浅谈数据中心网络虚拟化技术之NFV

2016-02-24 09:46

　　NFV这个词语如今在各大媒体上出现的次数越来越频繁，很多人可能还不知道NFV是什么东东，本文就来给大家恶补一下，NFV是NetworkFunctionsVirtualisation的缩写，中文名叫网络功能虚拟化，这是由网络运营商联盟提出的，ETSI(欧洲电信标准协会)组织的NFV规范基础是标准范本。NFV旨在利用标准IT虚拟化技术解决这些问题，具体是把多种网络设备类型融合到数据中心、网络节点和终端用户企业内可定位的行业标准高容量服务器、交换机和存储中。通过使用X86等通用型硬件以及虚拟化技术，来承载很多功能的软件处理，说白了就是将原来网络设备、存储设备、安全设备、负载均衡等设备的功能移植到X86标准服务器上，只要在服务器上安装上相应的软件就可以完成原来硬件设备的功能。显然这样做可以极大地降低网络昂贵的设备成本，通过软硬件的分离，使设备功能不再依赖于专用硬件，资源可以充分灵活共享。NFV的终极目标是通过X86行业标准服务器加载相应的通用软件，实现网络、安全、存储等功能。

　　NFV的根本是将数据中心里的各种设备的软硬件功能分离，将软件部分转移到服务器上，由服务器来完成相应功能，所以NFV的具体实现功能可以非常广泛。比如：VSR虚拟路由器、VFW虚拟防火墙、VLB虚拟负载均衡、VIPS虚拟入侵防御、VACG虚拟应用控制、VAC虚拟无线控制器等虚拟网络功能、VBRAS虚拟BRAS设备等虚拟网络功能。这些功能的名字统统都是在原有名字之前加了一个V，V代表的是Virual即虚拟化，意味着是通过X86服务器的虚拟化技术，加载相应功能软件来实现。通过NFV将数据中心所有设备的功能从硬件中脱离出来，由服务器虚拟化软件来完成，这对于数据中心是一场巨大变革，将彻底打破数据中心市场里硬件厂商一统天下的局面。NFV成为了软件定义数据中心最好的技术实现，通过NFV技术，可以将所有功能集中到服务器上来，进行集中管理。未来的数据中心会形成服务器集群承载具体应用业务，网络功能集群实现网络转发，网络存储集群实现存储，网络安全集群等等，这些都是若干台服务器设备集中到一起完成相应的功能。部署了NFV后，只需要部署一些白盒的廉价网络和存储设备，再加上服务器集群就可以完成数据中心的所有功能了，这样一个系统都有相应的服务器集群来控制，对这些系统可以统一管理，极大地简化了数据中心运维工作，可大幅提升数据中心的运维效率。最为关键的是，通过部署NFV打破了网络技术封闭的现状。现在的数据中心网络设备功能实现千差万别，很多设备都有自己的私有技术，这样与其它网络设备无法实现对接，这给数据中心带来了很大困扰。网络设备实现不统一有历史的原因，借助于标准的服务器设备，迫使网络设备做出改变，技术走向统一，这样在未来，可以将相应的网络软件加装到服务器上，就可以形成统一的实现标准。

　　NFV受到了运营商的热捧，国外的运营商AT&T、英国电信BT、德国电信等已经开始部署了NFV虚拟化网络。国内的中国移动去年就成立了OPNFV实验室，吸引了华为、中兴、惠普、微软、华三等企业加入，新建多点试验网络，进行新技术实验，推进外场“孕育式”试商用，中国电信则利用SDN+NFV技术面向云计算服务的网络增值业务，中国联通发布了“网络虚拟化白皮书”，利用NFV和SDN技术在多个应用场景上展开研发和试点，如虚拟IPEdge、虚拟移动网络、移动回传和虚拟用户端设备等，中国的三大运营商都已经行动起来，这使得NFV市场规模也值得期待。根据相关的统计，NFV市场规模将从2014年的9.5亿美元增长到2019年的116亿美元，年复合增长率高达65%。在运营商市场，NFV如鱼得水，迅速获得了众多运营商的热捧，在强大的市场需求背景下，NFV技术迅速得到了试商用，相信2016年NFV在运营商市场上将进入规模应用的时代。

　　虽然NFV技术的优点显而易见，但目前依然面临不少挑战。和任何一项技术的进展演化趋势一样，最开始的阶段必然会遇到不少阻力，尤其是一些传统保守的技术派，再加上NFV技术的设计考虑不足，这使得NFV依然处于测试阶段，真正在网络中部署的很少，就算部署了所带的业务也不多。来自传统设备上的阻力，NFV技术的出现给了这些传统硬件设备商当头一棒，这些设备商再也无法平稳地过日子了。极具成本优势的NFV会不断蚕食他们所占有的市场，必然会遭到设备商的反击，在一定程度上阻碍了NFV技术的发展。还有NFV的可靠性也令人担忧，传统硬件网络设备的高可靠性可以达到5个9，而NFV基于通用服务器，可靠性明显低于专用的网络设备，NFV必须采用虚拟机分散、虚拟机备份和管理系统备份等方式来提高虚拟化系统的可靠性，不过这些技术的引入又增加了NFV实现的难度，使得NFV技术过于复杂。还有NFV技术部署到服务器上后，I/O接口数据转发存在性能瓶颈，和传统网络设备相比会有30%-40%的性能损失，只有缩小到10%以内才能达到商用水平。

　　显然，NFV技术还有很多地方需要完善，人们完全接受也需要一个漫长的过程，再加上传统设备商的竞争，这都给NFV的未来蒙上了一层阴影。但历史的车轮是向前转的，NFV的发展不可逆。虽然NFV是运营商提出来的，但在数据中心里依然适用。要知道SDN产生于数据中心，NFV与SDN有很多相似之处，关于两者的比较都很多这方面的技术文章，在此不再一一阐述。在数据中心领域，已经见到了NFV技术的实验，未来数据中心是SDN的还是NFV，还真不好说。NFV前途是坎坷的，但未来必然是光明的。