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        5G網絡的核心技術:NFV 與 SDN 之間的關系

        2020-09-04 17:28云杰小編閱讀:62

        5G網絡的核心技術:NFV 與 SDN 之間的關系

        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時代到來后,兩者的出現頻率更是激增。

        隨著對這兩個概念的深入了解,很多讀者向我提出了這樣的疑問——

        NFV和SDN好像根本沒有什么關系啊,為什么兩者經常會一起以“NFV/SDN”的名義出現?它們真的有聯系嗎?是什么樣的聯系呢?

        首先,我們先簡單回顧一下,NFV和SDN到底是什么。

        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,是一個云計算技術。確切來說,是云計算的核心關鍵技術。

        大家天天嚷嚷云計算,云計算的本質是什么?

        所謂云計算,就是將計算資源從本地遷移到云端,實現“云化”。

        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云端機房,那不是真正的云計算,充其量只能叫做主機托管。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,云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。

        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制化服務器。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制造的專用設備?,F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,引入云計算技術,使用x86通用服務器替換廠商專用服務器,將核心網“云化”。

        核心網的架構設計也借鑒IT的微服務理念,變成了SBA架構(Service Based Architecture,即基于服務的架構)。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。

        采用 NFV 技術,將通信設備網元云化,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制造的專用硬件設備,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。

        再來看看SDN。

        ?;蛘咭部梢岳斫鉃?,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??刂坪娃D發,前者是命令,后者是干活。

        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。

        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。

        SDN控制下的網絡,變得更加簡單。對于上層應用來說,即使網絡再復雜,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,是基于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)。

        采用SDN之后,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是今后數據通信網絡發展的主要方向。

        好了,現在我們來說說NFV和SDN之間的關系。

        按我個人的觀點,NFV和SDN的關系,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。兩者之間的關系,就好像服務器和交換機之間的關系。

        放在ISO七層模型里,NFV是4-7層,SDN是2-3層,區別也很大。

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

        既然兩者差別那么大,為什么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,就是服務于網絡切片。

        ▲5G網絡切片

        網絡切片是5G的核心能力和關鍵特征。

        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招標結果公布),也是服務于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,。

        雖然NFV和SDN沒有歸屬關系和依賴關系,但互補關系和合作關系還是有的。

        例如,NFV數據中心采用SDN之后,可以有效改善NFV網絡的性能。此外,SDN雖然是網絡設備采用,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,虛擬化也不局限于計算機。

        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。


        文章標題:《5G網絡的核心技術:NFV 與 SDN 之間的關系》

        作  者:云杰小編。本文部分資料來源于網絡,轉載目的在于傳遞更多信息及學習參考:http://www.asperindo.org/showinfo-114-2959-0.html

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