирования сетевых функций. NFV спроектирован так, чтобы обеспечить большую гибкость, оперативность и преимущества.,Включите сеть, чтобы лучше адаптироваться к меняющимся потребностям сети. в то же время,Возможности управления и мониторинга уровня MANO обеспечивают понимание всей среды NFV.,Убедитесь, что он работает эффективно. Такой подход к виртуализации и развязке помогает сетевым операторам лучше удовлетворять потребности клиентов.,Ускорьте предоставление услуг,уменьшатьрасходы,И предоставлять более инновационные сетевые услуги.

5. Внедрение и развертывание VNF

5.1 Как развернуть VNF на NFVI

Реализация и развертывание VNF — это основа виртуализации сетевых функций (NFV). В этой главе мы подробно расскажем, как развернуть VNF в инфраструктуре NFV (NFVI).

Этот процесс требует нескольких ключевых шагов:

Во-первых, соответствующий VNF необходимо выбрать на основе потребностей и целей сети. Это может включать брандмауэры, балансировщики нагрузки, маршрутизаторы и различные типы сетевых функций.

После выбора VNF необходимо подготовить соответствующее изображение VNF. Обычно это виртуальная машина (ВМ) или образ контейнера, который включает операционную систему, приложения и информацию о конфигурации VNF.

Затем образ VNF необходимо развернуть на NFVI. Обычно это делается через менеджер виртуализации (например, OpenStack, VMware, Kubernetes и т. д.). Администраторы могут выбрать развертывание нескольких реплик для обеспечения избыточности и балансировки нагрузки.

После развертывания VNF на NFVI его необходимо настроить в соответствии с требованиями сети. Сюда входит подключение VNF к физической или виртуальной сети, назначение IP-адресов и настройка политик доступа.

После запуска VNF его производительность и состояние необходимо отслеживать в режиме реального времени. Этого можно достичь с помощью компонентов VNFM и NFV-MANO. Администраторы могут отслеживать трафик, нагрузку и производительность и при необходимости корректировать конфигурации.

5.2 Управление жизненным циклом VNF

Управление жизненным циклом VNF является ключом к обеспечению его эффективной работы.

Он включает в себя следующие ключевые аспекты:

Создание VNF включает выбор подходящего образа VNF, настройку его параметров и развертывание на NFVI. Этот процесс обычно выполняется VNFM и NFV-MANO, работающими вместе.

После создания VNF его необходимо настроить. Сюда входит настройка параметров VNF, подключение к сети и выделение ресурсов.

Мониторинг VNF является ключом к обеспечению его производительности и доступности. Система мониторинга может отслеживать использование ресурсов, трафик, загрузку и т. д. VNF в режиме реального времени и предоставлять оповещения администратору.

Иногда VNF необходимо остановить или обслуживать, возможно, из-за обновлений, ремонта или по другим причинам. Для этого требуется механизм, гарантирующий плавную остановку и перезапуск VNF, не затрагивая сетевые службы.

Когда VNF больше не нужен, его можно уничтожить, чтобы освободить ресурсы. Уничтожение VNF должно быть управляемым процессом, чтобы избежать утечек ресурсов.

5.3 Реальные случаи развертывания

Когда дело доходит до фактического развертывания VNF, существуют некоторые передовые методы и извлеченные уроки, которые могут помочь обеспечить успешное внедрение.

планирование мощности：РазвертываниеVNFДо,Очень важно осуществлять планирование движения. Это включает в себя определение необходимых вычислительных ресурсов, хранилища и интернет-ресурсов.,для удовлетворения ожидаемой нагрузки.

Резервирование и высокая доступность：Чтобы обеспечитьсетьиз Высокая доступность,Могут быть развернуты резервные экземпляры VNF. Этого можно достичь с помощью таких механизмов, как балансировка нагрузки, автоматическое переключение при сбое и т. д.

Оптимизация производительности：производительностьдаключ,Поэтому необходимо регулярно отслеживать и корректировать конфигурацию VNF.,чтобы обеспечить его правильную работу при высокой нагрузке.

безопасность：существоватьVNFиз Развертывание,убеждатьсясетьбезопасностьочень важно。Используйте соответствующиеизполитика безопасности、брандмауэрправилои Аутентификацияконтрольдаключ。

Обновление и обслуживание：Регулярные обновленияVNFзеркалоиприложение,Чтобы обеспечить его безопасность и производительность. в то же время,План технического обслуживания также должен быть частью развертывания.

Следуя этим передовым практикам, развертывание VNF может пройти более гладко и обеспечить успешную реализацию виртуализации сетевых функций.

6. Связь между распределенным NFV и SDN

6.1 Концепции и преимущества распределенного NFV

Виртуализация распределенных сетевых функций (Distributed NFV) — это метод реализации NFV в нескольких географических местоположениях или на периферийных устройствах. В традиционных централизованных развертываниях NFV VNF обычно работают в центрах обработки данных или облаках. Однако распределенная NFV использует другой подход: VNF развертывается ближе к пользователям или устройствам, чтобы обеспечить меньшую задержку и лучшую производительность.

периферийные вычисления：распределенныйNFVв целомипериферийные вычисления Используется совместно с。периферийные вычисления Воля Вычислительные ресурсыместосуществовать Близость к конечным пользователямиз Расположение,Чтобы уменьшить Задержка. Путем развертывания VNF на периферийных устройствах,Сетевой сервис может быстрее реагировать на запросы пользователей.

Распределение нагрузки：распределенныйNFVпозволятьсеть Служитьсуществоватьнесколько ребероборудованиеначальство分布,разделить нагрузку. Это улучшает масштабируемость и доступность.

Уменьшите зависимость от центра обработки данных：Традицияиз ЦентрализацияNFVМодель опирается на крупные центры обработки данных,Это может вызвать узкие места в производительности. Распределенный NFV смягчает эту зависимость.,Разрешение предоставления сетевых услуг более децентрализованно.

6.2 Связь и взаимодополняемость между NFV и SDN

программное Сеть определения программного обеспечения (SDN) и виртуализация сетевых функций (NFV) — это две прорывные сетевые технологии, которые имеют тесную взаимосвязь и взаимодополняемость между собой. SDN повышает совместимость и безопасность сети, отделяя плоскость управления сетью от плоскости данных. NFV фокусируется на переносе сетевых функций со специализированных аппаратных средств. обеспечение в развязке, позволяющее использовать программное обеспечение обеспечение способа бега.

Общая цель SDN и NFV — предоставить более масштабируемую и программируемую инфраструктуру. Все они стараются снизить стоимость развертывания и обслуживания, а также улучшить качество обслуживания.

SDN и NFV часто работают вместе для достижения лучшего управления сетью и предоставления функций. SDN можно использовать для программной настройки сети для оптимизации маршрутизации трафика между VNF.

Гибкость SDN может обеспечить поддержку при развертывании и перемещении VNF. При развертывании новых экземпляров VNF SDN может настроить сеть для обеспечения эффективного взаимодействия.

Комбинация SDN и NFV позволяет реализовать разделение сети на несколько виртуальных сетей, каждая из которых предоставляет услуги различным приложениям или пользователям.

6.3 SDN vs NFV

1. Архитектурные различия:
   • SDN: SDNКлючевая особенностьсетьконтрольплоскийиданныеплоский分离。этотпозволятьсеть Администраторы могут контролироватьсетьсконцентрироватьсяконтрольи управление,без необходимости оставаться одному Конфигурациякаждыйсетьоборудование。SDNДостигается через центральный контроллерсетьпотокизразумныймаршрутизацияи управление。этот种Архитектура Применимо кнуждаться Высокая концентрацияуправлятьизданные中心或园区сеть。
   • NFV: Основная цель NFV — виртуализация функционала, позволяющая им работать на стандартных серверах в качестве программного обеспечения. обеспечение формы работы. Таким образом, сетевые функции, такие как межсетевые экраны, балансировщики нагрузки и маршрутизаторы, можно будет легче развертывать и масштабировать без необходимости использования выделенного аппаратного обеспечения. обеспечениеоборудование。NFVВоляаппаратное обеспечениеипрограммное обеспечение развязки, благодаря чему сетевые функции могут быть более гибко адаптированы к различным потребностям. Эта архитектура очень полезна для WAN. (WAN) Это очень полезно в сценариях, где необходимо уменьшить количество физических устройств.
2. Сценарий развертывания:
   • SDN: SDN обычно используется в центрах обработки данных или кампусах.,Эти сети требуют высокой степени централизованного управления и контроля. SDN обеспечивает большую гибкость за счет разделения плоскостей управления и плоскостей данных.,подходит для этих сред.
   • NFV: NFV в основном используется в глобальных сетях. (WAN) и другие сценарии, в которых необходимо сократить количество физических устройств. Функциональность виртуализации снижает затраты и сложность развертывания глобальных сетей. NFV обеспечивает функциональность сети для программного обеспечения. обеспечение способ лучше адаптироваться к потребностям глобальной сети.
3. Управление и оркестровка:
   • SDN: Централизованная архитектура SDN позволяет всей сети Управление и оркестровкастать легче。через центральный контроллер,SDN обеспечивает единую точку контроля,делатьсеть Конфигурация、Управление и устранение неполадок стали проще.
   • NFV: Функция виртуализации требует более сложного управления и Инструмент оркестровки для обеспечения правильного развертывания и управления функциональностью виртуальной сети. НФВУправление и оркестровка Инструменты должны иметь возможность эффективно использоваться.и управлениевиртуальныйсеть Функция,Убедитесь, что они правильно интегрированы в сеть. Хотя это может быть сложнее,Но NFV обеспечивает большую гибкость и оперативность.,Чтобы адаптироваться к различным потребностям сети.

6.4 Практические примеры и области применения

Комбинация распределенного NFV и SDN применяется во многих областях, в том числе:

сеть 5G：сеть 5Gиз Развертывание зависит отраспределенныйNFVиSDN,Чтобы добиться более высоких скоростей передачи данных, уменьшите Задержка и улучшите Программируемость. Распределенная NFV позволяет развертывать VNF на периферийных устройствах 5G.,SDN можно использовать для управления в режиме реального времени.

периферийные вычисления：периферийные Вычисление — типичная область применения распределенных NFV и SDN. Развертывание VNF на периферийных устройствах позволяет ускорить обработку данных для периферийных приложений.

Корпоративная сеть：Корпоративная сетьтакже может извлечь выгоду изSDNиNFVизобъединить。SDNможно использовать для достижения лучшегоизсетьконтроль,NFV может реализовать сетевую функцию виртуализации,примернравитьсябрандмауэр、Балансировка нагрузки и т.д.

Интернет вещей (IoT)：IoT应用в целомнуждаться Низкий Задерживатьи Высокая доступность。SDNиNFVможет быть использован для созданияIoTиз高производительностьсеть。

7. Исследование производительности NFV

7.1 Производительность NFV

Прежде чем развертывать виртуализацию сетевых функций (NFV), крайне важно изучить ее производительность. Производительность сети является ключевым показателем успеха NFV, включая пропускную способность, задержку и масштабируемость.

Пропускная способность：Пропускная способность — возможность обработки данных в сети. В среде NFV Пропускная Способность является ключевым показателем производительности, поскольку она влияет на то, сколько потоков данных может обработать сеть. Пропускная способности сильно зависят от аппаратного Обеспечение инфраструктуры, оптимизация VNF и топологии сети. Исследования и испытания Возможности — это важный шаг к тому, чтобы NFVсеть могла удовлетворить потребности пользователей.

Задерживать：Задерживатьдаотданные包发送到接收所需извремя。существоватьв некоторых приложениях,Особенно приложения, требующие ответа в реальном времени.,Низкий уровень поддержки имеет решающее значение. В НФВ,На поддержку может влиять производительность VNF, время обработки пакетов и топология сети. Часть тестирования и измерения производительности часто включает в себя оценку,Чтобы обеспечить низкие эксплуатационные расходы в сети.

Масштабируемость：Масштабируемостьдаобратитесь ксетьможетсуществоватьнуждаться Расширьте масштаб,для удовлетворения растущего спроса. В среде NFV,Масштабируемость – один из ключевых факторов,Потому что потребности сети могут постоянно меняться. Исследована и протестирована Масштабируемость,Администраторы сети могут понять, когда им необходимо добавить ресурсы или перепланировать топологию сети.,для удовлетворения роста трафика.

7.2 Тестирование производительности и методы измерения

Для детальной оценки производительности NFV требуется серия тестов производительности и методов измерения. Вот некоторые часто используемые методы:

нагрузочный тест：нагрузочный Тест-тест предназначен для определения работоспособности системы в условиях высокой нагрузки. Обычно это предполагает введение большого объема потока данных в систему для наблюдения за ее состоянием. способностьи Задерживатьнравиться Как повлияло。нагрузочный Тестовый тест может помочь определить предельную мощность системы.

Контрольный показатель：Контрольный Показатель сравнивает производительность различных систем путем выполнения серии стандартных тестов. Эти тесты могут включать в себя различные показатели производительности, такие как загрузка ЦП, использование памяти, Пропускная способностьи Задерживать。Контрольный Показатель помогает определить, насколько производительность вашей системы соответствует отраслевым стандартам.

Анализ пакетов：Анализ Пакет измеряется путем анализа передачи и обработки пакетов данных. Обычно это требует использования специализированных инструментов сетевого анализа для захвата и анализа пути передачи пакета. Анали Пакет может выявить потенциальные источники Задержка в вашей системе.

Мониторинг производительности：Мониторинг Производительность — это метод постоянного мониторинга производительности системы. Он включает в себя мониторинг различных аспектов системы, таких как использование ЦП, использование памяти, использование пропускной способности сети и т. д. Мониторинг производительность можно использовать для обнаружения проблем с производительностью и принятия соответствующих мер.

7.3 Примеры платформ и технологий с открытым исходным кодом

Для тестирования производительности NFV доступно множество платформ и технологий с открытым исходным кодом.

DPDK (Комплект разработки плоскости данных)：DPDKда一种用于高производительностьданные包处理из Инструментарий с открытым исходным кодом。этопозволятьпользовательиспользоватьаппаратное Функция ускорения обеспечения для повышения эффективности обработки пакетов, тем самым улучшая производительность сетевой функции виртуализации.

https://www.dpdk.org/

OpenStack：OpenStackда Открытый исходный код云вычислить平台,предоставилNFVнеобходимая средаизвиртуализацияи управление Функция。этоподдерживатьVNFизразвертывать、монитори управление。

https://www.openstack.org/

VPP（Vector Packet Processing）：VPPда Открытый исходный кодизданныеплоский处理框架,Разработан для обеспечения высокопроизводительной обработки пакетов. Его можно использовать для создания приложений VNF и SDN.

8. Влияние NFV на отрасль

8.1 Влияние NFV на телекоммуникационную и сетевую отрасли

Виртуализация сетевых функций (NFV) оказала глубокое влияние на телекоммуникационную и сетевую отрасли.

расходыуменьшать：NFVпозволятьоператор связиисетьпоставлять商Воляаппаратное обеспечениеоборудованиевиртуализация,Это снижает потребность в физическом оборудовании. Это снижает капитальные затраты,При этом сократились расходы на эксплуатацию. Делясь ресурсами виртуализации,Компании могут более эффективно использовать свою инфраструктуру,Тем самым достигается более высокий экономический эффект.

Быстрое развертывание и инновации в обслуживании：NFVделатьоператор связиможет更快速地развертывать新Служитьисеть Функция。этобольше никогдануждаться长времяизаппаратное обеспечение процесса закупок и развертывания. Такое быстрое развертывание позволяет операторам лучше удовлетворять потребности рынка и предоставлять инновационные услуги, такие как 5G, периферийные вычисленияждать。

Адаптивность и масштабируемость：NFVдобавленсетьиз Адаптивность и масштабируемость。Компания может адаптироваться к потребностямвиртуализацияресурс,адаптироваться к меняющемуся трафику. Такой гибкий характер позволяет компании лучше реагировать на колебания спроса в сети.,Улучшено качество обслуживания.

Управление сетью и автоматизация：NFVпредставилавтоматизацияуправлять,Позволяет операторам более эффективно управлять своими услугами и услугами. Автоматизация может ускорить устранение неполадок, изменение конфигурации и распределение ресурсов. Это снижает управленческие расходы оператора.,Улучшенное удобство использования.

8.2 Роль поставщиков VNF и поставщиков оборудования

В экосистеме NFV есть два ключевых игрока: поставщики функций виртуальных сетей (VNF) и поставщики оборудования. Они играют ключевую роль в разработке и внедрении NFV.

поставщик ВНФ：поставщик ВНФда那些поставлятьвиртуализациясеть Функцияизкомпания。они развиваютипоставлятьVNF,Это могут быть различные функции, такие как безопасность, маршрутизация, балансировка нагрузки и т. д. Эти поставщики способствуют развитию NFV, предлагая инновационные VNF.,Помогите операторам удовлетворить потребности клиентов. В их роль входит работа с операторами,Настройте и разверните VNF.

Поставщик оборудования：Поставщик оборудование обычно те, кто предлагает сетевоеаппаратное обеспечение Компания по поставке оборудования, такого как маршрутизаторы, коммутаторы и межсетевые экраны. По мере роста NFV эти компании также предлагают поддержку виртуализации аппаратного обеспечения. обеспечение оборудования. Их роль заключается в обеспечении аппаратного обеспечения инфраструктуры NFV. программная поддержка, обеспечивающая хорошую работу VNF с точки зрения производительности и надежности.

8.3 Бизнес-модель NFV и возможности получения прибыли

NFV не только влияет на технологии в телекоммуникационной и сетевой отраслях, но также вносит изменения в бизнес-модели и возможности получения прибыли.

Модель подписки：Операторы могут использовать Модель подписка предоставляет VNF своим клиентам. Это означает, что клиенты платят только за те функции, которые им нужны, вместо того, чтобы покупать дорогое оборудование. обеспечение оборудования. Это обеспечивает операторам стабильный источник дохода.

поставщик облачных услуг：многопоставщик облачных услуг Уже доступноNFVСлужить,нравитьсявиртуальныймаршрутизация、брандмауэрибалансировка нагрузки。Они могут предоставитьNFVинфраструктураиVNFчтобы получить доход。

Рынок ВНФ：поставщик ВНФ可ксуществовать Рынок ВНФ продает функцию виртуальной сети. Это дает им дополнительные каналы продаж и возможности получения прибыли.

Консалтинговые и интеграционные услуги：咨询компанияи系统集成商可кпоставлять帮助企业实施NFVиз Служить。Они могут предоставлять стратегический консалтинг предприятиям、Такие услуги, как интеграция VNF и оптимизация сети.

9. Будущие тенденции и развитие

9.1 Будущие тенденции развития NFV

Виртуализация сетевых функций (NFV), как развивающаяся область технологий, будет продолжать привлекать широкое внимание и развиваться в ближайшие годы.

сеть 5G：сеть 5Gиз商业развертывать已经开始,Он будет способствовать развитию будущих коммуникационных технологий. NFV играет важную роль в 5G,Предоставьте операторам больше гибкости и инноваций. Объединив 5G и NFV,Операторы могут лучше поддерживать растущий трафик данных,Достигните более низкой задержки и лучшего пользовательского опыта.

периферийные вычисления：периферийные Вычисления — еще одна привлекательная область, имеющая естественную связь с NFV. периферийные вычисленияс участием Воля Вычислительные Ресурсы и приложения ближе к источникам данных и конечным пользователям для достижения низкого уровня затрат и более высокой эффективности. NFV будет реализован в периферийных Вычисление играет ключевую роль в поддержке распределенных приложений и сервисов путем запуска VNF в периферийных расположениях.

Облачные сетевые функции (CNF)：облачный роднойда Позитивныйсуществоватьростизконцепция,Особое внимание уделяется созданию приложений и сервисов в виде микросервисов.,чтобы лучше использовать облачную инфраструктуру. NFV постепенно интегрируется с Облачными сетевыми функциями (CNF).,Упростите управление и развертывание VNF. Ожидается, что CNF станет частью будущего.

Автоматизация и интеллект：автоматизацияи Искусственный интеллект (II) будет играть более важную роль в NFV. Автоматизация может помочь оптимизировать использование Интернет-ресурсов, повысить производительность и безопасность. AI можно использовать для обнаружения неисправностей сети, оптимизации. производительности и безопасности защиты.

9.2 Рост и будущие тенденции CNF

Облачные сетевые функции (CNF) — это следующий эволюционный шаг в виртуализации сетевых функций. В отличие от традиционных функций виртуальных сетей (VNF), CNF больше ориентированы на облачные принципы, такие как микросервисы, контейнеризация и автоматизация.

Контейнеризация：CNFВоляиспользоватьконтейнертехнология,Такие как Docker и Kubernetes,Обеспечьте функциональность сети более быстрым, масштабируемым и управляемым способом. Контейнеризация может улучшить скорость развертывания и использование ресурсов.

Микросервисная архитектура：CNFВоляиспользовать Микросервисная архитектура,Разделите функциональность сети на небольшие независимые модули. Это делает работу сети более гибкой.,Легче обслуживать и модернизировать.

автоматизация：CNFВоля Интегрируйте большеавтоматизация Функция,для ускорения развертывания и управления. автоматизация поможет выявить и решить проблему,Повысьте удобство использования и надежность сети.

открытые стандарты：CNFизразвивать Волязависит ототкрытые чтобы гарантировать совместимость стандартов CNF от разных поставщиков. открыть будет способствовать популяризации и принятию стандартов CNF.

9.3 Применение и потенциальное влияние NFV в новых областях технологий

NFV имеет широкий спектр применений и потенциального воздействия в новых областях технологий.

Интернет вещей (IoT)：вместе с Интернет вещейоборудованиеколичествоиз Увеличивать,NFV может обеспечить поддержку IoT-коммуникаций,для лучшего подключения и безопасности.

периферийные вычисления：NFVподдерживатьпериферийные вычислений, приближая приложения и сервисы к источникам данных. Это имеет решающее значение для включения приложений, не требующих особого обслуживания, и обеспечения лучшего взаимодействия с пользователем.

Виртуальная реальность (VR) и дополненная реальность (AR)：NFVможет предоставитьVRиARприложениеизподдерживать,для обработки больших объемов данных и обеспечения более высокой графической производительности.

Блокчейн：NFV可к用于构建安全ираспределенныйиз Блокчейнсеть,Для поддержки цифровых валют и смарт-контрактов.

Искусственный интеллект (ИИ)：AIМожно использовать для оптимизации.NFVсетьизпроизводительностьиавтоматизацияуправлять。NFVиAIизобъединить Воля推动разумный化сетьизразвивать。

10. Резюме

В этой статье представлено углубленное исследование всех аспектов виртуализации сетевых функций (NFV), включая ее основные концепции, историю, архитектуру, реализацию и развертывание VNF, отношения с SDN, исследования производительности, влияние на отрасль и будущие тенденции. Теперь давайте подведем итоги основных моментов и выводов из этой статьи.

Сначала мы представляем предысторию статьи в главе 1, обрисовываем основные принципы NFV и предоставляем информацию о структуре и обзоре содержания статьи. Далее, в главе 2, мы подробно объясняем определение виртуализации сетевых функций, сравниваем различия между традиционными сетями и NFV и обсуждаем основные принципы NFV.

В главе 3 рассматривается история и развитие NFV, основное внимание уделяется тому, как потребности телекоммуникационной и сетевой отраслей стимулируют развитие NFV, а также упоминаются организации по стандартизации и ключевые игроки, такие как ETSI NFV ISG.

В главе 4 мы объяснили основные компоненты архитектуры NFV, включая функции виртуальной сети (VNF), менеджеры функций виртуальной сети (VNFM) и инфраструктуру виртуализации сетевых функций (NFVI). Мы также подробно обсуждаем элементы архитектуры управления и оркестрации NFV (NFV-MANO).

В главе 5 рассказывается о внедрении и развертывании VNF, в том числе о том, как развертывать VNF на NFVI, управлении жизненным циклом VNF, а также приводятся реальные случаи развертывания и лучшие практики.

Глава 6 посвящена взаимосвязи между распределенными NFV и SDN, подчеркивая их взаимодополняемость и то, как они могут совместно продвигать сетевые инновации.

В главе 7 подробно рассматривается производительность NFV, включая пропускную способность, задержку и масштабируемость. Мы также обсуждаем методы тестирования и измерения производительности, приводим примеры платформ и технологий с открытым исходным кодом.

В главе 8 мы анализируем влияние NFV на телекоммуникационную и сетевую отрасли, включая роль поставщиков VNF и поставщиков оборудования, а также бизнес-модели и возможности получения прибыли от NFV.

Наконец, в главе 9 мы исследуем будущие тенденции NFV, такие как 5G, периферийные вычисления, облачные сетевые функции (CNF), а также их применения и потенциальное влияние в новых технологических областях.

В этой статье подчеркивается важность NFV как основной технологии сетевой революции. Развитие NFV изменило традиционную сетевую архитектуру и будет продолжать лидировать в развитии сетевой области. Благодаря виртуализации и автоматизации NFV делает сети более гибкими и простыми в управлении, а также предоставляет больше возможностей для инноваций. Таким образом, NFV — это не только техническая концепция, но и двигатель, который двигает вперед всю сетевую индустрию.

NFV добилась значительного прогресса, но нас еще ждет много возможностей и проблем. Благодаря постоянным исследованиям, инновациям и сотрудничеству мы можем лучше использовать технологию NFV, способствовать непрерывному развитию сетей и предоставлять пользователям лучшие возможности подключения и опыта.

Вот и все подробное обсуждение виртуализации сетевых функций (NFV). Мы надеемся, что эта статья предоставила вам более глубокое понимание основ NFV и пробудила у вас интерес к виртуализации сети и будущим разработкам сетей. Спасибо за чтение!

ЯсуществоватьженьшеньиНа третьем этапе специального тренировочного лагеря Tencent Technology Creation 2023 года будет проводиться конкурс сочинений. Соберите команду, чтобы выиграть приз!