SDN/NFV技术：网络创新的未来

互联网的广泛普及正在不断地改变着人们的生产、生活和学习方式，并已成为支撑现代社会发展及技术进步的重要基础设施之一。传统的互联网是由终端、服务器、交换机、路由器及其他设备组成的，这些网络设备使用着封闭、专有的内部接口，运行着大量的分布式协议。然而，传统的互联网在成为一个复杂巨系统的同时，其网络架构和服务也越来越无法满足当今用户、企业和服务提供商的需求。在这种网络环境中，网络创新十分困难，研究人员不能部署和验证他们的新想法；网络运营商难以针对其需求定制并优化网络；网络设备商也无法及时地创新以满足用户的需求。

软件定义网络（SDN）是指从OpenFlow 发展而来的一种新型的网络架构，这种技术的初衷是期望研究人员能够在校园网上进行新型协议的部署试验，并由此诞生了OpenFlow 协议。随后， 该概念被逐渐扩展为软件定义网络，其核心理念是使网络软件化，使网络能力充分开放，从而使得网络能够像软件一样便捷、灵活，提高网络的创新能力。

SDN 在应用中大体可划分为3 层体系结构，即应用层、控制层和基础设施层，如图2-19所示。

图2-19　SDN 体系结构

SDN 的主要特征包括以下3 个方面。

（1）网络资源虚拟化支持逻辑网络和物理网络分离，逻辑网络可以根据业务需要配置、迁移，不受物理位置的限制。

（2）网络控制集中化支持网络资源的集中控制，使得全局优化成为可能，如流量工程、负载均衡。支持整个网络当作一台设备进行维护，设备零配置即插即用，大大降低了运维成本。

（3）网络能力开放化应用和网络的无缝集成，应用告诉网络如何运行才能更好地满足应用的需求，如业务的带宽、时延需求、路由的成本等。

NFV 的技术基础就是目前IT 业界的云计算和虚拟化技术。

网络功能虚拟化并非简单地在设备中增加虚拟机，其重要特征在于引入虚拟化层之后，网络功能虚拟化（VNF）与硬件完全解耦，改变了电信领域软件、硬件紧绑定的设备提供模式。虚拟机对上层应用屏蔽硬件的差异，虚拟功能网元可以部署在虚拟机上，进而允许运营商对电信系统的硬件资源实行统一管理和调度，能够大幅提升电信网络的灵活性、缩短业务的部署和推出时间、提升资源的使用效率。同时，网络功能虚拟化之后，电信设备演进为虚拟功能网元，这些网元的开发和实现将不再依赖于特定的硬件平台，不仅可以降低电信设备（虚拟功能网元）的开发门槛，还能促进电信设备制造产业链的开放，加速新业务的推出。(www.xing528.com)

网络功能虚拟化（NFV）结构中包括硬件资源、虚拟资源、虚拟功能网元、运营支持系统/商业支持系统（OSS/BSS）、虚拟化基础设施管理器（VIM）、VNF 管理器（VNFM）、NFV 调度器（NFVO），如图2-20 所示。

图2-20　网络功能虚拟化结构

按照NFV 设计，从纵向看网络分为3 层：基础设施层、虚拟网络层和运营支撑层。

（1）基础设施层（NFVI）：NFVI 是NFV Infrastructure 的简称，从云计算的角度看，就是一个资源池。

（2）虚拟网络层：虚拟网络层对应的就是目前各个电信业务网络，每个物理网元映射为一个虚拟网元VNF，VNF 所需资源需要分解为虚拟的计算/存储/交换资源，由NFVI 来承载，VNF 之间的接口依然采用传统网络定义的信令接口（3GPP ＋ITU-T），VNF 的业务网管依然采用NE-EMS-NMS 体制。

（3）运营支撑层：运营支撑层就是目前的OSS/BSS 系统，需要为虚拟化进行必要的修改和调整。

NFV 网络从横向看，分为业务网络域和管理编排域。

（1）业务网络域：就是目前的各电信业务网络。

（2）管理编排域：NFV 与传统网络的最大区别就是增加了一个管理编排域，简称MANO，MANO 负责对整个NFVI 资源的管理和编排、业务网络和NFVI 资源的映射和关联、OSS 业务资源流程的实施等。