《NFV知识培训》课件

NFV知识培训欢迎来到NFV（网络功能虚拟化）知识培训课程。本课程将深入探讨NFV技术的基本原理、架构、部署以及应用场景,帮助您全面掌握这一新兴的网络技术。什么是NFV虚拟化网络功能NFV（网络功能虚拟化）是一种创新型网络架构,它将网络功能从专用硬件上分离出来,以软件形式运行在通用硬件平台上。灵活部署和扩展NFV使网络功能能够灵活地部署和扩展,提高网络基础设施的效率和响应速度。基于云计算的网络NFV利用云计算技术,使网络功能能够以虚拟化和可编程的方式来提供,从而提高网络的敏捷性和可扩展性。NFV的发展历程12012年ETSI正式启动NFV标准化工作22013年NFV概念被提出,成为通信行业热点话题32014-2016年NFV技术逐步完善,产业链快速发展42017年至今NFV在全球电信运营商部署加速,开始进入成熟期NFV技术经历了从概念提出到标准化、产业链建设再到规模部署的发展历程。随着技术不断进步和产业链的健全,NFV正在成为电信行业数字化转型的核心技术之一。NFV的优势灵活性与敏捷性NFV通过软件虚拟化带来更快的新服务部署和更灵活的网络配置能力。降低成本与传统硬件设备相比,NFV可以大幅降低资本和运营开支。创新能力NFV提供了更开放的网络架构,有利于更快地推出创新的网络服务。可扩展性NFV的软件化网络功能可根据需求按需进行扩展或收缩。NFV的关键特征灵活性NFV通过软件定义的网络功能,能够快速部署和灵活调整,满足不同应用场景的需求。高可靠性NFV基于虚拟化技术,提高了网络系统的容错性和可用性,减少了单点故障。可扩展性NFV允许按需扩展网络资源,轻松应对流量变化和业务发展的需求。降本增效NFV无需部署专用硬件,大幅降低了网络建设和运营成本。NFV的架构NFV架构包括三大层面:NFV基础设施(NFVI)、虚拟网络功能(VNF)和NFV管理与编排(MANO)。NFVI提供虚拟化的计算、存储和网络资源,VNF运行在NFVI之上,而MANO则负责管理和编排整个NFV系统。这三层通过标准接口相互连接,构建灵活可配置的网络环境。NFV的关键组件虚拟网络功能(VNF)虚拟网络功能是NFV架构中的重要组件,负责提供网络服务。可以部署在标准化硬件上。网络服务编排(NFVO)网络服务编排负责管理和编排网络服务的生命周期,包括VNF的部署和维护。NFV基础设施(NFVI)NFV基础设施提供硬件、虚拟化层和软件资源,用于部署和运行VNF。虚拟网络功能管理和编排(MANO)MANO负责VNF和网络服务的管理和编排,包括部署、编排和优化等功能。NFV的核心技术虚拟化技术通过虚拟化技术可以将网络功能从专有硬件上抽象出来,在通用硬件上实现网络功能。自动化部署自动化部署和管理可以提高NFV系统的灵活性和响应能力,降低运营成本。动态编排动态编排技术能够根据业务需求快速创建、部署和调整虚拟网络功能。容器技术容器技术可以实现更轻量级、更高效的虚拟网络功能部署和管理。NFV的标准化工作国际标准组织NFV标准制定主要由ETSINFVISG牵头,与ITU-T、IEEE等国际标准组织密切合作。关键标准发布ETSI发布了多个关键NFV标准,如NFVI、MANO、安全等,为NFV部署奠定基础。生态系统建设NFV标准化工作还促进了产业链生态的建设和发展,带动了NFV技术的广泛应用。持续演进优化NFV标准化工作将长期持续,不断优化以适应新技术发展和业务需求变化。NFV的应用场景电信运营商NFV为电信运营商提供灵活的网络服务部署和运营,实现按需快速扩展和自动化管理,提升网络协作效率,降低运营成本。企业网络NFV支持企业按需灵活部署网络功能,简化网络管理,适应不同行业的业务需求,提高IT敏捷性。云服务提供商NFV可以帮助云服务提供商创新网络服务,按需灵活部署虚拟网络功能,提高服务交付效率和用户体验。行业垂直应用NFV为制造、医疗、交通等行业提供定制的网络解决方案,满足特定行业的网络需求。虚拟网络功能(VNF)网络功能虚拟化VNF将网络功能从专用硬件平台转移到通用硬件平台的虚拟化环境。软件即网络VNF通过软件实现各种网络功能,提高灵活性和可扩展性。按需扩展VNF可根据业务需求随时增加或减少部署的网络功能。VNF的特点与分类高灵活性VNF能够快速部署和灵活配置,满足不同业务需求,提高网络效率。广泛应用VNF包括虚拟化的防火墙、路由器、负载均衡器等各种网络功能,应用领域广泛。高可扩展性VNF可根据业务需求弹性扩展或收缩资源,提高资源利用率和响应速度。VNF的生命周期管理1部署根据需求将VNF部署到NFVI上2配置根据服务要求进行VNF的配置3监控对VNF进行实时监控和故障处理4升级对VNF进行功能升级和版本更新VNF的生命周期管理是NFV中的关键环节。包括VNF的部署、配置、监控和升级等步骤。MANO系统负责协调这些过程,确保VNF能够根据业务需求提供持续稳定的服务。网络服务编排(NFVO)1定义与功能NFVO负责管理和编排整个网络服务的生命周期,包括VNF的部署、监控和编排。2主要职责NFVO定义网络服务架构,管理网络服务目录,并编排网络服务的部署和生命周期。3关键能力NFVO需要具备服务描述语言解析、网络服务编排、资源管理等关键功能。4与其他组件交互NFVO需要与VNFM、VIM等组件协作,实现网络服务的全生命周期管理。虚拟网络功能管理和编排(MANO)生命周期管理MANO负责对虚拟网络功能(VNF)的整个生命周期进行管理和编排,包括部署、配置、扩缩容、迁移和终止等。资源编排MANO协调各种虚拟资源,如计算、存储和网络,以满足VNF的需求并实现最佳资源利用。性能优化MANO通过实时监控和分析,对VNF及其所运行的基础设施进行性能优化和故障排查。自动化运维MANO提供自动化的运维能力,减轻管理员的工作负担并确保网络服务的持续可用性。NFV基础设施(NFVI)数据中心基础NFV基础设施以现有的数据中心为基础,包括计算、存储和网络资源。虚拟化层利用虚拟化技术,将物理资源抽象化为可编排的虚拟资源池。云平台管理通过云管理平台,实现对虚拟资源的动态配置和调度。虚拟化基础设施管理(VIM)管理虚拟化资源VIM负责管理NFV基础设施中的计算、存储和网络等虚拟化资源,确保资源可用性和合理配置。支持自动化部署VIM提供API接口,支持虚拟网络功能(VNF)的自动化部署和生命周期管理,提高部署效率。监控和性能优化VIM会实时监控虚拟化基础设施的性能指标,并根据需求进行资源弹性调整和优化。网络服务目录(NSC)集中管理NSC提供了一个集中的网络服务信息库,方便NVF管理员查找和部署所需的网络服务。服务描述NSC包含了网络服务的详细信息,如服务功能、资源要求、接口定义等,有利于选择合适的服务。服务生命周期NSC支持网络服务的全生命周期管理,包括服务的注册、部署、监控和升级等。服务编排NSC可与编排系统协作,自动化编排和部署复杂的网络服务。NFV管理和编排(MANO)参考架构NFVMANO参考架构是一个关键的标准化框架,定义了NFV环境中管理和编排虚拟网络功能(VNF)的核心组件和接口。该架构包括网络服务编排器(NFVO)、虚拟网络功能管理器(VNFM)和虚拟化基础设施管理器(VIM)。这些组件协作实现VNF的全生命周期管理。MANO参考架构为服务提供商和网络运营商部署NFV提供了标准化的流程和接口,确保系统之间的互操作性并提高部署效率。NFV部署的关键技术虚拟化技术NFV依赖于先进的虚拟化技术,如超级虚拟化、容器化和无状态虚拟化,以实现网络功能的灵活部署和高效管理。自动化和编排NFV需要高度自动化的部署和运维,通过网络服务编排实现虚拟网络功能的快速配置和协调。云原生设计云原生架构能够提高NFV系统的可伸缩性、可靠性和可移植性,为网络服务的弹性提供支持。容器技术容器技术可以简化虚拟网络功能的打包、部署和管理,提高NFV的灵活性和效率。NFV部署的关键挑战技术复杂性NFV涉及多种新兴技术的融合,如云计算、容器、微服务等,整合和部署这些技术存在很大挑战。性能优化NFV虚拟化环境中的性能瓶颈需要通过优化硬件、软件和网络等多个维度来解决。安全性保障NFV环境中的多租户、多服务、多设备增加了安全隐患,需要从架构、协议到管理等多方面确保安全。运维管理NFV环境的自动化运维和快速故障定位是关键挑战,需要部署强大的管理和编排系统。NFV安全性考虑数据安全确保虚拟化环境下敏感数据的传输和存储安全。网络安全保护虚拟网络功能和虚拟化基础设施免受各种网络攻击。身份验证严格的用户和设备身份认证机制,防止未授权访问。合规性确保NFV部署符合行业标准和监管要求,维护合规性。NFV的性能评估与优化98%传统网络硬件设备占网络总成本的比例30%NFV网络软件占网络总成本的比例5x性能提升通过优化NFV软件可提升5倍性能20%能耗下降使用NFV可减少20%能耗消耗NFV网络需要重点关注性能评估和优化。与传统网络相比,NFV网络的成本结构发生了变化,软件占比更高。通过优化NFV软件,可以显著提升系统性能,同时降低能耗成本。NFV性能评估包括端到端延迟、吞吐量、资源利用率等指标,需要全面评估衡量。关键是持续优化NFV软件架构以及虚拟化技术。NFV在运营商网络中的应用灵活部署新服务NFV使运营商能快速且灵活地部署新网络功能和服务,满足不断变化的客户需求。提高资源利用率NFV可以动态分配资源,避免物理网络设备的过度配置,提高整体资源利用效率。简化网络运维管理NFV提供统一的编排和管理平台,使网络运维更加自动化和智能化。降低运营成本NFV可以减少昂贵的专用硬件投资,并优化网络能耗,从而降低整体运营成本。NFV在企业网络中的应用提高灵活性NFV让企业网络变得更加灵活,可以快速部署新的网络功能,并根据需求进行动态调整。降低成本NFV可以减少专有硬件的使用,降低网络建设和维护的成本,提高资源利用率。提高安全性NFV支持网络功能的动态部署和编排,可以更好地应对网络攻击和安全威胁。SDN和NFV的关系1互补关系SDN和NFV是相互补充的技术,SDN提供灵活的网络编程和控制,NFV则实现了网络功能的虚拟化和弹性部署。2协同演进两者可以紧密结合,共同推动下一代网络架构的演进,增强网络的敏捷性和可编程性。3互联互通SDN控制器和NFV管理系统需要实现互联互通,确保端到端的网络服务编排和部署。4标准融合SDN和NFV标准正在逐步融合,例如ETSINFV和ONF等组织正在制定相关的标准规范。行业发展趋势1云计算和虚拟化加速NFV的发展与云计算和虚拟化技术的快速发展息息相关。未来这些技术将继续推动NFV的创新与应用。2标准化进程不断深化包括ETSI、OPNFV等组织的持续努力将进一步加强NFV的标准化工作，为行业发展奠定基础。3应用场景不断拓展从初期在运营商网络中的应用,到企业网络、物联网等领域,NFV未来的应用前景广阔。4安全可靠性提升随着技术的进步,NFV的安全性和可靠性将得到不断增强,满足更广泛的应用需求。NFV最佳实践持续优化NFV部署需要不断评估和优化,以适应不断变化的网络需求和技术进步。通过持续监控和调整可以最大化NFV带来的价值。安全第一NFV架构带来了新的安全挑战,需要采取全面的安全措施,如加强身份验证、访问控制和加密等,确保服务的安全性。专业运维NFV要求专业的运维团队,掌握虚拟化、编排、自动化等关键技能,确保NFV部署和运行的稳定性和效率。未来发展展望5G网络支持NFV技术将与5G网络深度融合,利用5G的高带宽、低延迟优势来支持虚拟网络功能的快速部署和灵活调度。云原生化发展未来NFV将向云原生化方向发展,采用容器和微服务架构来实现虚拟网络功能的敏捷性和可扩展性。跨域协作NFV将实现跨域协作,不同运营商和企业之间可以共享虚拟资源,提高网络资源利用率和服务交付效率。AI驱动自动化结合人工智能技术,NFV将实