1.NFV相關基本概念

NFV（網(wǎng)絡功能虛擬化）
SDN（軟件定義網(wǎng)絡）
NFV即網(wǎng)絡功能虛擬化（Network Functions Virtualization），將許多類型的網(wǎng)絡設備（如servers，switches和storage等）構(gòu)建為一個Data Center Network，通過借用IT的虛擬化技術(shù)虛擬化形成VM（虛擬機，Virtual Machine），然后將傳統(tǒng)的CT業(yè)務部署到VM上。
在NFV出現(xiàn)之前設備的專業(yè)化很突出，具體設備都有其專門的功能實現(xiàn)，而之后設備的控制平面與具體設備進行分離，不同設備的控制平面基于虛擬機，虛擬機基于云操作系統(tǒng)，這樣當企業(yè)需要部署新業(yè)務時只需要在開放的虛擬機平臺上創(chuàng)建相應的虛機，然后在虛擬機上安裝相應功能的軟件包即可。這種方式我們就叫做網(wǎng)絡功能虛擬化。

一個NFV的標準架構(gòu)包括NFV infrastructure(NFVI)，MANO(Management and Orchestration)和VNFs，三者是標準架構(gòu)中頂級的概念實體。

在NFV架構(gòu)中，底層為具體物理設備，如服務器，存儲設備，網(wǎng)絡設備。

計算虛擬化即虛擬機，在一臺服務器上創(chuàng)建多個虛擬系統(tǒng)。

存儲虛擬化，即多個存儲設備虛擬化為一臺邏輯上的存儲設備。

網(wǎng)絡虛擬化，即網(wǎng)絡設備的控制平面與底層硬件分離，將設備的控制平面安裝在服務器虛擬機上。

在虛擬化的設備層面上可以安裝各種服務軟件。

NFVI（NFV Infrastructure）包含了虛擬化層（hypervisor或者容器管理系統(tǒng)，如Docker，以及vSwitch）以及物理資源，如COTS服務器、交換機、存儲設備等。NFVI是一種通用的虛擬化層，所有虛擬資源應該是在一個統(tǒng)一共享的資源池中，不應該受制或者特殊對待某些運行其上的VNF。
NFV、VNF 三個同樣的字母調(diào)換了順序，含義截然不同。NFV是一種虛擬化技術(shù)或概念，解決了將網(wǎng)絡功能部署在通用硬件上的問題；而VNF指的是具體的虛擬網(wǎng)絡功能，提供某種網(wǎng)絡服務，是軟件，利用NFVI提供的基礎設施部署在虛擬機、容器或者bare-metal物理機中。相對于VNF，傳統(tǒng)的基于硬件的網(wǎng)元可以稱為PNF。VNF和PNF能夠單獨或者混合組網(wǎng)，形成所謂的service chain，提供特定場景下所需的E2E網(wǎng)絡服務。
MANO（Management and Orchestration）提供了NFV的整體管理和編排，向上接入OSS/BSS，由NFVO（NFV Orchestrator）、VNFM（VNF Manager）以及VIM（Virtualised infrastructure manager）虛擬化基礎設施管理器三者共同組成。Orchestration，本意是管弦樂團，在NFV架構(gòu)中，凡是帶’O’的組件都有一定的編排作用，各個VNF、PNF、及其它各類資源只有合理編排下，在正確的時間做正確的事情，整個系統(tǒng)才能發(fā)揮應有的作用。
VIM：NFVI被VIM管理，VIM控制著VNF的虛擬資源分配，如虛擬計算，虛擬存儲和虛擬網(wǎng)絡。Openstack和VMWare都可以作為VIM，前者是開源的，后者是商業(yè)的。
VNFM： 管理VNF的生命周期，如上線、下線，進行狀態(tài)監(jiān)控、image onboard。VNFM基于VNFD（VNF描述）來管理VNF。
NFVO： 用以管理NS（Network Service，網(wǎng)絡業(yè)務）生命周期，并協(xié)調(diào)NS生命周期的管理、協(xié)調(diào)VNF生命周期的管理（需要得到VNF管理器VNFM的支持）、協(xié)調(diào)NFVI各類資源的管理（需要得到虛擬化基礎設施管理器VIM的支持），以此確保所需各類資源與連接的優(yōu)化配置。onboard新的網(wǎng)絡業(yè)務，VNF轉(zhuǎn)發(fā)表，VNF package。 NFVO基于NSD（網(wǎng)絡服務描述）運行，NSD中包含Service chain，NFV以及perfomance goal等。
NFV未來的演進可能包含初級和高級兩個階段：
在初級階段，NFV將作為實施傳統(tǒng)業(yè)務的新方法，主要完成將傳統(tǒng)基于專用硬件的軟件執(zhí)行環(huán)境一對一地轉(zhuǎn)化為基于通用硬件的VM上的專用虛擬化環(huán)境。
在高級階段，NFV將作為實施新業(yè)務的新方法，包括將VNF分解為微業(yè)務乃至單功能VNF后再重新組合、采用容器技術(shù)將單個VM切片成更小容器、應用可軟件編程的數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)管理系統(tǒng)集成和自動化管理等過程。

NFV開放接口：

NFVI：提供VNF的運行環(huán)境，包括所需的硬件及軟件。硬件包括計算、網(wǎng)絡、存儲資源；軟件主要包括Hypervisor、網(wǎng)絡控制器、存儲管理器等工具，NFVI將物理資源虛擬化為虛擬資源，供VNF使用。

VNF：包括VNF和EMS，VNF網(wǎng)絡功能，EMS為單元管理系統(tǒng)，對VNF的功能進行配置和管理。一般情況下，EMS和VNF是一一對應的。

VIM：NFVI管理模塊，通常運行于對應的基礎設施站點中，主要功能包括：資源的發(fā)現(xiàn)、虛擬資源的管理分配、故障處理等，為VNF運行提供資源支持。
VNFM：VNF管理模塊，主要對VNF的生命周期（實例化、配置、關閉等）進行控制，一般情況下與VNF一一對應。
NFVO：NS生命周期的管理模塊，同時負責協(xié)調(diào)NS、組成NS的VNFs以及承載各VNF的虛擬資源的控制和管理。
OSS/BSS：服務提供商的管理功能，不屬于NFV框架內(nèi)的功能組件，但NFVO需要提供對OSS/BSS的接口。

SDN和NFV的關系

1. NFV不依賴與SDN，但是SDN中控制和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的分離可以改善NFV網(wǎng)絡性能。
2. SDN也可以通過使用通用硬件作為SDN的控制器和服務交換機以虛擬化形式實現(xiàn)。
3. 結(jié)論：以移動網(wǎng)絡，NFV是網(wǎng)絡演進的主要架構(gòu)。在一些特定場景，將引入SDN。
SDN與NFV對比：

類型	SDN	NFV
主要主張	轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離，控制面集中，網(wǎng)絡可編程化	將網(wǎng)絡功能從原來專用的設備移到通用設備上。
	校園網(wǎng)，數(shù)據(jù)中心、云。	運營商網(wǎng)絡
	商用服務器和交換機	專用服務器和交換機
	云資源調(diào)度和網(wǎng)絡	路由器、防火墻、網(wǎng)關、CND、廣域網(wǎng)加速器、SLA保證等
通用協(xié)議	OpenFlow	尚沒有
	ONF（Open Networking Forun）組織	ETSI NFV工作組

• NFV是具體設備的虛擬化，將設備控制平面運行在服務器上，這樣設備是開放的兼容的。
• SDN是一種全新的網(wǎng)絡架構(gòu)，SDN的思想是取消設備控制平面，由控制器統(tǒng)一計算，下發(fā)流表，SDN是全新的網(wǎng)絡架構(gòu)。
• NFV和SDN是高度互補關系，但并不互相依賴。網(wǎng)絡功能可以在沒有SDN的情況下進行虛擬化和部署，然而這兩個理念和方案結(jié)合可以產(chǎn)生潛在的、更大的價值。
• 網(wǎng)絡功能虛擬化（NFV）的目標是可以不用SDN機制，僅通過當前的數(shù)據(jù)中心技術(shù)去實現(xiàn)。但從方法上有賴于SDN提議的控制和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面的分離，可以增強性能、簡化與已存在設備的兼容性、基礎操作和維護流程。
• NFV可以通過提供給SDN軟件運行的基礎設施的方式來支持SDN。而且，NFV和SDN在都利用用基礎的服務器、交換機去達成目標，這一點上是很接近的。
  V（Virtualization）是虛擬化。NFV字面上理解就是網(wǎng)絡功能虛擬化。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)絡又是軟件的，那NFV和SDN有什么區(qū)別聯(lián)系？

NFV和SDN再次理解

1.

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，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。

2.

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（硬件設備更新?lián)Q代之后，原有設備作廢），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。
• 標準服務器的發(fā)展：標準x86服務器的性能不斷提升，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)。

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。

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用，更快的響應，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)絡連接服務。NFVI需要提供NaaS的動態(tài)網(wǎng)絡連接能力，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）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 of Presence）。在一個NFV架構(gòu)中，NFVI-PoPs不局限于一個位置。例如，Service Provider2可以在Service Provider1提供的NFVI之上運行自己的VNF（SP1和SP2之間進行相應的協(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)絡服務在NFV network中的映射；將VNF部署在合適的位置以實現(xiàn)期望的網(wǎng)絡服務；為VNF分配和擴展硬件資源；檢查VNF狀態(tài)，并恢復VNF的錯誤。其實在傳統(tǒng)網(wǎng)絡架構(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)Network Service。
• ***OSS/BSS（Operation Support Systems and Business 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VNF deployment template，VNF-FG，service-related information和NFVI數(shù)據(jù)模型。

再來看看各個組成部分的連接關系。

• ***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。
• ***Virtualized Infrastructure Manager – VNF Manager (Vi-Vnfm) ：由于VNF Manager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) ：NFV MANO不是簡單的分層的關系，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 – Virtualised Infrastructure 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 – NFV Management and Orchestration (Os-Ma) ： OSS/BSS的接入點。
• ***VNF/EM – VNF Manager (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Network Service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)應用到傳統(tǒng)網(wǎng)絡，是對傳統(tǒng)網(wǎng)絡的革新。它的應用主要是電信領域。ETSI NFV ISG與2014年9月成立了OPNFV（Open Platform of Network 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基本概念_nf缩写是什么意思的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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