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SDN/NFV开启下一代网络的大门

  【IT168评论】网络世界正在经历一场根本性的变革,以支持IoT、AR/VR、V2X等新兴应用/服务的多样化需求。通信服务提供商和电信运营商正在利用这些“以用户为中心”的服务扩展其产品组合。

  传统网络无法支持连接数十亿设备的需求,以及网络节点的大量增加以及网络上的大量数据生成/传输。这些新服务需要复杂的网络转换,以支持所需的敏捷性、可扩展性和可编程性。

  它们需要通过软件编程来设计、部署和管理网络组件。这就是软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)被需要的地方。SDN将网络控制部分与转发功能分离,从而实现网络控制的直接可编程性。另一方面,NFV是从物理网络h/w到特定网络元素的虚拟化网络功能的迁移。

  推动NFV

  传统的网络模式有几个痛点——高资本支出、高运营成本、延迟上市时间、复杂的升级,有限的可扩展性以及资源过度供应以支持高需求,等。NFV通过提供按需服务解决了这些难点通过提供供应商独立性来创建,按需资源分配和降低CAPEX/OPEX。

  从自动化、供应、虚拟网络功能的完整生命周期管理,跨一组物理和虚拟资源的端到端服务供应,以及在同一硬件中概念化多个切片,可以看到向NFV的初始架构过渡。近年来,零接触配置(ZTP)和闭环工作流程自动化已经引起了很多行业的关注。因此,大多数开源NFV项目都围绕自动化一触式服务和基础设施配置,用于操作可见性(遥测)工具、分析和网络的最终优化的工具进行介绍。

  NFV最初专注于DC虚拟化,但是逐渐地它的使用变得更加多样化 - 从边缘到核心。最近围绕5G(3GPP)和边缘计算(ETSI)的标准化工作严重依赖于NFV - 大多数核心和边缘组件预计将在运行在NFV基础架构上的VM或容器的环境中进行虚拟化和执行。

  SDN的成长

  SDN的初始用例旨在用白盒交换机取代传统的路由/交换设备,其中转发逻辑保留在交换机中,但控制部分指示路由/转发表移动到集中控制器(SDN控制器)。此范例已扩展到支持其他场景,如实施复杂的QoS策略、集中设备配置、流量管理、负载平衡,跨元素设置L2/L3网络结构等。这些场景被实现为基于SDN控制器顶部开发的北向应用程序。运营商可以利用这些应用程序提供的API在底层交换结构中添加所需的网络可编程性。

  为了支持多种用例,SDN控制器支持南向协议的详尽列表,如用于交换数据包的OpenFlow,用于设备配置/管理的NetConf和SNMP以及用于BGP、ISIS和OSPF的路由协议,以支持与传统路由结构的集成。gRPC、gNMI和gNOI是SDN控制器南向接口的最新增加。

  这些新协议和最近推出的SDN的P4编程语言,正在将SDN技术推向白盒交换机,即使数据平面流水线也可以由操作员完全编程。开放网络基金会(ONF)提出了一个项目“Stratum”,它提出了一个新的控制接口,为各种交换芯片提供管道抽象。该项目广泛使用P4程序来定义表、动作等,从而提供完全可编程的芯片。虽然P4用于切换逻辑,但新的协议gNMI和gNOI用于配置/监视(通过gNMI的OpenConfig)和操作(gNOI)。

  开源社区的作用

  SDN和NFV计划都是由开源软件高度支配的。NFV使用不同的部署模式(私有云或混合云)影响了网络运行、边缘或核心的转换,这些位置上的私有云NFV基础架构使用不同的虚拟化基础架构管理器(VIM),如OpenStack,OpenShift,OpenBaton等。

  NFV部署的管理和编排(MANO)一直是开源社区的主要关注点。两个流行的MANO框架在行业中加快了ONAP(由Linux Foundation拥有)和OSM(由ETSI拥有)的发展速度。这些工具中的每一个都允许部署网络服务,定义工作流程、监控和闭环自动化以进行资源优化。

  开源社区还提出了“StarlingX”和“飞艇”等有趣的倡议,以缓解NFV部署的挑战。“StarlingX”提供了ISOs,可以直接部署它在edge上建立一个基于openstack的云。“飞艇”提供了OpenStack云的完整生命周期管理,包括边缘和核心。这些项目普遍得到大型电信运营商的支持,在市场上具有巨大的接受度。

  在SDN方面,两个最受欢迎的开源项目是OpenDaylight和ONOS。这两个项目都提供了强大的协议支持,从而管理各种设备。这些项目还与OpenStack等VIM集成,实现网络切片和服务功能链接用例。这些SDN控制器也提供北向抽象以进行配置和管理。

  SDN/NFV的收入机会

  根据市场调查,SDN全球市场现在分布在多个用例中。服务功能链、网络切片、SD-WAN、中央办公室重新设计为数据中心(CORD),NaaS/BoD等是这个市场的最新补充。

  NFV市场定义非常明确 - 几乎所有网络组件都在向虚拟化发展。VNF在以下每个类别中都受支持 - 交换和路由(虚拟负载平衡,vSwitch,vRouter),核心WAN功能(虚拟IMS,虚拟PCRF,虚拟EPC,虚拟RAN),标准设备(虚拟FW,虚拟DNS),虽然虚拟化实施的转换将在内部完成,但这些虚拟化部署的管理和编排部分将为供应商开辟一个巨大的市场。

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