Виртуелизација мрежних функција (НФВ) је модерна технологија која омогућава примену виртуелизованих мрежних услуга уместо традиционалног хардвера.
Ово је од велике помоћи у мрежној архитектури и може помоћи у раздвајању мрежних функција и хардвера коришћењем техника виртуелизације.
Многе технологије су се појавиле, од рачунарства у облаку и ОпенФлов-а до софтверски дефинисаног умрежавања (СДН). Виртуелизација мрежних функција (НФВ) је нови концепт који је с правом преузео своје место у свим индустријама.
НФВ предузима кораке ка стварању агилније мрежне инфраструктуре по нижој цени. Са овом технологијом, није вам потребан наменски хардвер за сваку мрежну функцију.
Штавише, побољшава скалабилност омогућавајући провајдерима услуга да обезбеде нове мрежне апликације и услуге на захтев без додатних хардверских ресурса.
Хајде да разумемо шта је НФВ, како се уклапа у индустрије, зашто је потребан и још много тога.
Преглед садржаја
Шта је виртуелизација мрежних функција?
Виртуелизација мрежних функција (НФВ) је најновија технологија која замењује хардвер мрежних уређаја ефикасним виртуелним машинама (ВМ). А ВМ-овима је потребан хипервизор за покретање мрежних процеса, као што су балансирање оптерећења и рутирање.
Група телеком оператера је први пут објавила белу књигу у октобру 2012. о ОпенФлов-у и софтверски дефинисаном умрежавању (СДН). Позив за акцију је закључио бијелу књигу и довео до стварања НФВ-а. Циљ му је да прошири објављене спецификације и произведе нове на основу најновијих побољшања.
Примарна мисија виртуелизације мрежних функција је коришћење робног хардвера. То је само зато што од менаџера мреже више није потребно да купују или ручно конфигуришу наменске уређаје за изградњу ланаца услуга.
Сваки наменски мрежни уређај мора да се повеже каблом ручно, што троши више времена, струје и простора у центру података. Пошто НФВ виртуелизује мрежне функције и елиминише физичке уређаје, мрежни оператери могу да померају, мењају или додају мрежне функције у поједностављеном процесу помоћу софтвера.
На пример, мрежни оператер премешта своју виртуелну машину на други физички сервер или обезбеђује другу виртуелну машину на оригиналном серверу. Покреће се искључиво у софтверу, аутоматски се помера и може се извршити на даљину.
Ова флексибилност омогућава мрежним администраторима да одговоре на додатке и промене и да се крећу на скалабилнији и окретнији начин како се захтеви мрежних услуга и пословни циљеви мењају.
Неки примери виртуелизације мрежних функција су балансери оптерећења, уређаји за откривање упада, заштитни зидови, ВАН акцелератори, контролери граница сесије и још много тога. Администратори могу да примене било коју од горенаведених компоненти за испоруку мрежних услуга и заштиту мреже, избегавајући сложеност и високу цену инсталирања физичких јединица.
Стога, мрежни администратор може да виртуелизује стандардне функције складиштења, рачунара и мреже како би их поставио на комерцијални Офф-Тхе-Схелф (ЦОТС) хардвер, укључујући к86 сервере. Доступни ресурси к86 сервера у виртуелним машинама одржавају мрежне услуге флексибилним и независним од традиционалног хардвера.
На овај начин, НФВ омогућава да вишеструке виртуелне мрежне функције (ВНФ) раде на једном серверу и да се повећавају или смањују. Такође виртуелизује податке и ниво контроле како унутар центра података тако и ван мрежа.
Како функционише виртуелизација мрежних функција?
НФВ у суштини замењује функционалност појединачних хардверских мрежних компоненти. То значи да виртуелне машине покрећу софтвер који показује сличне мрежне функције као традиционални хардвер. Од балансирања оптерећења до безбедности заштитног зида, све се обавља софтвером, а не било којим хардверским компонентама.
Софтверски дефинисан мрежни или хипервизорски контролер омогућава инжењерима да програмирају различите сегменте виртуелне мреже и аутоматизују мрежно обезбеђивање. ИТ менаџери конфигуришу различите аспекте мрежне функционалности у року од неколико минута.
Да бисмо боље разумели рад, хајде да истражимо НФВ архитектуру.
Архитектура мрежних функција Виртуелизација
У традиционалној архитектури, сваки власнички хардверски уређај обавља вишеструке мрежне задатке. Виртуелизована мрежа елиминише тешке задатке и замењује делове који се користе у традиционалној мрежној архитектури софтверским апликацијама које покрећу ВМ за обављање мрежних задатака.
Флексибилна и отворена архитектура је суштинска карактеристика виртуелизације мрежних функција. Ово корисницима даје приступ вишеструким могућностима примене.
Типичан НФВ архитектонски оквир има три главне компоненте:
- Функције виртуелне мреже (ВНФ)
- Инфраструктура виртуелизације мрежних функција (НФВИ)
- Мрежне функције Управљање виртуелизацијом и мрежна оркестрација (НВФ МАНО)
Хајде да детаљно размотримо компоненте:
Функције виртуелне мреже (ВНФ)
ВНФ-ови су градивни блокови архитектуре виртуелизације мрежних функција. То је виртуелизована мрежна компонента као што је заштитни зид, ДХЦП сервер, мрежна подфункција, базна станица или виртуелни рутер.
На пример, многе подстанице, као што су кућни претплатнички сервери (ХСС), сервинг гатеваи (СГВ) и ентитет за управљање мобилношћу (ММЕ), служе као независне виртуелне мрежне функције. Такође, функционише као виртуелно развијено језгро пакета (ЕПЦ).
Један ВНФ се може применити на једној виртуелној машини или на различитим виртуелним машинама. Сваки ВМ у вашој организацији може да хостује ВНФ функцију или подскуп укупних функција на листи.
ВНФ има подсекцију, односно систем управљања елементима (ЕМС). ЕМС подржава функционално управљање ВНФ-ом, укључујући грешке, перформансе, рачуноводство, управљање безбедношћу и конфигурацију. Поред тога, ЕМС користи власничке интерфејсе за покретање једног или више ВНФ-ова истовремено.
Инфраструктура виртуелизације мрежних функција (НФВИ)
НФВИ обухвата софтверске и хардверске елементе који се користе за генерисање оквира за примену ВНФ-а. Корисници могу да приступе НФВИ за контролу, управљање и извршавање ВНФ-ова.
НФВИ подешавање физички постоји око неколико локација са мрежом која обезбеђује повезивање за генерисање свеобухватног оквира. Даље, НФВИ укључује виртуелне ресурсе, слој виртуелизације и хардверски слој.
Извор: трансформингнетворкинфраструцтуре.цом
Хардверски слој укључује ИТ инфраструктуру, укључујући рачунарство, складиштење и мрежне елементе. Ови елементи нуде ВНФ-ове са функционалношћу повезивања, складиштења и обраде помоћу хипервизора.
Рачунарски и меморијски ресурси постоје у скупу ресурса где мрежни ресурси обухватају функције пребацивања – жичане и бежичне мреже и рутере.
Слој виртуелизације омогућава хипервизору да функционише синонимно тако што кондензује хардверске ресурсе и одваја софтвер виртуелних мрежних функција од његовог примарног хардвера. Овај слој омогућава да ВНФ животни циклус буде независан од хардвера.
Главна функција слоја виртуелизације укључује логичко партиционисање и апстракцију физичких ресурса. Овај слој је такође одговоран за обезбеђивање софтверске имплементације функције виртуелне мреже како би се омогућио приступ инфраструктури виртуелизације.
Поред тога, слој виртуелизације нуди виртуелизоване ресурсе који омогућавају извршавање ВНФ-а. Штавише, омогућава хардверским ресурсима и ВНФ-овима да буду независни, а примена софтвера постаје могућа на различитим дистрибуираним физичким ресурсима.
Дакле, виртуелни ресурси се генеришу када слој виртуелизације заврши коначну апстракцију рачунарских, мрежних и меморијских функција из хардверског слоја и учини их за употребу и алокацију.
НВФ управљање и мрежна оркестрација (МАНО)
НВФ МАНО је слој за управљање и оркестрирање различитих улога унутар НФВ архитектуре. Примарна функција овог слоја је управљање управљањем ресурсима од краја до краја, као што су складиштење, умрежавање, ВМ ресурси и рачунарство у виртуелизованим центрима података.
Главни циљ је омогућити флексибилно укључивање. Ово помаже у управљању несигурношћу повезаном са брзим окретањем елемената мреже. Оквир је развила радна група НВФ МАНО повезана са групом за спецификације индустрије Европског института за телекомуникацијске стандарде (ЕТСИ) за НФВ.
Временом је овај оквир познат као НФВ управљање и оркестрација. Класификован је у следеће функционалне блокове:
- НФВ оркестратор усмерава уградњу нових мрежних услуга и ВНФ пакета, ауторизује и потврђује НФВИ захтеве за ресурсе, управља животним циклусом НС-а и управља глобалним ресурсима.
- ВНФ менаџер омогућава управљање животним циклусом ВНФ инстанци. Овај блок је одговоран за координацију и улогу прилагођавања конфигурације догађаја и извештавања између система управљања елементима и НФВИ.
- Виртуелизовани менаџер инфраструктуре контролише и управља НФВИ мрежом, рачунарским и складишним ресурсима.
Ефикасно функционисање ове архитектуре ослања се на интеграцију отворених АПИ-ја. Компонента МАНО ради са стандардним шаблонима ВНФ-а који вам омогућавају да изаберете НФВИ ресурсе за примену платформе или елемента.
Операторов раздвојени систем пословне подршке (БСС) или слој подсистема оперативне подршке (ОСС) може се интегрисати са овом компонентом користећи стандардне интерфејсе. ОСС управља грешкама, услугама, конфигурацијама и мрежама. Насупрот томе, БСС усмерава управљање производима, поруџбинама, купцима и још много тога.
Зашто вам је потребна виртуелизација мрежних функција?
У традиционалном умрежавању, постављање мрежних компоненти траје месецима. Али са виртуелизацијом мрежних функција биће потребно само неколико сати.
Виртуелизација мрежних функција може скалирати и прилагодити доступне ресурсе апликацијама и услугама. Ово скраћује време потребно да нови или ажурирани производи изађу на тржиште и помаже у уштеди новца.
Поред тога, омогућава одвајање комуникационих услуга од наменског хардвера, укључујући заштитне зидове и рутере. Ово раздвајање омогућава компанијама да пружају нове услуге без инсталирања новог хардвера.
Хајде да разговарамо о томе зашто вам је потребан НФВ и шта га чини моћном технологијом.
#1. Већа ефикасност
НФВ у било којој виртуелизованој инфраструктури обезбеђује повећан капацитет радног оптерећења са минималном потрошњом енергије, нижим захтевима за хлађењем и мањим отисцима центра података. Са мање сервера, можете обављати више послова, јер један сервер може истовремено да покреће различите функције виртуелне мреже.
Када мрежна потражња варира, софтвер ажурира организациону инфраструктуру. НВФ омогућава да различите функције раде на једном серверу, смањујући трошкове, консолидујући ресурсе и елиминишући потребу за власничким физичким хардвером.
#2. Флексибилност
НФВ скраћује јаз у времену до изласка на тржиште омогућавајући брзе промене на инфраструктури како би подржао нове организационе производе и циљеве.
Мрежа се брзо прилагођава флуктуацијама у потражњи и саобраћају. Он скалира ресурсе и омогућава ВНФ-овима да се аутоматски повећавају и спуштају користећи СДН софтвер.
#3. Смањено закључавање добављача
Власнички хардверски системи су скупи за постављање и конфигурисање. Такође може лако да застари. Али ваши купци би и даље зависили од вас осим ако не прођу кроз скупе промене. Ово доводи до закључавања добављача.
НФВ користи стандардни хардвер уместо наменског хардвера за покретање мрежних функција. Дакле, више ВНФ-ова на серверу помаже у избегавању закључавања добављача.
#4. Прилагодљивост
Могућност повећања или смањења на основу потражње може вам дугорочно користити у вођењу успешног пословања. Једноставно речено, скалирање архитектуре помоћу ВМ-а је лакше и брже; и стога, не захтева никакав додатни хардвер.
#5. Подршка за аутоматизацију
Виртуелизацијом мрежних функција може се управљати или конфигурисати програмски попут софтвера. Ово омогућава вашој организацији да искористи аутоматизацију да брзо промени конфигурације или изврши ажурирања у великом обиму.
#6. Брже распоређивање
Пошто је виртуелизација мрежних функција имплементирана као софтвер, системи се лако могу ажурирати и брзо увести. На овај начин, НФВ-овима је потребно мање времена за примену услуга.
#7. Безбедност
Због забринутости за безбедност у мрежи, компаније желе да преузму већу контролу над својим управљањем мрежом. НФВ обезбеђује ове мреже имплементацијом виртуелизованих безбедносних капија за серверски екосистем.
Штавише, НФВ обезбеђује мреже предузећа користећи виртуелизована решења, укључујући енкрипцију, контролу приступа, откривање упада, анти-малвер и још много тога, чинећи безбедност мреже агилнијом и исплативијом.
Изазови виртуелизације мрежних функција
НФВ нуди многе предности, али има и неке изазове. Неки од њих су:
- Иако је имплементација виртуелизације великих мрежних функција економична, али главни изазов долази са поузданошћу.
- Када вам је потребно престројавање процеса у вашем предузећу које надограђује претходне мреже користећи НФВ, истовремено управљање виртуелном и традиционалном инфраструктуром може бити тешко.
- Бежични оператери имају озбиљне захтеве за боље перформансе мреже који су генерално уговорни у облику СЛА. Да би то подржао, НФВ треба да надгледа ВНФ за сваког купца и да се динамички прилагођава рачунарским ресурсима и мрежи.
- Отказивање појединачних компоненти током имплементације НФВ-а може довести до кварова и у хардверу и у софтверу, што утиче на отпорност.
- У НФВ моделу, тешко је задржати и изоловати малвер. Малвер лако путује између компоненти и оштети их.
Примене виртуелизације мрежних функција
Хајде да размотримо неке од случајева употребе у којима се примењује НФВ:
- Повезивање услуга: Провајдери комуникационих услуга (ЦСП) повезују и повезују услуге и апликације заједно, као што су оптимизација СД-ВАН мреже и заштитни зид, и нуде испоруку услуга на захтев.
- Софтверски дефинисана грана: Функционалност оптимизације СД-ВАН мреже може да се уради помоћу НФВ-а. Омогућава потпуно виртуелизоване функције и нуди се као услуга.
- Мрежни надзор и безбедност: Заштитни зид се може дизајнирати помоћу НФВ-а. На тај начин можете пратити потпуно виртуелизоване мрежне токове. Такође, ово омогућава примену безбедносних политика за мрежни саобраћај који се усмерава помоћу заштитног зида.
НФВ је применљив у многим областима мрежних функција, као што су мобилне мреже. Неке уобичајене апликације су:
- Мреже за испоруку садржаја
- Развијено језгро пакета
- Сесија гранична контрола
- Опрема за виртуелне просторије корисника
- Сигурносне функције
- Заштитни зидови веб апликација
- Мрежно пресецање
- Балансери оптерећења
- ИП мултимедијални подсистем
- Мониторинг мреже
Ресурси за учење
Испод су неке књиге које ће вам помоћи да сазнате више о овој технологији.
#1. Виртуелизација мреже (1. издање)
Ову књигу су написали Кумар Редди и Вецтор Морено. Говори о безбедним мрежним услугама за различите корисничке заједнице.
Осим овога, дели и следеће:
- Садашња технологија виртуелизације мреже за пословне покретаче тако да се могу суочити са великим изазовима.
- Коришћење дизајна виртуелизације и постојећих апликација, укључујући ВоИП и мрежне услуге, и квалитет услуге.
- Алтернативе дизајна различитих реалности примене у стварном свету са студијама случаја и примерима конфигурације.
#2. Виртуелизација мрежних функција: концепти и применљивост у 5Г мрежама
Ову књигу је написао Јинг Зханг. Књига приказује хоризонтални поглед на новонастале технологије у области НФВ, уводећи напоре за имплементацију отвореног кода који могу довести НФВ из прототипа у стварност.
Књига истражује најновију технику НФВ-а кроз архитектуру, изазове и случајеве употребе, као и имплементације отвореног кода и стандардизације. То је први извор информација о технологијама облака које се користе у новијим 5Г мрежама.
#3. Виртуелизација мрежних функција
Аутори Кен Греј и Томас Д. Надо пружају неутралан ниво и архитектонски преглед проблема око великих захтева за пренос и складиштење података.
Ова књига говори о важности ових проблема и о томе како су нам потребна решења за данашње растуће компаније. Такође вас учи о предностима НФВ технологије у вашем предузећу.
#4. Виртуелизација мрежних функција (НФВ) са додиром СДН-а
Књигу су написали Рајендра Цхаиапатхи, Сиед Хассан и Паресх Схах. Они објашњавају суштину НФВ-а у свим индустријама које могу смањити трошкове уз убрзавање пружања услуга.
Такође говори да заједничким коришћењем технологија НФВ и СДН, власници мрежа могу имати користи од нових функција за побољшање скалабилности, искориштавање микроуслуга и још много тога.
Завршне речи
Виртуелизација мрежних функција промовише прилагођавање и скалабилност са ВМ-овима минимизирањем зависности традиционалне мрежне инфраструктуре. Има потенцијал да повећа прилив пословних прихода без пропорционалног повећања инвестиција.
Дакле, НФВ је обећавајући тренд у области виртуелизације. Организације су почеле да користе НФВ и слободне су да примењују своје апликације или померају своје виртуелне ресурсе са смањеним трошковима и повећаном ефикасношћу.
Затим погледајте најбоље алате за праћење виртуелизације за средња и велика предузећа.