1. 概念

NFV（Network Functions Virtualization，网络功能虚拟化）是一种将网络功能从专用硬件设备中抽离出来，并通过软件在通用服务器、存储和交换机上运行的技术。NFV 的目标是通过虚拟化技术，使网络服务更加灵活、高效、可扩展。那么, 网络功能主要包括哪些方面? 以下是一些常见的网络功能:

• 路由器：负责网络数据包的转发。
• 防火墙：提供网络流量的安全性检查。
• 负载均衡器：分配流量以优化资源利用。
• NAT（网络地址转换）：管理公网和内网 IP 地址之间的映射。
• DNS、DHCP 等基础网络服务。

传统意义上，这些功能是由专用硬件（如路由器、防火墙设备）来提供, NFV 的核心思想是使用 通用的商用服务器（COTS，Commercial Off-The-Shelf）代替专用硬件，通过软件来实现网络功能。这些软件运行在虚拟化环境中，如虚拟机（VM）或容器中。

NFV 引入了以下关键组件：

1. VNF（Virtual Network Function，虚拟网络功能）：

   • 每个传统的网络功能被封装为一个 VNF，可以动态部署在虚拟化平台上。
   • 例如，将路由器功能实现为一个 VNF。

2. NFVI（NFV Infrastructure，NFV 基础设施）：

   • 提供运行 VNF 的物理和虚拟化资源。
   • 包括计算资源（CPU、内存）、存储资源和网络资源。
   • 通常由虚拟化技术（如 KVM、VMware、OpenStack）管理。

3. MANO（Management and Orchestration，管理与编排）：

   • 用于管理和协调 VNF 的生命周期，包括部署、配置、扩展、迁移和关闭。
   • NFV 的管理和编排框架通常遵循 ETSI NFV 标准。

3. NFV的优势

1. 灵活性：

   • 可以快速部署和修改网络功能，无需更换硬件。
   • 例如，当需要新增防火墙功能时，只需部署一个新的 VNF。

2. 降低成本：

   • 使用通用服务器代替专用硬件，减少硬件采购成本。
   • 更高效地利用计算、存储和网络资源。

3. 弹性和可扩展性：

   • 根据需求动态扩展或收缩网络功能。
   • 例如，流量高峰时可以启动更多的 VNF 实例来处理流量。

4. 自动化管理：

   • 通过编排工具实现网络功能的自动化部署和优化。

5. 硬件解耦：

   • 网络功能不再绑定于特定的硬件设备，可以在任何支持的 NFVI 上运行。

4. NFV的应用实践

通常, NFV可以应用到如下典型场景中,

1. 电信运营商网络：

   • 替代传统的专用网络设备，例如基站、路由器、防火墙。
   • 用于 5G 网络的核心网（Core Network）功能虚拟化，例如 AMF、SMF。

2. 数据中心网络：

   • 在云数据中心中部署虚拟路由器、虚拟负载均衡器等功能。
   • 动态调整资源以支持高峰流量。

3. 企业网络：

   • 用于企业的虚拟防火墙、VPN 网关等功能。
   • 提高网络安全的灵活性。

4. 内容分发网络（CDN）：

   • 部署虚拟缓存节点来加速内容分发。

5. 边缘计算：

   • 在边缘节点部署 VNF，用于处理本地流量（例如 IoT 应用、AR/VR）。