网络功能虚拟化NFV
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。
软件定义网络的网络功能虚拟化
软件定义网络的网络功能虚拟化随着信息技术的快速发展和互联网的普及，网络已经成为现代社会不可或缺的一部分。
然而，传统的网络架构存在着一些问题，例如网络管理复杂、灵活性不足，无法满足快速变化的业务需求等。
为了解决这些问题，软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）应运而生。
而在SDN的基础上，又发展了网络功能虚拟化（Network Function Virtualization，NFV）技术，进一步提高了网络的灵活性和可管理性。
一、软件定义网络（SDN）软件定义网络是一种网络架构方式，它将网络控制平面（control plane）和数据平面（data plane）进行解耦，使网络的控制功能和数据转发功能分离。
在传统网络中，网络设备（如交换机、路由器）同时承担控制功能和数据转发功能，导致网络管理复杂且难以实现灵活的配置。
而在SDN中，通过将网络控制逻辑集中在控制器中，实现了对网络的集中控制和管理。
SDN架构中的关键组件包括：控制器、网络操作系统、交换机和应用程序。
控制器是SDN网络的核心，负责实现对网络的控制和管理。
网络操作系统可以看作是控制器和交换机之间的接口，负责将应用程序的指令翻译成交换机能够理解的协议。
交换机是数据转发的核心，它通过与控制器通信来获取转发规则，并根据这些规则进行数据的转发。
应用程序则是基于控制器和网络操作系统提供的接口，开发出的能够实现各种功能的网络应用。
二、网络功能虚拟化（NFV）网络功能虚拟化是一种通过软件来代替传统专用硬件的网络功能的技术。
传统的网络功能（如防火墙、负载均衡器、路由器等）通常需要专门的硬件设备来实现，这样会增加硬件设备的成本和管理难度。
而通过网络功能虚拟化，可以将网络功能的逻辑功能与底层的硬件解耦，将其实现为基于软件的虚拟机（Virtual Machine，VM）或容器（Container）的形式。
在网络功能虚拟化中，虚拟化管理器（Virtualized Infrastructure Manager，VIM）负责管理和调度虚拟化资源。
虚拟网络技术：SD-WAN、SDN、NFV等技术的特点、功能和应用场景对比分析
虚拟网络技术：SD-WAN、SDN、NFV等技术的特点、功能和应用场景对比分析虚拟网络技术是指利用软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）等技术，通过虚拟化技术实现网络资源的可编程、可控制和可管理，从而提高网络的灵活性、安全性和可靠性。
本文将分别从SD-WAN、SDN、NFV三个方面对这些虚拟网络技术的特点、功能和应用场景进行对比分析。
一、SD-WAN技术1.特点（1）基于软件定义技术：SD-WAN是软件定义广域网，其网络控制平面与数据传输平面分离，通过控制器对网络进行集中管理和配置。
（2）多链路负载均衡：SD-WAN可以同时利用多条宽带、4G、LTE 等网络连接，实现负载均衡和故障转移，提高网络的稳定性。
（3）智能路由和应用优化：SD-WAN能够根据网络流量和应用需求进行智能路由和优化，提高网络性能和用户体验。
（4）安全性和隐私保护：SD-WAN支持对网络数据进行加密，保障数据的安全传输，并提供访问控制和安全策略管理功能。
2.功能（1）负载均衡和路径优化：SD-WAN可以根据网络流量和业务需求自动选择最佳路径，实现负载均衡和性能优化。
（2）安全策略管理：SD-WAN支持对网络数据进行加密和访问控制，实现安全的网络传输和数据保护。
（3）应用性能优化：SD-WAN可以智能识别和优化关键应用的性能，提高用户体验和工作效率。
（4）集中管理和配置：SD-WAN集中管理平台可以对网络设备进行集中管理和配置，减少手动配置和管理成本。
3.应用场景（1）企业办公网络建设：SD-WAN适用于企业多地点的办公网络建设，能够实现跨地域的网络连接和应用优化。
（2）云服务接入：SD-WAN可以连接企业内部网络与公共云服务，实现安全稳定的云服务接入。
（3）分支机构网络建设：SD-WAN可以连接不同分支机构的网络，实现统一管理和优化网络性能。
（4）移动办公网络建设：SD-WAN适用于移动办公网络的建设，支持移动用户的接入与管理。
5G中网络功能虚拟化 (NFV) 的承诺与挑战
5G中网络功能虚拟化 (NFV) 的承诺与挑战在数字时代的浩瀚星空中，5G技术犹如一束曙光，照亮了网络世界的新篇章。
而在这片光明中，网络功能虚拟化 (NFV) 犹如一颗璀璨的明星，闪耀着智慧的光芒，为5G网络注入了新的活力。
NFV，就像是一位智慧的工程师，手持代码，以创新之力，编织出一张张灵活、高效的网络功能，引领着我们走向5G网络的新时代。
它不仅仅是一种技术，更是一种理念，一种能够将网络功能从硬件设备中解放出来，交由软件管理的理念。
在这个充满挑战和机遇的时代，NFV 就像是一位守护者，守护着我们的5G网络，守护着我们的未来。
NFV的作用，就像是一把锋利的剑，刺破了传统5G网络的束缚。
它将网络功能从硬件设备中解放出来，交由软件管理，使得5G网络更加灵活、可扩展和高效。
这种变革，就像是将汽车从马车时代带入了现代，极大地提高了我们的出行效率和体验。
然而，NFV的崛起并非没有争议。
有人担心，这种高度复杂的技术，可能会被少数人掌握，成为新的垄断工具。
这就好比是，我们在享受科技的便利的同时，也可能在不经意间失去对科技的控制。
因此，我们在拥抱NFV的同时，也要警惕其可能带来的风险。
NFV技术的应用前景无疑是巨大的。
无论是企业、政府机构还是普通用户，都需要一个更加智能、更加高效的5G网络功能管理手段来应对日益增长的5G网络需求。
NFV技术正是这样一个理想的解决方案。
它能够提供可扩展、灵活的5G网络功能服务，满足企业不同阶段的需求。
然而，NFV技术的普及和应用，也需要我们面对一些新的挑战。
比如，如何提高NFV设备的普及率？如何保证NFV技术的安全性？如何培养大量的NFV技术人才？这些问题，都需要我们共同努力，寻找解决方案，以确保NFV技术的健康发展。
总的来说，网络功能虚拟化 (NFV) 在5G网络中的作用，就像是一位引领者，带领我们进入一个全新的5G网络功能管理时代。
它给我们带来了前所未有的灵活性和可扩展性，也带来了一些挑战。
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。
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NFV的实现
NFVI（硬件）：服务器、存储器、交换机 VIM（负责对物理硬件虚拟化资源进行统一的管理、监控、优化）：主流是 openstack，或其他IaaS平台 VNF：由软件实现网络功能（如DPI、防火墙），一般作为虚拟机运行在 NFVI上
MANO解析需要的网络功能，一方面控制VIM 分配所需的计算、存储资源（创建虚拟机）， 一方面控制SDN controller分配网络连接（下发 流表）。 一些情况下，VNF可以向编排器进行反馈， 编排器很据情况对VNFC和VNFL进行调整。
软件化的网络 功能，没有看 到openstack这 样成熟的、公 认的管理工具
NFV的实现
对要部署的 VNF的描述文件
编排组件： heat
VNF即在虚拟机中用软件的方式实现的网 络功能，根据实际情况进行开发。如 NFWare vCG-NAT、 Ericsson Virtual Router、
Benu Networks: Virtual Service Edge
网络功能虚拟化 —Network Function Virtualization
姓名 张 涛 学号 115034910204
什么是NFV NFV的框架 NFV的发展 NFV的应用 NFV的实现
什么是NFV
NFV(Network Function Virtulization)，即网络功 能虚拟化，背景是电信网络,旨在采用虚拟化的方 法，将原本运行在专用中间设备(middlebox)的网 络功能（如网关、防火墙）用软件的方式实现， 通过在标准的通用设备（服务器、存储器、交换 机）中运行的虚拟网络功能(VNF)得以实现 多个VNF可通过动态的逻辑链接串联成业务链 (Service Function Chain)
NFV的应用
适用于固定、移动网络中任何数据面的分组处理和控制面功能 • 交换单元： BNG, CG-NAT, 路由器 • 移动网络节点： HLR/HSS, MME, SGSN, GGSN/PDNGW, RNC, Node B, eNode B • 隧道网关单元： IPSec/SSL VPN网关 • 流量分析： DPI, QoE测量 • 服务保证： SLA监控、测试和诊断 • NGN 信令：SBC 系列，IMS • 扩展网络功能的融合： AAA服务器，策略控制和计费平台 • 应用级优化： CDN、 Cache服务器，负载均衡器、应用 加速器 • 安全功能：防火墙、病毒扫描器、入侵检测系统、蠕虫防 护 • 家庭路由器和机顶盒所包含的功能，用于生成虚拟家庭环 境
WHY
现网络架构存在的问题： 网络功能与网络设备有着超强耦合的关系，即硬 件设备是专用的。这让大多数公司在购买相应设 备的同时，附加需要承担相应的垄断费用及售后 费用。在这种网络技术体制下，对网络的管理、 运维也有存在很大难题。
Advantage
低成本
基于x86标准的IT设备成本低廉 基于软件的运行和维护方法，能够为运营商提供 更多、更灵活的网络部署与重构，降低运行和维 护成本 大规模的通用化平台，资源共享化，意味着更高 的使用效率，意味着更低的成本
NFV的框架
VNF
VNF（虚拟网络功能）：用软件形式来实现原本 由各类网路硬件所具备的功能，可被配置在一或 多个的虚拟机上
EMS（系统管理单元）：负EMS对其进行 操控
NFV的框架
NFVI
网络功能虚拟化基础建设（NFVI） 主要包含虚拟资源(Virtualised Resources)、虚 拟化层(Virtualisation Layer)、硬件资源 (Hardware Resources)三个功能区块 从云计算的角度看，就是一个资源池。NFVI映射 到物理基础设施就是多个地理上分散的数据中心 ，通过高速通信网连接起来。 NFVI需要将物理 计算/存储/交换资源通过虚拟化转换为虚拟的计 算/存储/交换资源池。
NFV的实现
虚拟机 存储服务
逻辑链接 虚拟网络
计算组件： nova
LibvirtAPI
虚拟化平台： KVM、QEMU
LXC、XEN UML、ESXi
存储组件：
glance(镜像存储) swift(对象存储) cinder(卷存储)
网络组件： neutron
nova-network
L2/L3隔离 IP地址管理 虚拟网卡 虚拟网桥
编排+管理组 件：
tacker
Orchestrator、 VNFmanager、 VIM一般作为一 个整体（NFV MANO）来开发
，有
Chameleon
SDS
Avaya SDN Fx OpenMANO等
Thanks
NFV的框架
Virtualised Infrastructure Managers
虚拟化基础设施管理(Virtualised Infrastructure Managers) 作为NFVI层的管理系统，负责对物理硬件虚拟化 资源进行统一的管理、监控、优化。如 OpenStack。
NFV的发展 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。 建设分两个阶段，第一阶段于2014年底完成，建立 了NFV技术的开放标准（11 NFV specifications）。 第二阶段计划在2015-2016两年间完成，工作的主 要目标是在第一阶段建立的标准的基础上实现互操 作性。
下层资源部分： 虚拟化的硬件资 源，用 openstack管理 ，提供虚拟机、 块存储、虚拟网 身份认证络组件：
Keystone 消息队列： RabbitMQ 控制台： Horizon
网络虚拟技术： TUN、LinuxBridge、MacVtap TAP、MacVLAN、openvswitch
上层应用部分 ：
Advantage
灵活性
基于实际的流量、移动特征和业务需要，实时地 对硬件资源、网络配置、拓扑就近加以优化 开放的API接口，更广阔、多样的、鼓励开放的 生态系统。 软件方式开发，缩短创新周期
NFV的框架
OSS/BSS
运营支撑系统及业务支撑系统(OSS/BSS)：
代表运营商各自的营运支撑系统与业务支撑系统 NFV MANO执行资源调配取用的任务时，将参考 OSS和BSS的角度来进行协调配置。
NFV的发展
2014年9月，由Linux基金会发起的OPNFV（ Open Platform for NFV）项目启动，这是一个基 于开源的，运营级的集成平台，目标是使NFV相 关的新产品和新服务能够尽快形成产业。通过利 用开源社区中积累的资源，使ETSI-ISG所提出的 参考标准能够落地。是第二阶段的重要建设内容 。
NFV的框架
Orchestrator
编排器(Orchestrator) 它负责对上层软件资源进行编排和管理，这种编 排能力可以根据业务的需求，调整各VNF所需要 的资源的多少 是系统实现全自动化最为核心的环节；
NFV的框架
VNF Manager
虚拟网络功能的管理者（VNF Manager） 负责VNF的生命周期管理。一个VNF Manager可 以管理一个或多个VNF。 这里的管理是指提供包括部署/扩容/缩容/下线等 自动化能力。