NFV(Network Function Virtualization),即网络功能虚拟化,起源于运营商联盟。在传统网络中,专用的硬件对应着专用的服务。就好比我们在饭店吃饭,每桌都需要安排一个服务员。运营商需要操作、安装以及维护海量的站点设备,太多不同型号、不同厂商的防火墙、路由器、服务器等设备需要维护,这意味着所有的服务员都需要进行上岗培训,工作过程中也要进行管理,而且每一个都需要开工资,成本巨大。所以,总体来说,传统方式有很多缺点,成本高、不够灵活、供电需求大、维护难,等等。因此,运营商希望能够降低复杂度,NFV的概念就此提出。
NFV概念最早由欧洲电信标准化协会(ETSI)组织提出,2012年10月在德国SDN和OpenFlow世界大会上,ESTI首次发布了NFV白皮书,此后其他NFV组织逐渐形成,加快了NFV的产业进程和应用落地。NFV旨在采用虚拟化技术、基于X86等通用硬件实现业务功能节点的软件化。也就是说,这桌客人要点菜了,我们虚拟化一个服务员过去帮他点菜,那桌客人要买单我们虚拟化一个服务员去给他买单,当事情做完之后再取消虚拟的服务员。这样将虚拟化技术扩展到网络当中,以提供一种新的设计、部署和管理网络业务的方法,达到缩短业务部署上线时间、提升运维灵活性、提高资源利用率和促进新业务的创新等目的。
NFV示意图
NFV架构分为虚拟化网络功能(VNF)、网络功能虚拟化基础架构(NFVI)和NFV的管理和编排(MANO)。
(1)虚拟化网络功能(VNF)是虚拟网络功能单元,以软件模块形式部署在NFVI提供的虚拟资源上。VNF类似我们现在在线点菜软件,也就是各个网元功能的软件实现。
(2)NFV基础设施(NFVI)是用于构建部署VNF的环境的所有硬件和软件组件的总和。NFVI就好像服务员等饭店里的硬件设施,我们可以将它理解成一个资源池,NFVI要做的就是将资源池通过虚拟化转换为虚拟资源池。
(3)NFV管理和编排(MANO)是所有功能块的集合,用于整体的编排和控制管理。NFV MANO是饭店老板,相当于总控中心,负责“公平”地分配物理资源。
NFV可以在一系列行业标准服务器硬件上运行软件实现具体网络功能,并且可根据需要迁移到网络中任意位置,而不需要安装新设备。NFV为网络运营商及其客户提供的一些优势主要包括:(1)通过降低设备成本和降低功耗,减少运营商资本支出和运营费用:NFV通过减少购买专用硬件的需求,并支持按需付费的模式,能够降低资本支出;(2)加快产品上市时间:通过NFV能够缩短部署新网络服务的时间,以支持不断变化的业务需求,抓住新的市场机遇并提高新服务的投资回报;(3)避免厂商锁定,扩大供应商数量,开展与IT领域供应商合作:网络中存在大量不同厂商、不同功能的设备,通过NFV实现软件化之后,原有厂商专有硬件的优势荡然无存,IT领域的供应商也可以加入阵营,打破行业壁垒;(4)以较低的风险试用部署新的创新服务:NFV降低了推出新服务所带来的风险,使供应商能够轻松地试用和发展服务,以确保能够满足客户的需求;(5)NFV还具备灵活性,可以快速扩展或缩小服务以满足不断变化的需求,并能够在任何行业标准服务器硬件上通过软件提供服务来支持创新。