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网络虚拟化及网络功能虚拟化技术探讨


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 网络虚拟化及网络功能虚拟化技术探讨 作者:赵慧玲 解云鹏 史凡 来源:《中兴通讯技术》2014 年第 03 期 摘要:对网络虚拟化及网络功能虚拟化的需求及热点技术进行分析,并提出在运营商网络 中的典型应用场景:数据中心网络、移动核心网络、家庭网络。数据中心网络虚拟化可灵活实 现不同租户的安全、流量、性能策略,实现网络自动配置;演进分组核心网网元虚拟化通过网 络功能虚拟化实现不同种类网络硬件架构的统一,解决容量增加带来的成本问题,解决业务灵 活部署和增强的问题;家庭网络虚拟化可简化用户侧设备,通过减少用户终端设备的维护和升 级进而降低运营成本,并提高业务部署的灵活性。 关键词: 网络虚拟化;网络功能虚拟化;叠加网络;虚拟可扩展局域网;业务链 1 网络虚拟化及网络功能 虚拟化 1.1 技术简介 网络虚拟化(NV)的概念很早就已经提出,但具体定义在业界还存在较多争议。目前通 常认为网络虚拟化是对物理网络及其组件(比如交换机、端口以及路由器)进行抽象,并从中 分离网络业务流量的一种方式。采用网络虚拟化可以将多个物理网络抽象为一个虚拟网络,或 者将一个物理网络分割为多个逻辑网络。网络虚拟化打破了网络物理设备层和逻辑业务层之间 的绑定关系,每个物理设备被虚拟化的网元所取代,管理员能够对虚拟网元进行配置以满足其 独特的需求。 网络功能虚拟化(NFV)[1-2]是由欧洲电信标准组织(ETSI)从网络运营商的角度出发提 出的一种软件和硬件分离的架构,主要是希望通过标准化的 IT 虚拟化技术,采用业界标准的 大容量服务器、存储和交换机承载各种各样的网络软件功能,实现软件的灵活加载,从而可以 在数据中心、网络节点和用户端等不同位置灵活的部署配置。 1.2 对运营商的驱动力 (1)市场竞争驱动 OTT(Over the Top)的出现,使得网络运营商需要面对互联网服务商和应用提供商的激 烈竞争,运营商的领地已经变成一片红海,运营商提供增值服务变得异常困难[3]。网络虚拟 化及网络功能虚拟化技术能够支持网络设备中的软件按需进行安装、修改和卸载,实现业务的 灵活扩展,运营商在此基础上可以快速提供各种差异化的应用和服务,以应对 OTT 的挑战。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn (2)业务运营驱动 在运营商网络中,网络资源配置复杂,效率较低。网络虚拟化及网络功能虚拟化可以实现 网络业务的自动化灵活配置,如虚拟局域网(VLAN)创建、数据中心多租户配置、网络负载 均衡和防火墙策略配置等,有助于运营商提升配置和维护效率,缩短新业务部署的时间,并降 低开展新业务的风险。 (3)建维成本驱动 通过网络虚拟化及网络功能虚拟化,运营商可以很容易在网络设备基础之上构建多种虚拟 网络环境,为不同用户提供服务,从而最大程度地提高网络资源利用率;另一方面,网络虚拟 化及网络功能虚拟化对网络设备实现了通用化和统一化,运营商能够进一步减少网络设备的投 资维护成本以及设备能耗。 2 网络虚拟化及网络功能 虚拟化热点技术分析 传统的网络虚拟化技术以 VLAN 与虚拟专用网(VPN)为代表,通过协议封装在物理网 络上提供互相隔离的虚拟专用网络。随着软件虚拟化、软件定义网络(SDN)等技术的发展, 利用分布式的软件技术实现网络功能集的合理抽象、分割以及灵活调度逐步成为网络虚拟化及 网络功能虚拟化的主流实现模式。现阶段,叠加(Overlay)组网技术、虚拟化流量调度技 术、虚拟集群及组网技术等是网络虚拟化及网络功能虚

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