通俗易懂的解释 SDN/NFV

通俗易懂的解释 SDN/NFV

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5G时代到来,让基于软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的新型网络架构在通讯领域的发展得到了广泛的共识。

为啥都在提NFV?

NFV is an initiative to transfer the “Network Services” sector through virtualizing the network services by replacing the dedicated hardware with Virtual Machines.

NFV ( Network Function Virtualization,也即网络虚拟化)的概念是随着云计算和SDN(Software Defined Network)的出现而提出的。核心思想是将网络硬件设备通过虚拟化技术,集成到通用的x86架构的服务器或者其他硬件平台上。然后再通用标准的硬件平台上,执行路由器、交换机、负载均衡、防火墙、入侵防御等功能。

简单来说,就是将分散的网络硬件产品集成到一个大盒子里面。然后每种产品相当于一个插件来使用。这样,对于服务提供商来说,只需要对设备进行一次性的投入,再通过软件赋予每一部分硬件单独的网元的功能,就可以快速的实现整个网络的搭建。

重要的是,可以省去硬件的升级扩容所带来的巨大的时间的浪费和利润的占用。

技术的发展演进不可能是一蹴而就,却可能伴随着无数次的推倒重建。

NFV和SDN是什么关系

而提到NFV,就不得不提他的一个兄长,SDN(software defined network)。与NFV的实际应用,功能性指向不同,SDN更多的是一种概念,一个框架。旨在通过软件的定义,将网络系统的控制层和数据层进行分离,从而能够在资源有限的情况下实现更高效的划分。

诞生于美国GENI项目资助的斯坦福大学Clean Slate课题的SDN,最初是随着2006年Nick McKeown教授提出的Openflow的概念的提出应运而生。说起这个Clean Slate项目,它的野心可是不小,最终目的说是要重新发明英特网,旨在改变设计已略显不合时宜,且难以进化发展的现有网络基础架构。

那么SDN和NFV是什么关系呢,用中国人非常喜欢的一对词语来表达就是,各有所长,互相补充。

网络发展至今,对于消费者来说,最忍不了的依然是网络堵塞上网不畅所带来的恶劣体验。而如何能够利用有限的资源提升用户的体验呢,普通的硬件层面解决不了,这事,还真只能靠软件。

打个比方,就好像道路的宽窄是一定的,但是拥堵程度却各不相同,SDN扮演的角色就是让服务商通过判断不同时间段甚至不同区域的流量,来让用户“改道而行”,选择一条畅通的线路,自然可以提升效率。


而NFV所能做到的,却是在已有的道路建设的基础上,快速的新建一条道路,而在你通过之后,将道路取消,将资源释放到资源池,以供其他网元应用。

这两兄弟组合起来,如果再加上云服务器的超强计算能力,怪不得大家都对5G充满了期待,想象以后不管有多少车,路上依然畅通无阻,该是一番多么愉悦的体验。

是什么阻碍了NFV的发展?

NFV通过软件实现了硬件网元的虚拟化,使网络的架构得到了极大程度的精简。省去了单独的路由器、交换机、防火墙等等独立网元,不仅极大的节省了设备购买和专业运维的成本,并且也极大的提升了网络部署以及网络更新扩容的效率,避免了像现在的网络搭建一样超长的工期。

乍一听上去,跟现在的网络相比,简直就是各方面全面碾压呀,甚至都要觉得斯坦福的Clean Slate课题组所言的“重新发明互联网”都马上要变成现实了

For the NFV services that can be found, it is difficult to find anything beyond anecdotal examples of return on investment (ROI). Many CSPs are still quoting ‘expected’ cost savings and ‘anticipated’ reductions in the time to deploy new services. These observations point to an industry-wide slowness to move from trials to production SDN and NFV-based network services. ——Craig Farrell CTO, Telecom at IBM

可是反观现实,在NFV提出这5年间,除了一些实验性的成果之外,鲜有实际使用的案例。很多的CSP依然在用“Expected”这样的词语来表达着对未来的憧憬。

当今时代,这样的推动演进速度,绝对谈不上快。

2012年10月在ETSI由13个运营商成立了一个组织NFV-ISG,致力于推动“网络功能虚拟化”,发布了NFV白皮书,提出了NFV的目标和行动计划。

  • 现有的盈利足够保证网络运营商的稳定Trials of long-term evolution (LTE) evolved packet cores (EPCs) were successfully conducted more than five years ago. Despite this, if we look at production EPCs today, we see they are deployed and managed on equipment much as they have always been.

LTE的发展已经有五年了,尽管如此,网络的搭建和管理依然跟过去一样。在稳定盈利的前提下,供应商的前期大笔投资依然在保证着稳固的收益,这也就让很多的CSP不愿意去冒险尝试那些未经过市场验证的产品。

  • 大部分的CSP仍然认为这不是最好的时机

与SDN由设备商提出不同,NFV却是由运营商率先提出,因为站在运营商的角度,NFV对网络的简化能够大幅降低他们购买硬件的成本以及运营成本。可是接下来的问题,却是很多运营商无法估量的。

  1. 资源如何进行分配?
  2. 谁来购买软硬件?
  3. 哪一方来做容量规划?
  4. 一个自动适配,自动服务的网络环境是否是足够稳定的?

除去这些问题,除了少数的几个诸如Facebook, Netflix, Amazon and Google的网络服务商,大部分的服务商或者运营商还更希望能够先进行适当的观望,而不是大笔的投入。

  • 在产品转型的过程中CSP习惯的改变并非一蹴而就

在传统网络设备交付的过程中,有个非常常用的词语叫做turnkey,所有的安装调试由专业的设备提供商来完成,而服务商只需要学会使用以及完成下一级的收费即可。而NFV时代的到来,无疑为服务商提供了更多的选择,甚至可以自己进行相关的开发,可是相应的带来的成本低提升以及交付习惯的改变,怕不是一朝一夕能够做到。

而另一方面,传统的设备商较之互联网公司比较缓慢的产品更迭测试的效率,无疑又让期待着自己快点升级换代的设备用户,得多等上几年。

未来的网络会演变成啥样?

关键词:三足鼎立

一个市场的格局,从来都不是一成不变的。随着网络虚拟化的发展,未来的网络世界的格局难免会有新的变化。

这个变化也许还要三五年,不会太快,但是各方力量已然在摩拳擦掌,谁都不愿掉队。

  • 设备用户: 主要倡导网络虚拟化的创始玩家,互联网公司/运营商。随着网络压力逐渐变大,渴望快速变革。
  • 网络厂商:老牌网络厂商一直对网络行业有着不可撼动的技术和市场能力。他们通过将自有的产品加入SDN和NFV的支持,希望快速的占据市场,稳固自己的地位。而一些新型的网络厂商,也绝不会放弃这么好的介入机会,希望通过自身革命性的解决方案来争夺老牌厂商手中的蛋糕。
  • 软件厂商:加入SDN和NFV主战场的软件厂商主要有在Linux以及在虚拟化方面颇有积淀的一些厂商诸如Vmware,Redhat等。本来网络等搭建跟他们没啥关系,他们只需要做好自己的系统、软件,就可以高枕无忧了。但是随着网络虚拟化的深入,他们也希望SDN和NFV的快速发展能够让他们受益。

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