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5G网络的核心技术:NFV与SDN的关系

时间:2021-01-06 13:01 发布:http://www.vecloud.com 阅读量:15

NFV、SDN是这几年炒的火热的技术,5G就像催化剂,使两者的出现频率急剧增加。

在很多人看来NFV和SDN似乎完全没有关系。为什么两者总是以NFV/SDN的名义出现?

首先,让我们简单地回顾一下什么是NFV和SDN。

这个词实际上可以分解。网络功能是指移动通信网络设备的功能。虚拟化是云计算技术。确切地说,这是云计算的核心技术。

大家每天喊云计算,云计算的本质是什么?

云计算是指将计算资源从本地转移到云,实现云化。

计算资源,主要指服务器。具有CPU、内存、硬盘、网卡,通过安装操作系统和软件,可以提供各种计算机服务。

但是,如果只是简单地将服务器硬件转移到云机房,那就不是真正的云计算,最多只能称为主机托管。这种方式在分配资源时缺乏足够的灵活性和效率。机器的硬件配置不能灵活变动,操作系统安装也很慢很费力,还不能随便改。

因此,云计算引进了虚拟化技术。

虚拟化技术在物理服务器的基础上,通过配置虚拟化软件平台,统一管理计算资源(CPU、存储器等)、存储资源(硬盘等)、网络资源(网卡等)等资源,按需分配。

在虚拟化平台的管理下,一些物理服务器成为一个大资源池。在资源池上,可分为若干虚拟服务器(虚拟机),安装操作系统和软件服务,实现各自的功能。

我们的移动通信网络,特别是核心网络,由许多网元设备构成。这些网元本身就是定制服务器。在网元设备上运行的软件服务确保了功能。

以前,这些网元是各厂家自行设计制造的专用设备。如今,随着x86万能服务器硬件能力的不断提升,通信行业开始学习IT行业,引进云计算技术,使用x86万能服务器替换厂家专用服务器,将核心网云化。

核心网络的架构设计也参考了IT的微服务理念,成为了SBA架构(Service Based 

Architecture,即基于服务的架构)。简而言之,就是把一个服务器实现多个功能变成多个服务器实现各自的功能。n个虚拟机,n个功能。

采用NFV技术,使通信设备的网元云化,可以实现软件和硬件的完全结合。运营商不再需要购买厂家们生产的专用硬件设备,大大降低了硬件资金投入。

NFV具有自动配置、弹性伸缩、故障隔离等优点,可大幅提高网络运维效率,降低风险和能源消耗。

因此,运营商对NFV技术的需求很强。除了核心网络之外,运营商还在推动NFV在访问网络上的着陆,也就是说,让基站拥抱虚拟化。

再来说说SDN

或者可以理解为软件定义的网络、软件控制的网络、可编程的网络。

SDN的设计构想实际上和NFV一样,通过结合来提高系统的灵活性。NFV是硬件和软件的结合,SDN是控制平面和转发平面的结合。

承载网的核心功能是传输数据。传输过程是不断路由和传输数据报告的过程。控制和转发,前者是命令,后者是工作。

在传统网络中,每个转发节点(如路由器、开关)都是独立工作的,内部管理命令和界面也是厂商私有的,不对外开放。

SDN网络是在网络上建立SDN控制器节点,统一管理和控制下层设备的数据传输。所有下级节点,管理功能被剥离(交给SDN控制器),只剩下转发功能。

SDN控制下的网络变得更加简单。对于高层应用来说,即使网络复杂,也看不见。管理者可以像配置软件程序一样简单地配置,使网络实现新的路由传输战略。如果是传统网络,每个网络设备都需要单独配置。

SDN的工作过程是基于Flow(流)。SDN控制器与下级节点之间的接口协议是OpenFlow。只有支持OpenFlow设备,SDN控制器才能管理。SDN控制的方式是发行FlowTable(流表)。

采用SDN后,整个数据网络的灵活性和可扩展性大幅增加。同时,SDN简化了网络配置,节约了运维成本的很受运营商欢迎。

除了移动通信,许多广域网、城域网和专线业务都拥抱SDN。例如,现在热炒的SD-WAN是SDN引进广域网,取代昂贵的专线。

总而言之,SDN是今后数据通信网络发展的主要方向。

那么,现在谈谈NFV和SDN的关系吧。

根据我个人的观点,NFV和SDN的关系确实不大。两种技术不仅实现原理不同,应用场景也不同。NFV是典型的计算技术,SDN是典型的网络技术。两者之间的关系就像服务器和交换机之间的关系。

放在ISO七层模型中,NFV为4-7层,SDN为2-3层,区别也很大。

从移动通信的角度来看,NFV主要应用于核心网和接入网,SDN主要应用于承载网,两者也是不同的领域。

既然两者差别那么大,为什么要经常放在一起说呢?

其实,主要是因为5G。

SDN是控制和转发解耦,NFV是软件和硬件解耦。两者都是解耦,目的只有一个,灵活。灵活的目的是为网络切片服务。

5G网络切片

网络切片是5G的核心能力和重要特征。

NSA,不支持网络切片。只有SA,才支持网络切片。SA是真正的5G,NSA只能说是半5G和5G-。

目前,各大运营商正在努力建立5GNFV核心网络。

同时,运营商的承载网改造也在进行中。三大运营商推出的5G承载网方案,全面引进SDN。

总之,NFV和SDN没有归属关系和依赖关系,但互补关系和合作关系仍然存在。

例如,NFV数据中心在采用SDN后,可以有效地改善NFV网络的性能。此外,虽然SDN网络设备,但这些网络设备也可以像服务器一样引进虚拟化。换句话说,虚拟化也不局限于计算机。

NFV引领未来计算,SDN代表未来网络。


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