NFV网络功能虚拟化基本原理及应用情况
NFV网络功能虚拟化基本原理及应用情况
中间件 操作系统
虚拟机
ATCA
化软件生成虚拟计算机，供上层应用使用
Hypervisor/虚拟机监控器
关键变化 1 ：新增虚拟化层，即通过虚拟 关键变化 2 ：传统设备中单个网元独享专
用硬件变化为各网元共享通用x86服务器
COTS
6
网络虚拟化后的网络结构图
NFV改变现有通信网络设备软硬件一体化部署模式，使设置在一个数据中心机房
虚拟计算 虚拟存储 Virtual 虚拟网络 Network
Nf-Vi
Manager(s)
Or-Vi
Vi-Vnfm
虚拟资源层
硬件资源层
虚拟化层（ VMWare, KVM, Xen） Virtualisation Layer
Vl-Ha
Computing Hardware
计算
硬件资源 Storage Hardware 存储
VIM
NFVI
存储节点 网络节点 计算节点
存储节点 网络节点 计算节点
传统架构 四大基本特征 分区
同一物理机上 多个虚拟机相 互隔离
虚拟化架构
隔离
在单一物理 机上同时运行多 个虚拟机
整个虚拟机执行 环境封装在独立 文件中
封装
虚拟机无需 修改可运行 在任何物理 机上 10
独立
1、虚拟化技术（2/3）
虚拟机（Virtual Machine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔 离环境中的完整计算机系统。按实现方式分类，可以分为全虚拟化、半虚拟化、硬件辅助虚拟化
EMS 1
OMC EMS 2 VNF VNF 2 (MME)
虚拟计算 虚拟存储 Virtual 虚拟网络 Storage
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在网络架构和管理方面发生了革命性的变化，使得网络更加灵活和可管理。
本文将对SD-WAN、SDN和NFV等技术进行特点、功能和应用场景的对比分析，以便读者更好地了解这些技术的优势和用途。
一、SD-WAN技术SD-WAN（软件定义的广域网）是一种网络技术，通过软件定义的方式来管理和控制广域网，以提高网络性能、降低成本和简化管理。
SD-WAN的特点和功能如下：特点：1.灵活性和可管理性：SD-WAN采用软件定义的方式，可以灵活地配置和管理网络，提供更加灵活的网络部署和管理。
2.智能路由：SD-WAN可以根据网络流量和应用需求动态调整路由，提高网络性能和响应速度。
3.多连接支持：SD-WAN可以支持多种广域网连接方式，如MPLS、互联网和LTE等，提供更加稳定和可靠的网络连接。
4.安全性：SD-WAN可以提供更加灵活的安全策略，实现安全的网络连接和数据传输。
功能：1.负载均衡：SD-WAN可以根据网络流量动态调整数据传输路径，实现负载均衡，提高网络性能和带宽利用率。
2.应用优化：SD-WAN可以识别和优化不同应用的网络传输，提高应用性能和用户体验。
3.网络监控：SD-WAN可以实时监控网络性能和流量，提供实时的网络状态和性能数据，方便网络管理和优化。
4.管理简化：SD-WAN可以通过集中化的管理平台对网络进行统一管理和配置，简化了网络管理的复杂性。
应用场景：1.分支机构连接：SD-WAN可以用于连接多个分支机构，提供快速、可靠和安全的连接。
2.云服务接入：SD-WAN可以用于连接企业内部网络和云服务提供商，实现灵活的云服务接入。
3.性能优化：SD-WAN可以用于优化网络性能，提高网络响应速度和带宽利用率。
二、SDN技术SDN（软件定义网络）是一种网络技术，通过将网络数据平面和控制平面分离，实现网络的灵活性和可编程性。
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(六)
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随着信息技术的迅速发展，网络架构正在经历一场革命性的变革。
传统的网络架构需要大量的物理设备和复杂的配置，难以满足快速变化的需求。
而网络虚拟化和网络功能虚拟化（NFV）技术的出现为网络架构带来了革命性的改变，使网络变得更加灵活、可靠和高效。
网络虚拟化是一种将网络资源抽象成逻辑实体的技术，它可以将一个物理网络划分为多个虚拟网络。
通过将不同的虚拟网络隔离开来，可以确保它们之间的安全性和可靠性。
而通过网络虚拟化，网络管理员可以根据需要按需配置网络资源，大大降低了网络运维的成本和复杂度。
网络功能虚拟化（NFV）则是将网络功能通过软件定义的方式部署在虚拟机上，替代传统的硬件设备。
传统的网络功能设备通常需要昂贵的硬件和繁琐的配置，而NFV技术的出现将网络功能从硬件上解放出来，使其能够以软件的形式在通用服务器上运行。
这不仅降低了网络设备的成本，还提高了网络功能的灵活性和可扩展性。
在如今的云计算时代，网络虚拟化和NFV技术发挥着重要的作用。
它们可以提供强大的网络服务，支持大规模的云计算应用。
通过网络虚拟化，云计算平台可以将物理网络资源以虚拟的方式提供给云服务。
而通过NFV技术，网络功能可以弹性地部署、升级和扩展，以适应不断变化的云计算环境。
除了在云计算领域，网络虚拟化和NFV技术还可以应用于各个行业的网络架构中。
例如，在电信业中，通过网络虚拟化和NFV技术可以实现动态的网络资源分配，提高网络的负载均衡和容错能力。
在物联网领域，网络虚拟化和NFV技术可以支持海量设备的连接和管理，实现智能家居、智慧城市等应用。
在金融行业，网络虚拟化和NFV技术可以加强网络的安全性和可靠性，保护用户的隐私和资金安全。
然而，网络虚拟化和NFV技术的应用也面临一些挑战。
首先是安全性问题，虚拟化技术的广泛应用使得网络面临更多的安全威胁。
其次是性能问题，尽管NFV技术可以提高网络的灵活性，但在某些情况下它可能会影响网络的性能和延迟。
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。
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。
网络虚拟化技术中的网络功能虚拟化
网络虚拟化技术中的网络功能虚拟化近年来，随着云计算和软件定义网络（SDN）等技术的快速发展，网络虚拟化技术逐渐成为了当今网络领域的焦点之一。
在这一技术中，网络功能虚拟化（Network Function Virtualization，NFV）作为其中的一个重要组成部分，为网络架构的转型提供了强有力的支持。
本文将探讨网络虚拟化技术中的网络功能虚拟化的概念、原理、应用以及对网络架构的影响等方面。
一、网络功能虚拟化的概念网络功能虚拟化是指将网络中的网络设备（如防火墙、负载均衡器、路由器等）从传统的硬件设备转化为虚拟化的软件形式，使其可以在通用服务器上运行。
通过虚拟化技术，网络功能可以根据需要进行灵活的组合、配置和部署，从而实现网络服务的快速交付和弹性扩展，同时降低成本和提高效率。
二、网络功能虚拟化的原理网络功能虚拟化的实现依赖于虚拟化技术和SDN的支持。
虚拟化技术使得物理服务器可以被划分为多个虚拟机，在每个虚拟机中运行不同的网络功能。
通过SDN的控制，虚拟机之间的网络连接可以进行灵活调整，使得网络功能可以根据需求进行快速配置和调整。
此外，网络功能虚拟化还需要SDN控制器来对网络功能进行集中管理和控制，以保证网络服务的安全和可靠性。
三、网络功能虚拟化的应用网络功能虚拟化在云计算和数据中心网络中得到了广泛的应用。
以前，每个网络功能都需要单独的硬件设备来支持，不仅造成了资源的浪费，而且部署和管理都非常复杂。
而通过网络功能虚拟化，可以将多个网络功能集成到同一个服务器上运行，通过软件方式管理，大大简化了网络的部署和管理工作。
同时，网络功能虚拟化还可以根据用户的需求进行灵活的扩展和调整，提高了网络的弹性和可扩展性。
四、网络功能虚拟化对网络架构的影响网络功能虚拟化的出现极大地改变了传统的网络架构。
传统网络中，网络功能是由特定的硬件设备进行支持的，需要对硬件进行定制和调整。
而在网络功能虚拟化中，网络功能被抽象为软件，可以随时进行组合和调整。
网络虚拟化的原理与应用
网络虚拟化的原理与应用网络虚拟化是一种将网络资源进行逻辑隔离和复用的技术，它能够在单一的实体网络基础上创建多个虚拟网络。
这样的技术不仅能够提升网络的利用率，还能够满足不同用户的个性化需求。
本文将介绍网络虚拟化的原理和应用。
一、网络虚拟化的原理网络虚拟化的核心原理是将底层基础设施逻辑上分隔为多个虚拟网络，每个虚拟网络独享一部分网络资源。
它通过软件定义网络（Software Defined Networking，简称SDN）技术和网络功能虚拟化（Network Function Virtualization，简称NFV）技术的结合，实现了网络资源的灵活配置和隔离。
在网络虚拟化中，SDN技术负责实现网络资源的虚拟化和网络管理的自动化。
它通过将网络的控制平面和数据平面进行分离，将网络控制逻辑集中到一个控制器中，通过控制器对网络进行管理和控制。
而NFV技术则负责将网络中的各种网络功能，如路由器、防火墙等，进行虚拟化。
通过将这些网络功能部署在虚拟机上，使其具备了更高的灵活性和可扩展性。
二、网络虚拟化的应用1. 数据中心网络虚拟化在传统的数据中心网络中，由于网络资源的静态分配，很难满足虚拟机迁移、故障恢复等需求。
而通过网络虚拟化，可以将物理网络资源虚拟化为多个虚拟网络，为不同应用提供专属的网络资源。
这样可以实现数据中心网络的灵活性、可扩展性和高效性。
2. 云计算网络虚拟化云计算是一个基于虚拟化技术的计算模式，网络虚拟化在云计算中发挥着重要的作用。
通过网络虚拟化，云服务提供商可以为不同用户提供独立的虚拟网络，确保用户之间的网络互通和隔离。
同时，它也能够提供弹性网络资源，根据用户需求实时调整网络带宽和拓扑结构。
3. 虚拟专用网络（Virtual Private Network，简称VPN）VPN是一种通过公用网络来实现私密通信的技术。
通过网络虚拟化，可以为不同用户提供独立的虚拟专用网络。
用户可以在虚拟专用网络中享受到与物理专用网络相似的安全性和可靠性。
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Other reference points
VNVNFFM
Manager(s) Vi-Vnfm
Or-Vi
InVfriVratsutIarMulicsteudre
Manager(s)
Main NFV reference points
VNFM： 虚拟化网 元生命周 期管理
VIM：硬 件管理和 虚拟资源 管理
通信网 IP承载（BICC/SIP）
通信4.0：IT化 （虚拟化，ICT融合）
软件 硬件
控制 转发
分离 解耦
1G为代表，模拟化 通信
2G为代表，数字化 通信
3G/4G逐渐发展，从软 交换到IMS，最后到 VoLTE完成彻底IP化
NFV/SDN是ICT化的催 化剂，驱动IT/CT走向
融合
• 电信网络过去十年的变革核心是IP化，其特征是CT的设备形态及网络实质，
网络管理
OSOSSS//BBSSSS
Service, VNF and Infrastructure Description
Os-Ma Se-Ma
云管理 NFV Management and Orchestration
ONrchFeVstrOator
Or-Vnfm
NFVO： 统一的资 源管理和 调度
网络功能层 虚拟资源层 硬件资源层
9
1、虚拟化技术（1/3）
虚拟化指将一台物理计算机系统虚拟化为一台或多台虚拟计算机系统。每个虚拟计算机系统 都拥有自己的虚拟硬件（如CPU、内存和设备等），来提供一个独立的虚拟机执行环境。通过虚 拟化层的模拟，虚拟机中的操作系统认为自己仍然独占一个系统在运行。这个虚拟化层称为虚拟 机监控器（Virtual Machine Monitor，VMM）
中的各虚拟通信网元，通过统一的虚拟资源层，部署到共享的通用云资源池（服务器、
存储系统等）中。
传统通信机房
数据中心机房
虚拟化
网络功能层： 软件实现的虚 拟化功能网元， 可 以 是 IMS 、 EPC等网元
虚拟资源层： 实现虚拟机资 源生成、调度、 删除等功能
硬件资源层：
云化系统中的 X86服务器、存 储设备、IOS等 IT类设备
VNF: Virtual Network Function
NFVO: NFV Orchestrator
VNFM: Virtual Network Function Management
VIM: Virtual Infrastructure Management
8
目录
一、什么是NFV ？ 二、NFV关键技术 三、产业推进情况 四、NFV带来的影响
EMS 1
OEMMS 2C
EMS 3
Ve-Vnfm
VNF (CVNSFC1F)
VNF (MVNMF 2E)
VNF VN(…F 3)
NFVI 虚拟计算
Vn-Nf
虚拟计算
虚拟计算
虚V拟irt存ual储 C虚om拟p网uti络ng
虚V拟irtu存al储 虚St拟ora网ge络
虚Vi拟rtu存al 储 虚Ne拟tw网ork络
NFV试图打破传统电信设备的竖井式体系，将通信网元功能分层解耦并引 入新的MANO管理体系实现网元全生命周期管理。
网管系统 IMS EPC HSS …
vIMS
网管系统 vEPC vHSS … 虚拟化资源 硬件资源
MANO
四大基本特征
虚拟化
采用开放的 Hypervisor和资源管 理软件将电信业务的软
• NFV技术实施后，理论上讲，网络扩容、业务开放将发生以下变化：
– 资源共享、效率更高：不同业务系统共享硬件资源，资源利用效率可在不同应用间均衡 – 扩容灵活、快速响应：网络扩容通过新增虚拟资源的形式实现，多数不涉及新增硬件调测7
网络虚拟化后的系统架构图（3+2架构）
网络虚拟化后的系统架构将由“通信域3层”+“管理域2套”共同组成，即： 通信域：硬件资源层、虚拟资源层和网络功能层三层 管理域：除传统OMC/OSS等网管系统外，新增加云管理（MANO）系统
软件化
NFV将传统通信网络设备功能软件化，通过特定的虚拟化技术，基于IT 通用的计算、存储、网络硬件设备实现电信网络功能，NFV将实现传统电信 产业与IT产业的深度融合。
4
NFV的基本特征
NFV于2013年在ETSI由13家运营商发起研究，是云计算在IT业取得巨大成功的 大背景下提出的，其工作目标是增强系统灵活性，实现网络及应用的快速部署、灵活 扩容和缩容。NFV的关键核心是通过虚拟化技术、基于通用IT硬件实现电信功能节点 的软件化，被认为是未来通信网络的基础技术。
硬件分离
通用IT基础设施
统一的标准化IT计算、 存储、网络基础硬件
云化管理
应用和业务的生 命周期管理， 虚拟资源配置
网络自动化
可与SDN结合，使用 SDN技术自动化配 置网络
5
单个NFV虚拟化网元物理结构的变化 传统电信设备系统架构 网元软件
消息分发 链路管理 DB 业务
中间件 操作系统
ATCA 关键变化1：新增虚拟化层，即通过虚拟
一、什么是NFV ？ 二、NFV关键技术 三、产业推进情况 四、NFV带来的影响
2
通信网络技术发展趋势
纵观移动通信网络发展历程，在经历了模拟通信、数字通信、端到端IP化后， 当前通信网正逐步迈向基于虚拟化、软件化等ICT融合技术的通信4.0时代
通信1.0：模拟化 通信2.0：数字化
通信3.0：IP化 （CT over IP）
化软件生成虚拟计算机，供上层应用使用
关键变化2：传统设备中单个网元独享专
用硬件变化为各网元共享通用x86服务器
虚拟化网元架构 网元软件
消息分发 链路管理 DB 业务 中间件
操作系统 虚拟机 虚拟机 虚拟机 虚拟机
Hypervisor/虚拟机监控器
COTS
6
网络虚拟化后的网络结构图
NFV改变现有通信网络设备软硬件一体化部署模式，使设置在一个数据中心机房
虚拟化层（VVirMtualWisaatiorneL, aKyeVr M, Xen）
Nf-Vi
Vl-Ha
Computing
硬S件toraBiblioteka ge 源HardwaNreetrwesoorukrces
H计ard算ware
Ha存rdw储are
Ha网rdw络are
Execution reference points
IP化承载的外在通信方式
• 电信网络下一步变革的核心是IT化，采用IT化的内在实现形式及设备形态，保
留CT的网络内涵和品质
3
NFV是什么？
NFV：Network Function Virtualization
+ 网络功能
虚拟化
即传统电信设备实现的功能。传统 电信设备，如MSC、MME、CSCF、
P-GW等均为网络功能实体