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NFV全稱是Network Function Virtualization。這又是一個與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的故事。先來看看NFV的前世今生吧。在NFV之前，NF（NetworkFunction）是一直存在的，網(wǎng)絡(luò)中，NF可以看成一個個獨立的網(wǎng)元，實現(xiàn)著各自的功能。NF以固定的方式連接起來，統(tǒng)一提供的網(wǎng)絡(luò)功能和服務(wù)。隨便在網(wǎng)上找了張圖，大概示意一下。

V（Virtualization）是虛擬化。NFV字面上理解就是網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化。凡是提到虛擬化，讓人想到的是用軟件的方式實現(xiàn)傳統(tǒng)的功能。又是網(wǎng)絡(luò)又是軟件的，那NFV和SDN有什么區(qū)別聯(lián)系？

首先，NFV和SDN彼此之間沒有必然聯(lián)系。NFV即使脫離SDN，也能實現(xiàn)，在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，將PNF（Physical Network Function）替換成虛擬化的NF，再輔以傳統(tǒng)的NF連接方式，也能實現(xiàn)NFV。而SDN更是可以脫離NFV實現(xiàn)。

但是，另一方面，NFV和SDN如果相互結(jié)合，又可以是互補的存在。借助SDN，不僅傳統(tǒng)的NF連接方式都能支持，SDN還能提供更高效的NFV實現(xiàn)方式。畢竟SDN提供的管理層和轉(zhuǎn)發(fā)層的分離，使得網(wǎng)絡(luò)變得極其靈活。反過來，NFV也能夠提供SDN的運行環(huán)境，幫助SDN的實現(xiàn)。舉個例子，某公有云基于SDN提供了IaaS服務(wù)，某客戶希望在該公有云上搭建自己的Web Server，這個時候，客戶可以借助第三方的鏡像來部署Firewall和Load Balancer實例。在這個場景下，第三方提供的鏡像作為NFV的一部分，完善了SDN的功能。SDN和NFV的關(guān)系可以描述為下圖，圖中提到開放是為了技術(shù)更好的發(fā)展，與技術(shù)本身無關(guān)。

既然NF在之前就已經(jīng)存在，那為什么要提出NFV？那肯定是原有的NF架構(gòu)有這樣那樣的問題，這里就不展開了。簡單說就是傳統(tǒng)的NF架構(gòu)成本高，運維困難，機會成本大（硬件設(shè)備更新?lián)Q代之后，原有設(shè)備作廢），為了更好的收益，才提出的NFV。除了內(nèi)因，外界的技術(shù)發(fā)展也促使NFV的發(fā)展，這包括了：

• 云計算（Cloud computing）的發(fā)展：云計算為NFV的虛擬化提供了支持。通常NFV中的單元是一個個虛機，而云計算能提供靈活的虛擬管理。尤其是云計算帶出的標準API如OpenFlow，OpenStack，OpenNaaS，和OGF的NSI，為NFV和云計算的結(jié)合提供了幫助，進而推動了NFV的發(fā)展。
• 標準服務(wù)器的發(fā)展：標準x86服務(wù)器的性能不斷提升，成本不斷降低，使得基于軟件實現(xiàn)NF的成本大大優(yōu)于基于專有設(shè)備實現(xiàn)NF。

當然NFV本身也存在一些挑戰(zhàn)：

• 不同廠商之間的兼容問題，傳統(tǒng)的NF本身各個廠商都是私有接口了，而NFV如果能統(tǒng)一接口，將使得應(yīng)用變得更加廣闊。
• 性能的下降：
  軟件實現(xiàn)的東西通常都比專有設(shè)備實現(xiàn)的功能性能要差。因此，在一些對性能特別敏感的地方，仍然需要使用專有設(shè)備。
• 傳統(tǒng)NF的遷移和共存問題。
• 統(tǒng)一的管理和編排（Management and Orchestration）
• 安全性和彈性等等。

總之，NFV于內(nèi)于外都有其催生的因素，而其本身又具有一些挑戰(zhàn)，這個時候就需要某個組織跳出來制定一個統(tǒng)一的標準，于是我們有了ETSI（European Telecommunications Standards Institute）提出的NFV參考架構(gòu)。

High-Level NFV Framework

從大的顆粒看，NFV的架構(gòu)可以分為三個部分，如下圖所示：

VNF（Virtualized Network Function）

VNF運行在NFVI之上。從概念上，VNF是NF的虛擬化實現(xiàn)，V是Virtualized的意思。除了這點之外，還可以從三個角度來理解VNF：

• 從虛擬化的角度來說，VNF可以是一個VM（VirtualMachine），當然容器作為新生力量，它也可能存在，這里就不多說了。
• 從設(shè)備提供商（vendor）的角度來說，VNF是一個或者多個內(nèi)部相連的VM和描述它們的模板。
• 從操作人員（operator）的角度來說，VNF是一個vendor提供的軟件包。

前面提到了NF連接起來統(tǒng)一提供Network Service，描述NF連接關(guān)系的模板稱為NF-FG （Forwarding Graph）這個就是之前介紹過的SFC。在NFV框架下，又稱之為VNF-FG。VNF-FG提供VNF之間的邏輯連接，對應(yīng)于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的用線纜連接NF。在一個黑盒子里，VNF-FG和VNF與NF-FG和NF提供的接口和服務(wù)是一樣的。下圖顯示了在兩個物理網(wǎng)元（PNF）之間通過VNF-FG建立的E2E（End to End）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

VNF的解構(gòu)和聚合

VNF解構(gòu)：將一個highlevel的VNF拆分成一些low level的VNF，這樣能夠提供更靈活的應(yīng)用，更快的響應(yīng)，并支持更大的規(guī)模。
VNF聚合：將一些lowlevel的VNF組合成一個整體的high level的VNF。這樣能減少管理的難度，并適當降低VNF-FG的復(fù)雜性。
由于通過虛擬化和軟件實現(xiàn)了NF，VNF的組合連接方式可以非常靈活，具體要取決于VNF provider的實現(xiàn)和Network Service Provider的描述。

NFVI（NFV Infrastructure）

NFVI包含各種物理資源和虛擬化技術(shù)。NFVI支持VNF的運行。前面說過，從虛擬化的角度來看，VNF可以是VM。NFVI支持VNF的運行，其一部分工作就是提供VNF所需的VM。既然這樣，那NFVI和Cloud有什么區(qū)別聯(lián)系？

首先，Cloud和NFV都依賴物理的計算網(wǎng)絡(luò)存儲資源，它們都把這些資源作為一個資源池來使用。

其次，Cloud的服務(wù)提供形式通常有IaaS，PaaS，SaaS。而NFVI需要提供IaaS的運行時環(huán)境，這樣才具備提供VM的能力。

第三，在Cloud提供的形式中，還有一個NaaS（Network as a
Service），它提供了一個動態(tài)的，按需的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。NFVI需要提供NaaS的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接能力，以管理VNF之間的連接。因此Cloud中的IaaS和NaaS可以看成是NFVI所需要提供部分服務(wù)內(nèi)容。

NFVI可以理解成一個定制化的Cloud，將物理資源（計算存儲網(wǎng)絡(luò)）抽象和虛擬化，以提供上層運行的VNF使用。NFVI的物理資源在NFVI-PoPs（NFVI Point ofPresence）。在一個NFV架構(gòu)中，NFVI-PoPs不局限于一個位置。例如，ServiceProvider2可以在ServiceProvider1提供的NFVI之上運行自己的VNF（SP1和SP2之間進行相應(yīng)的協(xié)商），如下圖所示：

NFV MANO（Management and Orchestration）

將NF從硬件資源抽象解耦成軟件實現(xiàn)的VNF，必然會帶來管理上的挑戰(zhàn)。這包擴了，邏輯上E2E的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在NFVnetwork中的映射；將VNF部署在合適的位置以實現(xiàn)期望的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；為VNF分配和擴展硬件資源；檢查VNF狀態(tài)，并恢復(fù)VNF的錯誤。其實在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，這些都是operator管理PNF的工作，現(xiàn)在可以通過軟件來實現(xiàn)，也可以說是增加了通用性，降低了維護成本。NFV MANO管理前面描述的VNF和NFVI的系統(tǒng)，這包括：

• NFVI中支持虛擬化的硬件和軟件
• VNF的編排和聲明周期管理

NFV MANO由幾個部分組成，每個部分完成特定的功能。另一方面，NFV MANO必須與現(xiàn)有的管理系統(tǒng)，例如OSS/BSS，硬件資源管理系統(tǒng)，和作為VIM的CMS等工作在一起，以幫助它們管理虛擬化的資源。這塊在下個部分再說明。

NFV Reference Architectural Framework

在前面的基礎(chǔ)上，再進一步詳細描述ETSI給出的NFV架構(gòu)。

先看組成部分：

• ***VNF：前面已經(jīng)描述過了，這里就不再敘述。
• ***EM（Element Management）：對一個多著多個VNF進行管理。注意NFVI只是提供VNF的運行環(huán)境，對VNF的管理還需要EM參與。
• ***VNF Manager(s)：作為NFV MANO的一部分，負責VNF的生命周期管理。VNF Manager可以存在多個。
• ***NFVI：前面已經(jīng)描述過。
• ***VIM（Virtualized Infrastructure Manager）: 作為NFV MANO的一部分，管理支持虛擬化的硬件軟件資源。包括權(quán)限管理，增加/回收VNF的資源，分析NFVI的故障，收集NFVI的信息等。VIM可以存在多個。
• ***NFV Orchestrator： 作為NFV MANO的一部分，管理和編排NFVI和軟件資源，在NFVI上實現(xiàn)NetworkService。
• ***OSS/BSS（Operation Support Systems andBusiness Support Systems）: Operator原有的管理系統(tǒng)。
• ***Service，VNF and Infrastructure Description：為NFV MANO提供數(shù)據(jù)存儲管理的功能，數(shù)據(jù)包括VNFdeployment template，VNF-FG，service-relatedinformation和NFVI數(shù)據(jù)模型。

再來看看各個組成部分的連接關(guān)系。

• ***Virtualization Layer – Hardware Resources (Vi-Ha)： 連接 virtualization 層和硬件資源。為VNF創(chuàng)造一個不依賴于硬件資源的運行環(huán)境。
• ***VNF – NFV Infrastructure (Vn-Nf) ： 指的是由NFVI提供的供VNF運行的環(huán)境。
• ***NFV Orchestrator – VNF Manager (Or-Vnfm) ：將配置信息發(fā)給VNF manager，進一步由VNF manager控制VNF，使得VNF在VNF-FG中工作。同時收集VNF的信息，以供Network Service聲明周期管理。
• ***VirtualizedInfrastructure Manager – VNF Manager (Vi-Vnfm) ：由于VNFManager肩負著VNF的聲明周期管理，這個連接是VNF Manager控制VNF資源的接口。同時也收集虛擬化資源配置和狀態(tài)信息，供VNF使用。
• ***NFV Orchestrator -Virtualised Infrastructure Manager (Or-Vi) ：NFVMANO不是簡單的分層的關(guān)系，Orchestrator可以直接連接到VIM。這個連接也是資源的分配和保留，收集虛擬化資源的配置和狀態(tài)信息。
• ***NFVI – VirtualisedInfrastructure Manager (Nf-Vi) ：具體的虛擬資源分配，同時收集NFVI的虛擬化資源的配置和狀態(tài)信息。
• ***OSS/BSS – NFVManagement and Orchestration (Os-Ma) ： OSS/BSS的接入點。
• ***VNF/EM – VNFManager (Ve-Vnfm) ： VNF Manager 管理VNF的接口，包括了VNF的生命周期管理，配置管理，收集VNF的狀態(tài)信息，以供NetworkService生命周期管理使用。

最后

最后再來看什么是NFV？NFV是一個技術(shù)方向，是將虛擬化技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，是對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的革新。它的應(yīng)用主要是電信領(lǐng)域。ETSI NFV ISG與2014年9月成立了OPNFV（Open Platform ofNetwork Function Visualization）開源社區(qū)。OPNFV是一個Linux基金會托管項目，提供了一個集成的開源參考平臺。OPNFV的出現(xiàn)為NFV產(chǎn)業(yè)提供了一個公共的平臺，聚集了NFV領(lǐng)域的主要參與方，包括運營商，CT廠商，IT廠商等，基于OpenStack、OpenDaylight、ONOS、KVM 等開源組件進行集成。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的NFV介绍_NFV技术的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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