網(wǎng)絡(luò)虛擬化及網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化介紹

作者：佚名 2018-02-28 14:29:18

云計算

虛擬化 目前通常認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)虛擬化是對物理網(wǎng)絡(luò)及其組件（比如交換機、路由器等）進行抽象，并從中分離網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的一種。采用網(wǎng)絡(luò)虛擬化可以將多個物理網(wǎng)絡(luò)抽象為一個虛擬網(wǎng)絡(luò)，或者將一個物理網(wǎng)絡(luò)分割為多個邏輯網(wǎng)絡(luò)。

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網(wǎng)絡(luò)虛擬化的概念很早就已經(jīng)提出，但具體定義在業(yè)界還存在較多爭議。目前通常認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)虛擬化是對物理網(wǎng)絡(luò)及其組件（比如交換機、路由器等）進行抽象，并從中分離網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的一種。采用網(wǎng)絡(luò)虛擬化可以將多個物理網(wǎng)絡(luò)抽象為一個虛擬網(wǎng)絡(luò)，或者將一個物理網(wǎng)絡(luò)分割為多個邏輯網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）是由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織（ETSI）從網(wǎng)絡(luò)運營商的角度出發(fā)提出的一種軟件和硬件分離的架構(gòu)，主要是希望通過標(biāo)準(zhǔn)化的IT 虛擬化技術(shù)，采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的大容量服務(wù)器、存儲和交換機承載各種各樣的網(wǎng)絡(luò)軟件功能，實現(xiàn)軟件的靈活加載，從而可以在數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和用戶端等不同位置靈活的部署配置。NFV打破了網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)備層和邏輯業(yè)務(wù)層之間的綁定關(guān)系，每個物理設(shè)備被虛擬化的網(wǎng)元所取代，管理能夠?qū)μ摂M網(wǎng)元進行配置以滿足其獨特的需求。

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)以VLAN與虛擬專用網(wǎng)（VPN）為代表，通過協(xié)議封裝在物理網(wǎng)絡(luò)上提供互相隔離的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。隨著軟件虛擬化、軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）等技術(shù)的發(fā)展，利用分布式的軟件技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能集的合理抽象、分割以及靈活調(diào)度逐步成為網(wǎng)絡(luò)虛擬化及網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的主流實現(xiàn)模式?，F(xiàn)階段，疊加（Overlay）組網(wǎng)技術(shù)、虛擬化流量調(diào)度技術(shù)等是網(wǎng)絡(luò)虛擬化及網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)的主要研究熱點。

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，Overlay指的是一種在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上進行疊加的虛擬化技術(shù)模式，其大體框架是對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)不進行大規(guī)模修改的前提下，實現(xiàn)應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)上的承載，并能與其他網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)分離，目前主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模互聯(lián)。

虛擬化資源調(diào)度技術(shù)借助SDN、NFV等理念實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)流量、業(yè)務(wù)功能等資源的虛擬化和智能調(diào)度。主要包括虛擬化流量調(diào)度和業(yè)務(wù)鏈。

1）虛擬化流量調(diào)度

虛擬化流量調(diào)度技術(shù)通過虛擬化技術(shù)突破目前IP網(wǎng)絡(luò)分布式路由選路的局限，利用集中式路由計算與流量調(diào)度，實現(xiàn)全網(wǎng)流量動態(tài)均衡與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。虛擬化流量調(diào)度技術(shù)主要應(yīng)用于IP骨干網(wǎng)，，重點包括如何合理定義IP 路由功能集的抽象、集中式路由決策系統(tǒng)實現(xiàn)方式、集中式系統(tǒng)的可靠性以及該種模式下的保護路徑計算實時性算法等。目前虛擬化流量調(diào)度技術(shù)在朝著與SDN等新技術(shù)結(jié)合的方向發(fā)展，如通過新增路徑計算單元/控制器（PCE/Controller）系統(tǒng)來實現(xiàn)集中式路由決策系統(tǒng)。

2）業(yè)務(wù)鏈

網(wǎng)絡(luò)中的虛擬防火墻、負(fù)載均衡器、網(wǎng)關(guān)等業(yè)務(wù)處理功能被稱為業(yè)務(wù)功能點，而流量經(jīng)過一系列的業(yè)務(wù)功能點的處理，就形成了業(yè)務(wù)鏈。與虛擬化流量調(diào)度不同，業(yè)務(wù)鏈更側(cè)重于解決虛擬網(wǎng)絡(luò)中如何通過控制服務(wù)器對網(wǎng)絡(luò)流量轉(zhuǎn)發(fā)進行編程控制，將流量靈活的調(diào)配到某個或某些個業(yè)務(wù)功能點進行處理，為用戶無縫交付網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在SDN及NFV的推動下，業(yè)務(wù)鏈備受關(guān)注，其發(fā)展前景被普遍看好。

應(yīng)用場景

演進分組核心網(wǎng)（EPC）網(wǎng)元虛擬化采用“Applications + Controller +Switch”3層架構(gòu)，將網(wǎng)元的流量流向、需要進行哪些流量處理功能等控制功能提取出來由“Applications +Controller”兩層來實現(xiàn)，“Switch”層實現(xiàn)基于流的轉(zhuǎn)發(fā)功能（甚至可能集成深度包檢測等流量分析及處理功能），并逐步實現(xiàn)控制面網(wǎng)元的集中化，通過系統(tǒng)架構(gòu)演進（SAE）網(wǎng)關(guān)的信令面與MME、策略與計費規(guī)則功能（PCRF）等設(shè)備的融合形成移動核心網(wǎng)虛擬控制云

EPC單網(wǎng)元虛擬化通過網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)的統(tǒng)一，解決容量增加帶來的成本問題，通過業(yè)務(wù)控制和轉(zhuǎn)發(fā)的分離以及硬件和軟件的分離解決業(yè)務(wù)靈活部署和增強的問題，從而降低運營商的建設(shè)成本（CAPEX）和維護成本（OPEX）。

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