NFV网络功能虚拟化基本原理及应用
NFV网络功能虚拟化基本原理及应用情况
中间件 操作系统
虚拟机
ATCA
化软件生成虚拟计算机,供上层应用使用
Hypervisor/虚拟机监控器
关键变化 1 :新增虚拟化层,即通过虚拟 关键变化 2 :传统设备中单个网元独享专
用硬件变化为各网元共享通用x86服务器
COTS
6
网络虚拟化后的网络结构图
NFV改变现有通信网络设备软硬件一体化部署模式,使设置在一个数据中心机房
虚拟计算 虚拟存储 Virtual 虚拟网络 Network
Nf-Vi
Manager(s)
Or-Vi
Vi-Vnfm
虚拟资源层
硬件资源层
虚拟化层( VMWare, KVM, Xen) Virtualisation Layer
Vl-Ha
Computing Hardware
计算
硬件资源 Storage Hardware 存储
VIM
NFVI
存储节点 网络节点 计算节点
存储节点 网络节点 计算节点
传统架构 四大基本特征 分区
同一物理机上 多个虚拟机相 互隔离
虚拟化架构
隔离
在单一物理 机上同时运行多 个虚拟机
整个虚拟机执行 环境封装在独立 文件中
封装
虚拟机无需 修改可运行 在任何物理 机上 10
独立
1、虚拟化技术(2/3)
虚拟机(Virtual Machine)指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔 离环境中的完整计算机系统。按实现方式分类,可以分为全虚拟化、半虚拟化、硬件辅助虚拟化
EMS 1
OMC EMS 2 VNF VNF 2 (MME)
虚拟计算 虚拟存储 Virtual 虚拟网络 Storage
网络虚拟化与网络功能虚拟化(NFV)技术在网络架构中的应用(九)
网络虚拟化与网络功能虚拟化(NFV)技术在网络架构中的应用近年来,随着云计算和大数据的快速发展,网络架构迎来了重要的变革。
网络虚拟化和网络功能虚拟化(NFV)技术作为这一变革的核心,已经逐渐成为网络架构中的重要组成部分。
本文将探讨网络虚拟化与NFV技术的定义、发展历程以及在网络架构中的应用。
1. 概述随着互联网的普及,网络流量急剧增长,传统的网络架构已经无法满足高性能和高灵活性的需求。
因此,网络虚拟化和NFV技术应运而生。
网络虚拟化是将物理网络划分为多个逻辑网络的技术,其目的是提供更好的资源利用率和灵活性。
而NFV技术则是通过将网络功能转化为软件的形式,实现传统网络设备的虚拟化,从而提升网络部署、维护和管理的效率。
2. 网络虚拟化的发展历程网络虚拟化的发展经历了多个阶段。
早期,物理网络通过分割子网来实现逻辑上的隔离。
随着技术的进步,虚拟局域网(VLAN)成为了一种常见的划分网络的方式。
然而,VLAN的划分仍然受制于物理设备的限制,无法实现真正的资源共享和弹性调配。
随着虚拟化技术的兴起,基于虚拟机的网络虚拟化技术逐渐成为主流。
通过在物理主机上创建多个虚拟机,每个虚拟机可以拥有独立的网络设置,实现了网络资源的隔离和共享。
此外,虚拟机的创建、启动和销毁也变得更加简单和灵活。
3. NFV技术的应用NFV技术的应用范围十分广泛,以下将分别从企业网络和电信网络的角度来探讨其在网络架构中的应用。
首先,对于企业网络来说,传统的网络设备(如路由器和防火墙)通常需要独立部署,且难以实现动态调整和管理。
而采用NFV技术,可以将这些网络功能转化为虚拟设备,统一部署在云端,从而实现了网络功能的弹性调整和集中管理。
此外,通过NFV技术,企业可以实现网络服务的快速部署和灵活扩展,大大提升了网络的可用性和灵活性。
其次,对于电信网络而言,NFV技术的应用同样具有重要意义。
传统的电信网络通常需要大量的专用设备来支持各种网络功能,部署和维护成本较高。
网络虚拟化入门指南SDN和NFV的基本概念
网络虚拟化入门指南SDN和NFV的基本概念网络虚拟化入门指南随着互联网的快速发展,网络虚拟化成为一种趋势。
SDN(软件定义网络)和NFV(网络功能虚拟化)作为网络虚拟化的两大关键技术,为构建灵活高效的网络提供了新的解决方案。
本文将介绍SDN和NFV的基本概念,帮助读者了解网络虚拟化的原理和优势。
一、SDN(软件定义网络)的基本概念SDN是一种通过对网络控制平面和数据平面进行分离的方式来实现网络管理和配置的新型网络架构。
传统网络中,网络设备如交换机和路由器通常集成了控制平面和数据平面,导致网络的管理和配置非常繁杂。
而SDN通过将控制平面集中在一个控制器中,可以通过对网络设备的集中管理和控制,简化网络的管理和配置过程。
在SDN中,控制器负责对网络设备进行配置和管理,并通过与网络设备之间的协议进行通信,如OpenFlow等。
网络设备则负责根据控制器下发的指令进行数据转发和处理。
通过对网络控制平面和数据平面的分离,SDN可以实现网络的灵活性和可编程性,提供更加可靠和高效的网络服务。
二、NFV(网络功能虚拟化)的基本概念NFV是一种新型的网络架构,旨在通过软件化的方式来实现传统网络设备的虚拟化。
传统网络中,网络功能通常以专用硬件的形式存在,如防火墙、路由器等。
这样的硬件设备不仅昂贵,而且部署和管理复杂。
而NFV通过将网络功能虚拟化为软件模块,可以在通用服务器上运行,简化了网络功能的部署和管理。
在NFV中,网络功能被虚拟化为软件模块,运行在通用服务器上,称为虚拟网络功能(VNF)。
通过软件化的方式,可以将网络功能的部署和配置变得更加灵活和高效。
此外,NFV还支持网络功能的弹性伸缩,可以根据实际需求动态调整虚拟网络功能的数量和规模。
NFV不仅降低了网络设备的成本,还提高了网络服务的灵活性和可靠性。
三、SDN和NFV的优势1. 灵活性:SDN和NFV的组合可以实现网络的灵活管理和配置。
通过集中的控制器和虚拟化的网络功能,可以快速响应网络的变化需求,提供个性化定制的网络服务。
云计算中的NFV技术介绍与应用
云计算中的NFV技术介绍与应用随着云计算技术的发展,网络虚拟化技术成为了云计算应用领域中备受关注的一个方向。
其中,网络功能虚拟化(NFV)技术已经成为了当前较为流行的一种虚拟化技术。
本文将介绍NFV技术的相关概念、架构和应用,并探讨NFV技术在云计算领域中的未来发展。
一、NFV的概念网络功能虚拟化(NFV)是指将传统硬件网络设备中的网络功能转化为运行于通用计算机上的网络功能模块的一种技术。
使用NFV技术,网络服务提供商可以将网络设备与应用程序的功能从专用硬件上解耦,转化为软件模块在虚拟化环境中运行。
这样一来,通过NFV技术就可以实现网络设备的统一硬件平台,减少内部设备之间的互相依赖性,提高网络服务的灵活性和可扩展性。
二、NFV的架构NFV技术的架构采用了一种面向服务的体系结构。
该体系结构是由虚拟化存储、虚拟化网络和虚拟化计算三个方面组成的。
虚拟化存储是将网络存储功能抽象出来,形成一个存储抽象层,通过结合网络虚拟化技术实现存储操作的虚拟化。
虚拟化网络是将网络的传输功能抽象出来,在物理设备的基础上,提供了一个虚拟网络,实现网络传输的虚拟化。
虚拟化计算是将计算功能抽象出来,提供虚拟化环境,允许计算资源在虚拟机中分配和管理。
三、NFV的应用1、网络安全NFV能够实现的一种应用是网络安全。
利用NFV技术将网络设备转化为网络功能模块,网络安全供应商可以将整个安全方案以软件化形式部署在办公室、园区甚至云端。
同时,由于网络安全供应商可以从传统硬件设备中解放出来,将安全软件部署在云服务场景中,不仅可以显著提高软件的资源利用率,而且还可以大幅降低运维成本。
2、网络加速另一种应用方法是将NFV技术应用于网络加速。
运行于硬件中的网络加速器可以通过重新配置软件来实现在不同网络流量中增加或减少网络资源。
将块处理、加密和压缩技术等网络加速功能虚拟化,使得使用NFV的网关设备可以实现网络边缘的性能优化,并提供多种服务功能。
3、运营商市场最后,NFV技术还可以应用于运营商市场。
网络虚拟化与网络功能虚拟化(NFV)技术在网络架构中的应用(四)
网络虚拟化与网络功能虚拟化(NFV)技术在网络架构中的应用引言:随着信息技术的飞速发展,互联网已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
然而,传统的网络架构在面对不断增长的网络流量以及复杂的应用需求时,显得力不从心。
为了提高网络的灵活性和可扩展性,网络虚拟化以及网络功能虚拟化应运而生。
本文将就网络虚拟化与网络功能虚拟化技术在网络架构中的应用进行深入探讨。
一、网络虚拟化技术的应用网络虚拟化技术通过将传统的物理网络资源划分为多个独立的、可自由配置的虚拟网络,提供了更高的网络资源利用率和灵活性。
这种技术使得不同的应用可以在同一台物理设备上同时运行,从而大大降低了网络部署的成本。
1. 虚拟局域网(VLAN)VLAN是最为常见的网络虚拟化技术之一,它通过在交换机上创建不同的虚拟局域网,将同一物理局域网划分为多个逻辑上独立的子网。
这种虚拟化技术使得不同部门或不同用户可以在同一物理网络上独立运行,提高了网络的隔离性和安全性。
2. 虚拟专用网络(VPN)VPN是通过在公共网络上建立安全的隧道,实现远程用户与私有网络之间的连接。
传统的VPN需要在每台终端设备上部署专门的VPN 客户端软件,而通过网络虚拟化技术,可以在云服务器上创建虚拟的VPN网关,实现对整个网络的VPN访问控制与管理,从而简化了管理流程。
3. 虚拟机(VM)虚拟机是一种将一台物理计算机划分为多个独立运行的虚拟计算机的技术。
通过虚拟化软件,可以创建多个虚拟的计算环境,每个环境都拥有独立的操作系统和应用程序。
虚拟机的出现使得多任务处理和资源共享成为可能,提高了计算资源的利用率。
二、网络功能虚拟化(NFV)技术的应用网络功能虚拟化(NFV)技术将传统的网络设备功能抽象为软件模块,通过在通用服务器上运行这些模块,实现了网络功能的灵活部署和弹性扩展。
1. 虚拟路由器传统的路由器需要独立的硬件设备来运行,并且难以实现功能的升级和灵活的部署。
而通过NFV技术,可以将路由器的功能虚拟化为软件模块,运行在通用服务器上。
5G通信技术的网络功能虚拟化(NFV)技术
网络功能虚拟化(NFV)是5G通信技术中的一项重要技术,它通过虚拟化技术和云计算技术,将传统的通信网络功能从物理设备上迁移到虚拟化平台上,实现网络资源的共享和灵活配置,提高网络效率和服务质量。
在5G通信中,NFV技术发挥着至关重要的作用。
首先,NFV技术可以实现网络资源的共享和高效利用。
传统的通信网络中,每个功能都需要专门的硬件设备来承载,导致了大量的硬件资源的浪费。
而通过NFV技术,可以将这些功能迁移到统一的虚拟化平台上,实现资源的共享和高效利用。
这样不仅可以降低网络建设的成本,还可以提高网络的服务质量。
其次,NFV技术可以灵活配置网络资源。
传统的通信网络中,资源的配置需要考虑到硬件设备的性能和容量,这导致了资源配置的复杂性和难度。
而通过NFV技术,可以将资源抽象为虚拟资源,根据业务需求进行灵活配置,提高了资源配置的效率和准确性。
这不仅可以满足不同业务的需求,还可以降低网络运营的成本。
此外,NFV技术还可以提高网络的可靠性和稳定性。
传统的通信网络中,硬件设备的故障会对整个网络产生影响。
而通过NFV技术,可以将不同的功能部署在不同的虚拟机上,实现故障的隔离和恢复,提高了网络的可靠性和稳定性。
同时,NFV技术还可以实现网络的动态伸缩,根据业务需求的变化进行资源的调整和分配,提高了网络的灵活性和适应性。
然而,NFV技术也存在一些挑战和问题。
首先,虚拟化平台的安全性是一个重要的问题。
虚拟化平台上的资源是共享的,这会增加安全风险。
因此,需要采取有效的安全措施来保护虚拟化平台上的资源。
其次,虚拟化平台的性能也是一个问题。
虚拟化平台的性能受到硬件设备的限制,需要在选择硬件设备时进行充分的考虑。
最后,NFV技术的实施需要相应的技术和人才支持,需要运营商和管理人员的努力和配合。
总之,NFV技术是5G通信技术中的一项重要技术,它通过虚拟化技术和云计算技术,实现了网络资源的共享和灵活配置,提高了网络效率和服务质量。
网络虚拟化技术中的网络功能虚拟化
网络虚拟化技术中的网络功能虚拟化近年来,随着云计算和软件定义网络(SDN)等技术的快速发展,网络虚拟化技术逐渐成为了当今网络领域的焦点之一。
在这一技术中,网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)作为其中的一个重要组成部分,为网络架构的转型提供了强有力的支持。
本文将探讨网络虚拟化技术中的网络功能虚拟化的概念、原理、应用以及对网络架构的影响等方面。
一、网络功能虚拟化的概念网络功能虚拟化是指将网络中的网络设备(如防火墙、负载均衡器、路由器等)从传统的硬件设备转化为虚拟化的软件形式,使其可以在通用服务器上运行。
通过虚拟化技术,网络功能可以根据需要进行灵活的组合、配置和部署,从而实现网络服务的快速交付和弹性扩展,同时降低成本和提高效率。
二、网络功能虚拟化的原理网络功能虚拟化的实现依赖于虚拟化技术和SDN的支持。
虚拟化技术使得物理服务器可以被划分为多个虚拟机,在每个虚拟机中运行不同的网络功能。
通过SDN的控制,虚拟机之间的网络连接可以进行灵活调整,使得网络功能可以根据需求进行快速配置和调整。
此外,网络功能虚拟化还需要SDN控制器来对网络功能进行集中管理和控制,以保证网络服务的安全和可靠性。
三、网络功能虚拟化的应用网络功能虚拟化在云计算和数据中心网络中得到了广泛的应用。
以前,每个网络功能都需要单独的硬件设备来支持,不仅造成了资源的浪费,而且部署和管理都非常复杂。
而通过网络功能虚拟化,可以将多个网络功能集成到同一个服务器上运行,通过软件方式管理,大大简化了网络的部署和管理工作。
同时,网络功能虚拟化还可以根据用户的需求进行灵活的扩展和调整,提高了网络的弹性和可扩展性。
四、网络功能虚拟化对网络架构的影响网络功能虚拟化的出现极大地改变了传统的网络架构。
传统网络中,网络功能是由特定的硬件设备进行支持的,需要对硬件进行定制和调整。
而在网络功能虚拟化中,网络功能被抽象为软件,可以随时进行组合和调整。
网络虚拟化的原理与应用
网络虚拟化的原理与应用网络虚拟化是一种将网络资源进行逻辑隔离和复用的技术,它能够在单一的实体网络基础上创建多个虚拟网络。
这样的技术不仅能够提升网络的利用率,还能够满足不同用户的个性化需求。
本文将介绍网络虚拟化的原理和应用。
一、网络虚拟化的原理网络虚拟化的核心原理是将底层基础设施逻辑上分隔为多个虚拟网络,每个虚拟网络独享一部分网络资源。
它通过软件定义网络(Software Defined Networking,简称SDN)技术和网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,简称NFV)技术的结合,实现了网络资源的灵活配置和隔离。
在网络虚拟化中,SDN技术负责实现网络资源的虚拟化和网络管理的自动化。
它通过将网络的控制平面和数据平面进行分离,将网络控制逻辑集中到一个控制器中,通过控制器对网络进行管理和控制。
而NFV技术则负责将网络中的各种网络功能,如路由器、防火墙等,进行虚拟化。
通过将这些网络功能部署在虚拟机上,使其具备了更高的灵活性和可扩展性。
二、网络虚拟化的应用1. 数据中心网络虚拟化在传统的数据中心网络中,由于网络资源的静态分配,很难满足虚拟机迁移、故障恢复等需求。
而通过网络虚拟化,可以将物理网络资源虚拟化为多个虚拟网络,为不同应用提供专属的网络资源。
这样可以实现数据中心网络的灵活性、可扩展性和高效性。
2. 云计算网络虚拟化云计算是一个基于虚拟化技术的计算模式,网络虚拟化在云计算中发挥着重要的作用。
通过网络虚拟化,云服务提供商可以为不同用户提供独立的虚拟网络,确保用户之间的网络互通和隔离。
同时,它也能够提供弹性网络资源,根据用户需求实时调整网络带宽和拓扑结构。
3. 虚拟专用网络(Virtual Private Network,简称VPN)VPN是一种通过公用网络来实现私密通信的技术。
通过网络虚拟化,可以为不同用户提供独立的虚拟专用网络。
用户可以在虚拟专用网络中享受到与物理专用网络相似的安全性和可靠性。
云计算中的网络功能虚拟化(NFV)
云计算中的网络功能虚拟化(NFV)云计算已经成为了现代信息技术的重要组成部分,而网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,简称NFV)则是云计算中的一个关键概念。
本文将介绍云计算中的NFV技术,探讨其在网络架构中的应用,以及其所带来的优势和挑战。
一、NFV的概念和背景网络功能虚拟化(NFV)是一种通过软件和虚拟化技术来实现网络功能的方法。
传统上,网络功能通常是通过物理设备来实现的,每一项网络功能都需要一个独立的物理设备进行支持。
然而,这种方式在硬件资源利用率、部署灵活性和管理维护的成本方面存在一些问题。
面对这些问题,网络业界提出了网络功能虚拟化的概念。
NFV通过将网络功能从硬件设备中解耦,将其转化为软件实体,并在通用服务器等硬件平台上进行部署,从而提供更灵活、高效的网络服务。
NFV 的发展得到了工业界和学术界的广泛关注和支持。
二、NFV的应用和优势1. 弹性和灵活性NFV的一个重要优势是它可以根据需求动态地进行资源分配和功能部署。
通过将网络功能虚拟化,网络服务提供商可以根据实时的流量负载等情况来灵活地调整网络功能的部署和开启。
这种弹性和灵活性大大提高了网络的可用性和性能。
2. 资源利用率提升传统的网络功能部署需要大量的专用硬件设备,而这些设备通常只能在一部分时间内得到充分利用,导致资源的浪费。
而通过虚拟化和共享硬件平台,NFV可以将不同网络功能集中在一台服务器上运行,从而实现资源的共享和最佳利用,提高资源利用率。
3. 管理和维护的简化传统的网络功能部署需要大量的物理设备和复杂的布线,这给网络的管理和维护带来了很大的挑战。
而通过NFV,所有的网络功能都可以通过软件来管理和配置,大大简化了网络的管理和维护工作,降低了成本和复杂度。
三、NFV的挑战和未来发展虽然NFV在提供弹性、灵活性和资源利用率方面有许多优势,但其也面临着一些挑战。
首先,虚拟化的网络功能可能会带来性能上的问题。
网络虚拟化与网络功能虚拟化(NFV)技术在网络架构中的应用(二)
网络虚拟化与网络功能虚拟化(NFV)技术在网络架构中的应用前言随着互联网的迅猛发展,越来越多的人开始在数字世界中生活。
与此同时,网络的规模和复杂性也在不断增加。
为了应对这种情况,网络虚拟化和网络功能虚拟化(NFV)技术应运而生。
本文将探讨网络虚拟化和NFV技术在网络架构中的应用,以及对网络性能和可管理性的影响。
一、网络虚拟化的概念与应用网络虚拟化是一种将物理网络资源划分为多个虚拟网络的技术,每个虚拟网络可以独立运行,拥有自己的逻辑拓扑和资源分配。
它可以提供更高的灵活性和可扩展性,使得网络管理员能够更好地管理网络资源和配置。
在实际应用中,网络虚拟化可以被用于数据中心网络、企业网络以及运营商网络中。
在数据中心网络中,它可以帮助实现虚拟机的动态迁移、负载均衡和网络隔离。
在企业网络中,它可以提供给不同的部门或分支机构独立的网络环境,增强网络安全性和资源利用率。
在运营商网络中,它可以用于灵活部署和管理虚拟网络功能。
二、网络功能虚拟化(NFV)的概念与应用网络功能虚拟化(NFV)是一种将网络功能(例如防火墙、负载均衡器等)从专用硬件设备中解耦出来,以标准的商用服务器和虚拟化平台来运行的技术。
通过将网络功能虚拟化,运营商和企业可以更灵活地部署和升级网络功能,降低了硬件成本和维护成本。
在网络架构中,NFV技术可以用于实现网络功能的虚拟化和自动化。
通过将网络功能移动到虚拟机中,网络管理员可以更轻松地管理和配置网络服务。
此外,NFV技术还可以实现网络功能的弹性扩展,当网络负载过大时,可以动态地为虚拟网络功能分配更多的资源,以满足网络需求。
三、网络虚拟化与NFV技术的优势与挑战网络虚拟化和NFV技术在网络架构中的应用带来了许多优势,例如:1. 灵活性和可扩展性:通过网络虚拟化和NFV技术,网络管理员可以根据需要创建和管理多个虚拟网络和虚拟网络功能,从而提高网络的灵活性和可扩展性。
2. 资源利用率:网络虚拟化和NFV技术允许多个虚拟网络和虚拟网络功能共享底层物理资源,从而提高资源利用率并降低成本。
云计算中的网络功能虚拟化(NFV)技术
云计算中的网络功能虚拟化(NFV)技术随着云计算技术的发展,网络功能虚拟化(NFV)在云环境中扮演着重要的角色。
NFV技术通过将网络设备的功能从专用硬件中抽象出来,转而在通用服务器上虚拟化实现,从而实现了网络功能的灵活部署和管理。
本文将介绍云计算中的网络功能虚拟化技术,从其基本概念、架构和优势等方面进行探讨。
一、NFV的基本概念网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)是一种将传统的网络功能从专用硬件中解耦,在通用服务器上以软件的形式虚拟化实现的技术。
传统的网络设备如路由器、防火墙等都是通过专用的硬件设备实现的,这样的设备对于网络运营商或企业而言成本高昂且缺乏灵活性。
NFV的出现打破了传统网络设备与硬件之间的依赖关系,提供了一种灵活的方式来部署和管理网络功能。
二、NFV的架构NFV的架构由三个核心组件组成:虚拟化基础设施(Virtualized Infrastructure,VI)、虚拟网络功能(Virtualized Network Function,VNF)和管理与编排(Management and Orchestration,MANO)。
1. 虚拟化基础设施(VI)虚拟化基础设施是指云计算环境中的服务器、网络和存储等基础资源。
在NFV中,VI提供了一种虚拟化的环境,可以用来部署和运行VNF。
通过虚拟化技术,VI可以将物理资源隔离开来,使得多个虚拟机可以共享同一台物理服务器,从而提高资源利用率。
2. 虚拟网络功能(VNF)虚拟网络功能是指以软件的形式实现的网络功能。
VNF可以运行在虚拟机中,并被部署在VI中。
它可以替代传统网络设备,如路由器、防火墙等,提供相应的网络服务。
VNF能够根据实际需求进行灵活的部署和伸缩,并且可以通过软件编程进行管理和控制。
3. 管理与编排(MANO)管理与编排是指对NFV架构中的资源、服务和网络功能进行管理和协调的操作。
网络功能虚拟化及其应用场景分析
全部能⼒。
虚拟⽹能⼒是⽹络技术中最⼤的难点,但它⼜是承载多业务的必备条件,因为承载多业务要求有服务质量的保证和较⾼的⽹络使⽤效率,因此必须使⽤虚拟⽹。
虚拟⽹有两种形态:线状虚拟⽹,即虚拟⽹是由端到端的线(虚电路)组成,N个⽤户的虚拟⽹需要N×(N-1)/2个虚电路组成;⽹状虚拟⽹,即虚拟⽹由⽹组成,N个⽤户的虚拟⽹需要N-1条连接线。
当N较⼤时,这两种虚拟⽹的管理复杂度就不在⼀个量级上。
⽹络功能虚拟化是外部的组⽹技术,可以⽤于实现⽹元功能的虚拟化,也可以⽤于实现⽹元间连接的虚拟化,但不能⽤于实现⽹络中的虚拟⽹,⽹络中的虚拟⽹需要内⽣技术来实现。
按照NFV⽹络功能虚拟化设计,纵向分为三层,如图2所⽰。
●基础设施层。
NFVI是⼀个资源池,包括IT资源和CT资源(通信⽹的传输资源和交换路由资源等)。
NFVI是虚拟化的计算、存储、I/O资源池和⽤于NFV的通信⽹的传输资源和交换路由资源等。
●虚拟⽹络层。
虚拟⽹络层对应⽬前各个电信业务⽹络,每个物理⽹元映射为⼀个虚拟⽹元,虚拟⽹元所需资源需要分解为虚拟的计算、存储、交换资源,由NFVI承载。
虚拟⽹元之间的接⼝依然采⽤传统⽹络定义的信令接⼝,业务⽹管也依旧。
NFV是新的组⽹技术,不改变原⽹络特征。
●运营⽀撑层。
运营⽀撑层就是⽬前的OSS/BSS,仅需作适应虚拟化的修改和调整。
横向分为两个域。
●业务⽹络域。
就是⽬前的各电信业务⽹络。
●管理编排域。
NFV同传统⽹络最⼤区别就是增加了⼀个管理编排域(MANO),MANO负责整个NFVI资源的管理和编排,负责业务⽹络和NFVI资源的映射和关联,负责OSS业务资源流程的实施等。
MANO内部包括VIM、VNFM和Orchestrator三个实体,分别完成对NFVI、VNF和NS(Network Service,业务⽹络提供的⽹络服务)三个层次的管理。
按照NFV的技术原理,⼀个业务⽹络可以分解为⼀组VNF和VNFL(VNF Link),表⽰为VNF-FG(VNFForwarding Graph)。
网络虚拟化与网络功能虚拟化(NFV)
网络虚拟化与网络功能虚拟化(NFV)网络虚拟化(Network Virtualization)是一种将网络资源进行逻辑划分的技术,通过在传统网络架构之上引入虚拟网络层,实现物理网络资源的隔离和灵活分配。
而网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)则是在网络虚拟化的基础上,将传统的网络设备功能转化为在通用服务器上运行的软件来实现网络功能的提供。
一、网络虚拟化网络虚拟化是基于软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)的一种技术,它将物理网络资源进行逻辑划分,使不同的虚拟网络能够独立地运行在同一物理网络基础设施上。
通过网络虚拟化的技术,可以实现网络资源的灵活分配,提高网络资源利用率,降低网络运维成本。
网络虚拟化的核心是虚拟网络,虚拟网络是基于物理网络上的虚拟隔离,它可以具备独立的网络拓扑结构、安全策略和服务质量保障。
虚拟网络之间是相互隔离的,即使在物理网络出现故障的情况下,虚拟网络也能够保持正常运行。
同时,网络虚拟化使得网络资源能够按需分配和动态调整,提高了网络资源的利用率。
二、网络功能虚拟化(NFV)网络功能虚拟化(NFV)是一种将传统的网络设备功能转化为在通用服务器上运行的软件来实现网络功能的提供的技术。
传统的网络设备包括路由器、交换机、防火墙等,它们通常需要独立的硬件设备来提供网络功能。
而通过NFV技术,这些传统的网络设备功能可以通过软件定义的方式在通用服务器上运行,从而实现网络功能的虚拟化。
NFV的核心组件包括虚拟网络功能(Virtual Network Function,VNF)和虚拟网络功能管理和编排(Virtual Network Function Management and Orchestration,VNFM)系统。
VNF是指通过软件实现的网络功能,可以运行在通用服务器上。
VNFM系统则负责管理和编排VNF的生命周期,包括VNF的部署、配置、升级和监控等。
云计算中的网络功能虚拟化与软件定义网络
云计算中的网络功能虚拟化与软件定义网络在当今高度数字化和网络化的社会中,云计算已经成为企业和个人使用的主要方式之一。
而云计算的发展离不开网络技术的不断进步和创新。
网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)和软件定义网络(Software-Defined Networking,SDN)作为云计算网络的两项关键技术,大大提高了网络的灵活性、可扩展性和管理性。
本文将从NFV和SDN的概念、原理和应用等方面进行论述,以探讨云计算中的网络功能虚拟化与软件定义网络的重要性和优势。
一、网络功能虚拟化(NFV)网络功能虚拟化是指将传统的网络设备和功能,如防火墙、负载均衡器和路由器等,通过软件方式实现虚拟化,从而解决传统网络设备部署、维护和管理的问题。
传统网络设备需要昂贵的硬件设备和复杂的部署过程,而NFV通过将网络功能抽象化,使其能够在通用的硬件平台上运行,提高了网络设备的资源利用率和灵活性。
1. NFV的原理NFV的实现主要依赖于软件化和虚拟化技术。
通过将网络功能抽象化、分解为不同的模块,并将其以软件的形式运行在虚拟机上,实现了网络功能的灵活部署和管理。
同时,通过在通用硬件上运行虚拟网络功能,可以提高网络设备的资源利用率,并降低硬件成本。
2. NFV的优势(1)灵活性:NFV可以根据网络需求快速配置、部署和调整网络功能,提高了网络的灵活性和响应能力。
(2)可扩展性:NFV可以通过增加虚拟机实例来扩展网络功能,满足不同规模和需求的网络环境。
(3)节省成本:NFV可以将传统网络设备的功能通过软件方式实现,降低了硬件成本和维护成本。
二、软件定义网络(SDN)软件定义网络是一种新兴的网络架构,它通过将网络控制面和数据面进行解耦,将网络控制功能从网络设备中抽离出来,实现了网络的可编程性和灵活性。
SDN的核心思想是将所有网络设备通过软件控制器进行集中管理和配置。
1. SDN的原理SDN的实现依赖于控制器、网络设备和应用程序之间的通信。
软件定义网络与网络功能虚拟化(SDNNFV)的融合
软件定义网络与网络功能虚拟化(SDNNFV)的融合软件定义网络与网络功能虚拟化(SDN/NFV)的融合随着信息技术的不断进步和发展,网络基础设施变得越来越庞大和复杂。
为了应对这一挑战,软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)和网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)应运而生。
本文将探讨SDN和NFV的融合,以及其在网络技术中的应用。
一、SDN与NFV的基本概念1.1 SDN的基本原理软件定义网络(SDN)是一种新型的网络架构,其核心思想是将网络控制平面与数据转发平面分离,通过集中式的控制器来对网络进行管理和控制。
SDN的基本原理是通过抽象出网络控制器对网络设备进行控制和管理,实现对网络流量的灵活控制和优化。
1.2 NFV的基本原理网络功能虚拟化(NFV)是一种将传统的网络设备功能(如路由器、防火墙等)虚拟化的技术。
NFV的基本原理是将网络功能软件化,并在通用的服务器平台上运行。
通过虚拟化网络功能,可以提高网络的灵活性、可扩展性和维护性。
二、SDN与NFV的融合SDN与NFV的融合是当前网络技术发展的一个重要趋势。
融合后的SDN/NFV架构将带来更高效、灵活和可扩展的网络服务。
2.1 SDN与NFV的互补优势SDN和NFV可以相互补充,发挥各自的优势。
SDN通过控制器统一管理和控制网络,为NFV的服务部署和流量调度提供了基础支撑。
而NFV则可以通过虚拟化网络功能来提供更灵活和可定制的网络服务,与SDN的控制平面相结合,实现网络资源的动态分配和管理。
2.2 SDN/NFV融合的应用场景SDN/NFV的融合在各个领域都有广泛的应用。
例如,基于SDN/NFV的数据中心网络可以实现灵活的资源分配和管理,提高数据中心的可靠性和性能。
在电信领域,SDN/NFV的融合可以实现虚拟化的网络功能,并提供弹性的网络服务。
此外,SDN/NFV还可以应用于物联网、云计算等领域,提供更强大和灵活的网络服务。
计算机网络的软件定义网络与网络功能虚拟化
计算机网络的软件定义网络与网络功能虚拟化随着计算机网络的迅速发展,软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)成为了当前网络领域的热门话题。
本文将详细介绍SDN和NFV的概念、原理以及应用,并分析它们的优势和挑战。
一、软件定义网络(SDN)1. 概念:SDN是一种全新的网络架构,将网络控制平面与数据转发平面分离,通过集中式的控制器来管理和控制整个网络。
2. 原理:SDN的核心思想是将网络控制逻辑从传统的网络设备中剥离出来,集中在一个称为控制器的应用程序中。
控制器通过向网络设备发送控制指令来管理和控制整个网络的行为。
3. 优势:a. 简化网络管理:SDN将网络的管理和控制集中到控制器中,可以通过编程控制网络设备,实现网络的自动化和智能化管理。
b. 灵活性和可扩展性:SDN的分离式架构使得网络的配置和扩展更加灵活,可以根据需要随时增加、删除或调整网络功能。
c. 降低成本:SDN可以通过集中管理和控制网络设备,提高网络资源的利用率,降低网络的运维成本。
4. 应用:a. 数据中心网络:SDN可以实现数据中心内虚拟机的快速迁移和负载均衡等功能,提高数据中心网络的性能和灵活性。
b. 软件定义广域网:SDN可以简化广域网的配置和管理,提供更好的安全性和性能。
c. 无线网络:SDN可以优化无线网络的运行,提供更好的用户体验。
二、网络功能虚拟化(NFV)1. 概念:NFV是一种将传统的网络功能转换为在通用服务器上运行的虚拟化软件的技术,实现网络功能的解耦和灵活部署。
2. 原理:NFV通过将网络功能(如路由器、防火墙等)虚拟化为软件模块,在通用服务器上运行,通过软件的方式提供网络功能。
3. 优势:a. 灵活性:NFV使得网络功能可以根据需要动态部署、调整和扩展,提高网络的灵活性和可伸缩性。
b. 节约成本:NFV可以将昂贵的专用硬件设备转化为运行在通用服务器上的虚拟化软件,降低网络设备的采购和维护成本。
c. 加速创新:NFV可以快速部署和测试新的网络功能,加速网络技术的创新和应用。
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未虚拟化
全虚拟化
半虚拟化
硬件辅助虚拟化
Ring 3
APP
Ring 3 Ring 3
APP OS VM
Ring 3
APP OS VM
Ring 3 Ring 0
APP OS VM
非root 特权模 式
OS
Ring 0
VMM
Ring 0
Hardware
Hardware
VMM
Ring 0
Hardware
VMM
H计ard算ware
Ha存rdw储are
Ha网rdw络are
Execution reference points
Other reference points
VNVNFFM
Manager(s)
Vi-Vnfm
Or-Vi
Virtualised
InfrVastIrMucture
Manager(s)
Main NFV reference points
IP化承载的外在通信方式
• 电信网络下一步变革的核心是IT化,采用IT化的内在实现形式及设备形态,保
留CT的网络内涵和品质
3
NFV是什么?
NFV:Network Function Virtualization
+ 网络功能
虚拟化
即传统电信设备实现的功能。传统 电 信设备,如MSC、MME、CSCF、
云 化系统中的 X86服务器、存 储设备、IOS等 IT类设备
• NFV技术实施后,理论上讲,网络扩容、业务开放将发生以下变化:
– 资源共享、效率更高:不同业务系统共享硬件资源,资源利用效率可在不同应用间均衡 – 扩容灵活、快速响应:网络扩容通过新增虚拟资源的形式实现,多数不涉及新增硬件调测 7
网络虚拟化后的系统架构图(3+2架构)
VNFM: 虚拟化网 元生命周 期管理
VIM:硬 件管理和 虚拟资源 管理
VNF: Virtual Network Function
NFVO: NFV Orchestrator
VNFM: Virtual Network Function Management
VIM: Virtual Infrastructure Management
Vn-Nf
虚拟计算 虚V拟irtu存al储 虚St拟ora网ge络
虚拟计算 虚Vi拟rtu存al 储 虚Ne拟tw网ork络
虚拟化层(VVirMtualWisaatiorneL, aKyeVr M, Xen)
Nf-Vi
Vl-Ha
Computing
Hardware resources
硬S件tora资ge 源 Network
网络虚拟化后的系统架构将由“通信域3层”+“管理域2套”共同组成,即:
通信域:硬件资源层、虚拟资源层和网络功能层三层 管理域:除传统
OMC/OSS等网管系统外,新增加云管理(MANO)系统
网络管理
云管理 NFV Management and Orchestration
OSOSSS//BBSSSS
Service, VNF and Infrastructure Description
和增强。
虚拟机功能:
VM(Virtual Machine):虚拟化的计算单元,为上层应 用提供运行环境,由VMM创建和管理 Hypervisor:提供VMM(virtual machine monitor )虚 拟机监控器的功能
虚拟化基础设施管理功能:
VIM(Virtual Infrastructure Manager): 负责虚拟机 资源分配、更新及释放,资源的性能和故障信息搜集上报
中的各虚拟通信网元,通过统一的虚拟资源层,部署到共享的通用云资源池(服务器、
存储系统等)中。
传统通信机房
数据中心机房
虚拟化
网络功能层 : 软件 实现的 虚拟 化 功 能 网 元 , 可 以 是 IMS 、 EPC等网元
虚拟资源层 : 实现 虚拟 机 资源 生 成 、 调 度 、删除等功能
硬件资源层 :
OpenStack is a cloud operating system that controls large pools of compute, storage, and networking resources throughout a datacenter, all managed through a dashboard that gives administrators control while empowering their users to provision resources through a web interface.
化软件生成虚拟计算机,供上层应用使用
关键变化2:传统设备中单个网元独享专
用硬件变化为各网元共享通用x86服务器
虚拟化网元架构 网元软件
消息分发 链路管理 DB 中间件
业务
操作系统
虚拟机 虚拟机 虚拟机 虚拟机
Hyper visor/虚拟机监控器
COTS
6
网络虚拟化后的网络结构图
NFV改变现有通信网络设备软硬件一体化部署模式,使设置在一个数据中心机房
TroБайду номын сангаасe:提供数据库服务。 Heat :提 供 针 对OpenStack 的编排 服务。
14
2、基于KVM+OpenStack的NFV逻辑架构和物理结构对照图(3/3)
APP
Guest OS
VM
APP
APP
Guest OS
VM
Guest OS
VM
APP
Guest OS
VM
APP
Guest OS
创建VM存储时,尽量减少重读写业务在同一块硬盘上进 行操作
对于重读写VM,提供读写速率较高的固态硬盘 虚拟网卡:使用SR-IOV(单根I/O虚拟化)技术等
12
2、虚拟资源管理OpenStack(1/3)
OpenStack是一个分布式虚拟资源(计算、网络、存储)的管理平台,包括一系列开源 组件和标准接口协议,目前在全球范围内已经成为私有云管理的主流选择,主要厂家的虚拟 化层及VIM均是基于OpenStack的二次开发。
常、翻译、模拟过程,性能消耗小
可维护性能
一般
较好
好
典型虚拟机技术
KVM、VMware
XEN
KVM、VMware、 XEN
11
1、虚拟机技术(3/3)
虚拟技术是云计算的核心技术,虚拟化技术能够提升硬件资源利用率、增强系统的灵活
性。虚拟技术有私有技术、开源技术之分,业界倾向基于开源软件根据通信网需要进行优化
VM
VMM (也叫Cloud OS 或者 Hypervisor)
VIM
存储节点 网络节点 计算节点
QEMU
存储节点 网络节点 计算节点
QEMU
存储节点 网络节点 计算节点
QEMU
存储节点 网络节点 计算节点
QEMU
存储节点 网络节点 计算节点
QEMU
OpenStack
OpenStack
一、什么是NFV ? 二、NFV关键技术 三、产业推进情况 四、NFV带来的影响
2
纵观移动通信网络发展历程,在经历了模拟通信、数字通信、端到端IP化后, 当前通信网正逐步迈向基于虚拟化、软件化等ICT融合技术的通信4.0时代
通信1.0:模拟化 通信2.0:数字化
通信3.0:IP化 (CT over IP)
虚拟软件是在上层应用与底层硬件之间额外增加的一层,因此设备虚拟化后对系统性能有额 外开销,需对虚拟机进行功能增强以适应电信级要求
应用 数据读写
虚拟化层 存储设备驱动
磁盘
磁阵
客户OS 主机OS 物理主机
原因1:虚拟化层对读写操作的控制和管理需要一定开销 原因2:越多上层应用,越多并行数据读写 增强方案(CPU隔离、多线程、巨页内存、SR-IOV、DPDK):
NFV试图打破传统电信设备的竖井式体系,将通信网元功能分层解耦并引 入新的MANO管理体系实现网元全生命周期管理。
网管系统 IMS EPC HSS
vIMS
网管系统
MANO
vEPC
vHSS …
…
虚拟化资源
硬件资源
四大基本特征
虚拟化
采用开放的 Hypervisor和资源管 理软件将电信业务的软
硬件分离
通用IT基础设施
root特 权模式
Hardware
Guest OS
全虚拟化
支持Windows和linux
半虚拟化
由于需要改动操作系统内核只支持linux
硬件辅助虚拟化
都支持
性能
VMM需要对上层OS指令进 上层OS知道自己工作在非之前模式,通过修
好
行捕获、翻译、模拟,性能 改其内核,与VMM通力协作,取消了捕获异
损耗大
Os-Ma Se-Ma
ONrchFeVstrOator
Or-Vnfm
NFVO: 统一的资 源管理和 调度
网络功能层 虚拟资源层 硬件资源层
EMS 1
OEMMS 2C
EMS 3
Ve-Vnfm
VNF (CVNSFC1F)
VNF (MVNMF 2E)
VNF VN(…F 3)
NFVI 虚拟计算 虚V拟irt存ual储 C虚om拟p网uti络ng
统一的标准化IT计算、 存储、网络基础硬件
云化管理
应用和业务的生 命周期管理, 虚拟资源配置
网络自动化
可与SDN结合,使用 SDN技术自动化配 置网络
5
单个NFV虚拟化网元物理结构的变化 传统电信设备系统架构 网元软件