1、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化Network Function Virtualization,姓名 張 濤 學(xué)號(hào) 115034910204,什么是NFV NFV的框架 NFV的發(fā)展 NFV的應(yīng)用 NFV的實(shí)現(xiàn),什么是NFV,NFV(Network Function Virtulization)，即網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，背景是電信網(wǎng)絡(luò),旨在采用虛擬化的方法，將原本運(yùn)行在專用中間設(shè)備(middlebox)的網(wǎng)絡(luò)功能（如網(wǎng)關(guān)、防火墻）用軟件的方式實(shí)現(xiàn)，通過在標(biāo)準(zhǔn)的通用設(shè)備（服務(wù)器、存儲(chǔ)器、交換機(jī)）中運(yùn)行的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)得以實(shí)現(xiàn) 多個(gè)VNF可通過動(dòng)態(tài)的邏輯鏈接串聯(lián)成業(yè)務(wù)鏈(Service Function Chai

2、n),WHY,現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在的問題： 網(wǎng)絡(luò)功能與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有著超強(qiáng)耦合的關(guān)系，即硬件設(shè)備是專用的。這讓大多數(shù)公司在購買相應(yīng)設(shè)備的同時(shí)，附加需要承擔(dān)相應(yīng)的壟斷費(fèi)用及售后費(fèi)用。在這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管理、運(yùn)維也有存在很大難題。,Advantage,低成本 基于x86標(biāo)準(zhǔn)的IT設(shè)備成本低廉 基于軟件的運(yùn)行和維護(hù)方法，能夠?yàn)檫\(yùn)營商提供更多、更靈活的網(wǎng)絡(luò)部署與重構(gòu)，降低運(yùn)行和維護(hù)成本 大規(guī)模的通用化平臺(tái)，資源共享化，意味著更高的使用效率，意味著更低的成本,Advantage,靈活性 基于實(shí)際的流量、移動(dòng)特征和業(yè)務(wù)需要，實(shí)時(shí)地對(duì)硬件資源、網(wǎng)絡(luò)配置、拓?fù)渚徒右詢?yōu)化 開放的API接口，更廣闊、多樣的、

3、鼓勵(lì)開放的生態(tài)系統(tǒng)。 軟件方式開發(fā)，縮短創(chuàng)新周期,NFV的框架,OSS/BSS,運(yùn)營支撐系統(tǒng)及業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)(OSS/BSS)： 代表運(yùn)營商各自的營運(yùn)支撐系統(tǒng)與業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng) NFV MANO執(zhí)行資源調(diào)配取用的任務(wù)時(shí)，將參考OSS和BSS的角度來進(jìn)行協(xié)調(diào)配置。,NFV的框架,VNF,VNF（虛擬網(wǎng)絡(luò)功能）：用軟件形式來實(shí)現(xiàn)原本由各類網(wǎng)路硬件所具備的功能，可被配置在一或多個(gè)的虛擬機(jī)上 EMS（系統(tǒng)管理單元）：負(fù)責(zé)VNF的操作與管理，通常每個(gè)VNF各自具備相對(duì)應(yīng)的EMS對(duì)其進(jìn)行操控,NFV的框架,NFVI,網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化基礎(chǔ)建設(shè)（NFVI） 主要包含虛擬資源(Virtualised Resources

4、)、虛擬化層(Virtualisation Layer)、硬件資源(Hardware Resources)三個(gè)功能區(qū)塊 從云計(jì)算的角度看，就是一個(gè)資源池。NFVI映射到物理基礎(chǔ)設(shè)施就是多個(gè)地理上分散的數(shù)據(jù)中心，通過高速通信網(wǎng)連接起來。 NFVI需要將物理計(jì)算/存儲(chǔ)/交換資源通過虛擬化轉(zhuǎn)換為虛擬的計(jì)算/存儲(chǔ)/交換資源池。,NFV的框架,Orchestrator,編排器(Orchestrator) 它負(fù)責(zé)對(duì)上層軟件資源進(jìn)行編排和管理，這種編排能力可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需求，調(diào)整各VNF所需要的資源的多少 是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化最為核心的環(huán)節(jié)；,NFV的框架,VNF Manager,虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的管理者（VNF

5、 Manager） 負(fù)責(zé)VNF的生命周期管理。一個(gè)VNF Manager可以管理一個(gè)或多個(gè)VNF。 這里的管理是指提供包括部署/擴(kuò)容/縮容/下線等自動(dòng)化能力。,NFV的框架,Virtualised Infrastructure Managers,虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施管理(Virtualised Infrastructure Managers) 作為NFVI層的管理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對(duì)物理硬件虛擬化資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理、監(jiān)控、優(yōu)化。如OpenStack。,NFV的發(fā)展,2012年10月在ETSI由13個(gè)運(yùn)營商成立了一個(gè)組織NFV-ISG，致力于推動(dòng)“網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化”，發(fā)布了NFV白皮書，提出了NFV的目標(biāo)和行動(dòng)

6、計(jì)劃。 建設(shè)分兩個(gè)階段，第一階段于2014年底完成，建立了NFV技術(shù)的開放標(biāo)準(zhǔn)（11 NFV specifications）。 第二階段計(jì)劃在2015-2016兩年間完成，工作的主要目標(biāo)是在第一階段建立的標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)互操作性。,NFV的發(fā)展,2014年9月，由Linux基金會(huì)發(fā)起的OPNFV（Open Platform for NFV）項(xiàng)目啟動(dòng)，這是一個(gè)基于開源的，運(yùn)營級(jí)的集成平臺(tái)，目標(biāo)是使NFV相關(guān)的新產(chǎn)品和新服務(wù)能夠盡快形成產(chǎn)業(yè)。通過利用開源社區(qū)中積累的資源，使ETSI-ISG所提出的參考標(biāo)準(zhǔn)能夠落地。是第二階段的重要建設(shè)內(nèi)容。,NFV的應(yīng)用,適用于固定、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中任何數(shù)據(jù)面的分組處理

7、和控制面功能 交換單元： BNG, CG-NAT, 路由器 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)： HLR/HSS, MME, SGSN, GGSN/PDN-GW, RNC, Node B, eNode B 隧道網(wǎng)關(guān)單元： IPSec/SSL VPN網(wǎng)關(guān) 流量分析： DPI, QoE測(cè)量 服務(wù)保證： SLA監(jiān)控、測(cè)試和診斷 NGN 信令：SBC 系列，IMS 擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)功能的融合： AAA服務(wù)器，策略控制和計(jì)費(fèi)平臺(tái) 應(yīng)用級(jí)優(yōu)化： CDN、 Cache服務(wù)器，負(fù)載均衡器、應(yīng)用加速器 安全功能：防火墻、病毒掃描器、入侵檢測(cè)系統(tǒng)、蠕蟲防護(hù) 家庭路由器和機(jī)頂盒所包含的功能，用于生成虛擬家庭環(huán)境,NFV的實(shí)現(xiàn),NFVI（硬件）：

8、服務(wù)器、存儲(chǔ)器、交換機(jī) VIM（負(fù)責(zé)對(duì)物理硬件虛擬化資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理、監(jiān)控、優(yōu)化）：主流是openstack，或其他IaaS平臺(tái) VNF：由軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能（如DPI、防火墻），一般作為虛擬機(jī)運(yùn)行在NFVI上 MANO解析需要的網(wǎng)絡(luò)功能，一方面控制VIM 分配所需的計(jì)算、存儲(chǔ)資源（創(chuàng)建虛擬機(jī)）， 一方面控制SDN controller分配網(wǎng)絡(luò)連接（下發(fā) 流表）。 一些情況下，VNF可以向編排器進(jìn)行反饋， 編排器很據(jù)情況對(duì)VNFC和VNFL進(jìn)行調(diào)整。,NFV的實(shí)現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)組件： neutron nova-network,計(jì)算組件： nova,存儲(chǔ)組件： glance(鏡像存儲(chǔ)) swift(對(duì)象

9、存儲(chǔ)) cinder(卷存儲(chǔ)),虛擬機(jī),存儲(chǔ)服務(wù),LibvirtAPI,虛擬化平臺(tái)： KVM、QEMU LXC、XEN UML、ESXi,L2/L3隔離 IP地址管理 虛擬網(wǎng)卡 虛擬網(wǎng)橋,邏輯鏈接 虛擬網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)： TUN、LinuxBridge、MacVtap TAP、MacVLAN、openvswitch,身份認(rèn)證組件： Keystone 消息隊(duì)列： RabbitMQ 控制臺(tái)： Horizon,下層資源部分：虛擬化的硬件資源，用openstack管理，提供虛擬機(jī)、塊存儲(chǔ)、虛擬網(wǎng)絡(luò),NFV的實(shí)現(xiàn),對(duì)要部署的 VNF的描述文件,編排組件： heat,編排+管理組件： tacker,VNF即在虛擬機(jī)中用軟件的方式實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)功能，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行開發(fā)。如NFWare vCG-NAT、 Ericsson Virtual Router、 Benu Networks: Virtual Servi