NFV,全稱是 Network Function Virtualization,網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化。
這個(gè)詞其實(shí)可以拆開來理解:網(wǎng)絡(luò)功能,是指移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能。而虛擬化呢,是一個(gè)云計(jì)算技術(shù)。確切來說,是云計(jì)算的核心關(guān)鍵技術(shù)。
大家天天嚷嚷云計(jì)算,云計(jì)算的本質(zhì)是什么?
所謂云計(jì)算,就是將計(jì)算資源從本地遷移到云端,實(shí)現(xiàn)“云化”。
計(jì)算資源,主要是指服務(wù)器。它擁有CPU、內(nèi)存、硬盤和網(wǎng)卡,通過安裝操作系統(tǒng)和軟件,能夠提供各種計(jì)算機(jī)服務(wù)。
但是,如果只是簡單地將服務(wù)器硬件搬到云端機(jī)房,那不是真正的云計(jì)算,充其量只能叫做主機(jī)托管。這種方式,在調(diào)配資源時(shí),缺乏足夠的靈活性和效率。機(jī)器的硬件配置無法靈活變動(dòng),操作系統(tǒng)安裝也很慢很費(fèi)力,還不能隨便改。
所以,云計(jì)算就引入了虛擬化技術(shù)。
虛擬化技術(shù),就是物理服務(wù)器的基礎(chǔ)上,通過部署虛擬化軟件平臺(tái),把計(jì)算資源(類似CPU、內(nèi)存等)、存儲(chǔ)資源(類似硬盤)、網(wǎng)絡(luò)資源(類似網(wǎng)卡)等資源進(jìn)行統(tǒng)一管理,按需分配。
在虛擬化平臺(tái)的管理下,若干臺(tái)物理服務(wù)器就變成了一個(gè)大的資源池。在資源池之上,可以劃分出若干個(gè)虛擬服務(wù)器(虛擬機(jī)),安裝操作系統(tǒng)和軟件服務(wù),實(shí)現(xiàn)各自功能。
我們的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),尤其是核心網(wǎng),是由很多網(wǎng)元設(shè)備組成的。這些網(wǎng)元本身就是一臺(tái)定制化服務(wù)器。網(wǎng)元上面運(yùn)行的軟件服務(wù),確保功能得以實(shí)現(xiàn)。
以前,這些網(wǎng)元都是各個(gè)廠家自行設(shè)計(jì)制造的專用設(shè)備?,F(xiàn)在,隨著x86通用服務(wù)器硬件能力的不斷增強(qiáng),通信行業(yè)開始學(xué)習(xí)IT行業(yè),引入云計(jì)算技術(shù),使用x86通用服務(wù)器替換廠商專用服務(wù)器,將核心網(wǎng)“云化”。
核心網(wǎng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)也借鑒IT的微服務(wù)理念,變成了SBA架構(gòu)(Service Based Architecture,即基于服務(wù)的架構(gòu))。簡單來說,就是將“一個(gè)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能”,變成“多個(gè)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)各自功能”。N個(gè)虛擬機(jī),N個(gè)功能,各自為戰(zhàn),相互隔離。
采用 NFV 技術(shù),將通信設(shè)備網(wǎng)元云化,可以實(shí)現(xiàn)軟件和硬件的徹底解耦。運(yùn)營商不再需要購買廠商們制造的專用硬件設(shè)備,大幅降低了硬件資金投入。
NFV還具備自動(dòng)部署、彈性伸縮、故障隔離和自愈等優(yōu)點(diǎn),可以大幅提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維效率、降低風(fēng)險(xiǎn)和能耗。
因此,運(yùn)營商對NFV技術(shù)需求強(qiáng)烈。除了核心網(wǎng)之外,運(yùn)營商也在推動(dòng)NFV在接入網(wǎng)的落地,也就是讓基站也擁抱虛擬化.
什么是SDN
SDN,Software Defined Networking,軟件定義網(wǎng)絡(luò)?;蛘咭部梢岳斫鉃椋浖x的網(wǎng)絡(luò)、軟件控制的網(wǎng)絡(luò)、可編程的網(wǎng)絡(luò)。
SDN的設(shè)計(jì)思路其實(shí)和NFV一樣,都是通過解耦來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈活性的提升。NFV是軟硬件解耦,而SDN是控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面解耦。
承載網(wǎng)的核心功能就是傳輸數(shù)據(jù)。傳輸?shù)倪^程,就是不斷路由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文的過程??刂坪娃D(zhuǎn)發(fā),前者是命令,后者是干活。
傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中,各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)(例如路由器、交換機(jī))都是獨(dú)立工作的,內(nèi)部管理命令和接口也是廠商私有的,不對外開放。
而SDN網(wǎng)絡(luò),就是在網(wǎng)絡(luò)之上建立了一個(gè)SDN控制器節(jié)點(diǎn),統(tǒng)一管理和控制下層設(shè)備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。所有的下級節(jié)點(diǎn),管理功能被剝離(交給了SDN控制器),只剩下轉(zhuǎn)發(fā)功能。
SDN控制下的網(wǎng)絡(luò),變得更加簡單。對于上層應(yīng)用來說,即使網(wǎng)絡(luò)再復(fù)雜,也是不可見的。管理者只需要像配置軟件程序一樣,進(jìn)行簡單部署,就可以讓網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)新的路由轉(zhuǎn)發(fā)策略。如果是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都需要單獨(dú)配置。
SDN的工作過程,是基于Flow(流)的。SDN控制器和下級節(jié)點(diǎn)之間的接口協(xié)議,就是OpenFlow。支持OpenFlow的設(shè)備,才能被SDN控制器管理。SDN控制的方式,就是下發(fā)FlowTable(流表)。
采用SDN之后,整個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可擴(kuò)展性大大增加。同時(shí),SDN簡化網(wǎng)絡(luò)配置、節(jié)約運(yùn)維成本的特點(diǎn),也深受運(yùn)營商的歡迎。
除了移動(dòng)通信之外,很多廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、專線業(yè)務(wù)都在擁抱SDN。例如現(xiàn)在炒得火熱的SD-WAN,就是SDN引入廣域網(wǎng),取代昂貴的專線。
總之,SDN是今后數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要方向。
▲5G網(wǎng)絡(luò)切片
網(wǎng)絡(luò)切片是5G的核心能力和關(guān)鍵特征。
之前吵得熱火朝天的SA和NSA組網(wǎng)。NSA,是不支持網(wǎng)絡(luò)切片的。只有SA,才支持網(wǎng)絡(luò)切片。SA才是正宗的5G,NSA只能算是“半5G”或者“5G-”。
現(xiàn)在各大運(yùn)營商都在拼命搞5G NFV核心網(wǎng)(參考前幾天中國移動(dòng)的NFV招標(biāo)結(jié)果公布),也是服務(wù)于5G SA組網(wǎng),為網(wǎng)絡(luò)切片做裝備。
與此同時(shí),運(yùn)營商的承載網(wǎng)改造也在如火如荼地進(jìn)行之中。三大運(yùn)營商主推的5G承載網(wǎng)方案,都有一個(gè)核心要素,那就是全面引入SDN。
總而言之,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用SA組網(wǎng),承載網(wǎng)采用SDN,核心網(wǎng)采用NFV,是5G成為“真·5G”的先決條件。
雖然NFV和SDN沒有歸屬關(guān)系和依賴關(guān)系,但互補(bǔ)關(guān)系和合作關(guān)系還是有的。
例如,NFV數(shù)據(jù)中心采用SDN之后,可以有效改善NFV網(wǎng)絡(luò)的性能。此外,SDN雖然是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用,這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備其實(shí)也可以像服務(wù)器一樣引入虛擬化。換句話說,虛擬化也不局限于計(jì)算機(jī)。
NFV引領(lǐng)著未來的計(jì)算,SDN代表著未來的網(wǎng)絡(luò)。兩者攜手,將開創(chuàng)一個(gè)前所未有的ICT新時(shí)代。