02.27 NFV和SDN之間到底有什麼關係?

NFV、SDN是近年來信息通信行業興起的熱門技術,擁有極高的人氣。尤其是5G時代到來後,兩者的出現頻率更是激增。

隨著對這兩個概念的深入瞭解,很多讀者向我提出了這樣的疑問——

NFV和SDN好像根本沒有什麼關係啊,為什麼兩者經常會一起以“NFV/SDN”的名義出現?它們真的有聯繫嗎?是什麼樣的聯繫呢?

今天,小棗君就和大家聊聊這個話題。

首先,我們先簡單回顧一下,NFV和SDN到底是什麼。

什麼是NFV

NFV,全稱是 Network Function Virtualization,網絡功能虛擬化。

這個詞其實可以拆開來理解:網絡功能,是指移動通信網絡設備的功能。而虛擬化呢,是一個雲計算技術。確切來說,是雲計算的核心關鍵技術。

大家天天嚷嚷雲計算,雲計算的本質是什麼?

所謂雲計算,就是將計算資源從本地遷移到雲端,實現“雲化”。

計算資源,主要是指服務器。它擁有CPU、內存、硬盤和網卡,通過安裝操作系統和軟件,能夠提供各種計算機服務。

但是,如果只是簡單地將服務器硬件搬到雲端機房,那不是真正的雲計算,充其量只能叫做主機託管。這種方式,在調配資源時,缺乏足夠的靈活性和效率。機器的硬件配置無法靈活變動,操作系統安裝也很慢很費力,還不能隨便改。

所以,雲計算就引入了虛擬化技術。

虛擬化技術,就是物理服務器的基礎上,通過部署虛擬化軟件平臺,把計算資源(類似CPU、內存等)、存儲資源(類似硬盤)、網絡資源(類似網卡)等資源進行統一管理,按需分配。

在虛擬化平臺的管理下,若干臺物理服務器就變成了一個大的資源池。在資源池之上,可以劃分出若干個虛擬服務器(虛擬機),安裝操作系統和軟件服務,實現各自功能。

NFV和SDN之間到底有什麼關係?

我們的移動通信網絡,尤其是核心網,是由很多網元設備組成的。這些網元本身就是一臺定製化服務器。網元上面運行的軟件服務,確保功能得以實現。

以前,這些網元都是各個廠家自行設計製造的專用設備。現在,隨著x86通用服務器硬件能力的不斷增強,通信行業開始學習IT行業,引入雲計算技術,使用x86通用服務器替換廠商專用服務器,將核心網“雲化”。

NFV和SDN之間到底有什麼關係?

核心網的架構設計也借鑑IT的微服務理念,變成了SBA架構(Service Based Architecture,即基於服務的架構)。簡單來說,就是將“一個服務器實現多個功能”,變成“多個服務器實現各自功能”。N個虛擬機,N個功能,各自為戰,相互隔離。

NFV和SDN之間到底有什麼關係?

採用 NFV 技術,將通信設備網元雲化,可以實現軟件和硬件的徹底解耦

。運營商不再需要購買廠商們製造的專用硬件設備,大幅降低了硬件資金投入。

NFV還具備自動部署、彈性伸縮、故障隔離和自愈等優點,可以大幅提升網絡運維效率、降低風險和能耗。

因此,運營商對NFV技術需求強烈。除了核心網之外,運營商也在推動NFV在接入網的落地,也就是讓基站也擁抱虛擬化。

什麼是SDN

再來看看SDN。

SDN,Software Defined Networking,軟件定義網絡。或者也可以理解為,軟件定義的網絡、軟件控制的網絡、可編程的網絡。

SDN的設計思路其實和NFV一樣,都是通過解耦來實現系統靈活性的提升。NFV是軟硬件解耦,而SDN是控制平面和轉發平面解耦。

承載網的核心功能就是傳輸數據。傳輸的過程,就是不斷路由和轉發數據報文的過程。控制和轉發,前者是命令,後者是幹活。

傳統網絡中,各個轉發節點(例如路由器、交換機)都是獨立工作的,內部管理命令和接口也是廠商私有的,不對外開放。

NFV和SDN之間到底有什麼關係?

而SDN網絡,就是在網絡之上建立了一個SDN控制器節點,統一管理和控制下層設備的數據轉發。所有的下級節點,管理功能被剝離(交給了SDN控制器),只剩下轉發功能。

NFV和SDN之間到底有什麼關係?

SDN控制下的網絡,變得更加簡單。對於上層應用來說,即使網絡再複雜,也是不可見的。管理者只需要像配置軟件程序一樣,進行簡單部署,就可以讓網絡實現新的路由轉發策略。如果是傳統網絡,每個網絡設備都需要單獨配置。

SDN的工作過程,是基於Flow(流)的。SDN控制器和下級節點之間的接口協議,就是OpenFlow。支持OpenFlow的設備,才能被SDN控制器管理。SDN控制的方式,就是下發FlowTable(流表)。

採用SDN之後,整個數據網絡的靈活性和可擴展性大大增加。同時,SDN簡化網絡配置、節約運維成本的特點,也深受運營商的歡迎。

除了移動通信之外,很多廣域網、城域網、專線業務都在擁抱SDN。例如現在炒得火熱的SD-WAN,就是SDN引入廣域網,取代昂貴的專線。

總之,SDN是今後數據通信網絡發展的主要方向。

NFV和SDN的關係

好了,現在我們來說說NFV和SDN之間的關係。

按我個人的觀點,NFV和SDN的關係,其實確實不大。兩個技術,不僅實現原理不同,就連應用場景也不同。NFV是一個典型的計算技術,SDN是一個典型的網絡技術。兩者之間的關係,就好像服務器和交換機之間的關係。

放在ISO七層模型裡,NFV是4-7層,SDN是2-3層,區別也很大。

NFV和SDN之間到底有什麼關係?

站在移動通信的角度來看,NFV主要應用於核心網和接入網,SDN則主要應用於承載網,兩者也是不同的領域。

NFV和SDN之間到底有什麼關係?

既然兩者差別那麼大,為什麼要經常放在一起說呢?

其實,主要是因為5G。

SDN是控制和轉發解耦,NFV是軟件和硬件解耦。兩者都是解耦,目的只有一個,就是靈活化。而靈活化的目的,就是服務於網絡切片

NFV和SDN之間到底有什麼關係?

5G網絡切片

網絡切片是5G的核心能力和關鍵特徵。

之前吵得熱火朝天的SA和NSA組網。NSA,是不支持網絡切片的。只有SA,才支持網絡切片。SA才是正宗的5G,NSA只能算是“半5G”或者“5G-”。

現在各大運營商都在拼命搞5G NFV核心網(參考前幾天中國移動的NFV招標結果公佈),也是服務於5G SA組網,為網絡切片做裝備。

與此同時,運營商的承載網改造也在如火如荼地進行之中。三大運營商主推的5G承載網方案,都有一個核心要素,那就是全面引入SDN。

總而言之,網絡架構採用SA組網,承載網採用SDN,核心網採用NFV,是5G成為“真·5G”的先決條件。

雖然NFV和SDN沒有歸屬關係和依賴關係,但互補關係和合作關係還是有的。

例如,NFV數據中心採用SDN之後,可以有效改善NFV網絡的性能。此外,SDN雖然是網絡設備採用,這些網絡設備其實也可以像服務器一樣引入虛擬化。換句話說,虛擬化也不侷限於計算機。

NFV引領著未來的計算,SDN代表著未來的網絡。兩者攜手,將開創一個前所未有的ICT新時代。

好啦,今天的內容就到這裡,希望對大家有幫助,謝謝!


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