《NFV知識培訓(xùn)》課件

NFV知識培訓(xùn)歡迎來到NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）知識培訓(xùn)課程。本課程將深入探討NFV技術(shù)的基本原理、架構(gòu)、部署以及應(yīng)用場景,幫助您全面掌握這一新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。什么是NFV虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）是一種創(chuàng)新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),它將網(wǎng)絡(luò)功能從專用硬件上分離出來,以軟件形式運(yùn)行在通用硬件平臺上。靈活部署和擴(kuò)展NFV使網(wǎng)絡(luò)功能能夠靈活地部署和擴(kuò)展,提高網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的效率和響應(yīng)速度?；谠朴?jì)算的網(wǎng)絡(luò)NFV利用云計(jì)算技術(shù),使網(wǎng)絡(luò)功能能夠以虛擬化和可編程的方式來提供,從而提高網(wǎng)絡(luò)的敏捷性和可擴(kuò)展性。NFV的發(fā)展歷程12012年ETSI正式啟動(dòng)NFV標(biāo)準(zhǔn)化工作22013年NFV概念被提出,成為通信行業(yè)熱點(diǎn)話題32014-2016年NFV技術(shù)逐步完善,產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展42017年至今NFV在全球電信運(yùn)營商部署加速,開始進(jìn)入成熟期NFV技術(shù)經(jīng)歷了從概念提出到標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)再到規(guī)模部署的發(fā)展歷程。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)鏈的健全,NFV正在成為電信行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)之一。NFV的優(yōu)勢靈活性與敏捷性NFV通過軟件虛擬化帶來更快的新服務(wù)部署和更靈活的網(wǎng)絡(luò)配置能力。降低成本與傳統(tǒng)硬件設(shè)備相比,NFV可以大幅降低資本和運(yùn)營開支。創(chuàng)新能力NFV提供了更開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),有利于更快地推出創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)?？蓴U(kuò)展性NFV的軟件化網(wǎng)絡(luò)功能可根據(jù)需求按需進(jìn)行擴(kuò)展或收縮。NFV的關(guān)鍵特征靈活性NFV通過軟件定義的網(wǎng)絡(luò)功能,能夠快速部署和靈活調(diào)整,滿足不同應(yīng)用場景的需求。高可靠性NFV基于虛擬化技術(shù),提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容錯(cuò)性和可用性,減少了單點(diǎn)故障。可擴(kuò)展性NFV允許按需擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)資源,輕松應(yīng)對流量變化和業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。降本增效NFV無需部署專用硬件,大幅降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營成本。NFV的架構(gòu)NFV架構(gòu)包括三大層面:NFV基礎(chǔ)設(shè)施(NFVI)、虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)和NFV管理與編排(MANO)。NFVI提供虛擬化的計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源,VNF運(yùn)行在NFVI之上,而MANO則負(fù)責(zé)管理和編排整個(gè)NFV系統(tǒng)。這三層通過標(biāo)準(zhǔn)接口相互連接,構(gòu)建靈活可配置的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。NFV的關(guān)鍵組件虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能是NFV架構(gòu)中的重要組件,負(fù)責(zé)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。可以部署在標(biāo)準(zhǔn)化硬件上。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)編排(NFVO)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)編排負(fù)責(zé)管理和編排網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的生命周期,包括VNF的部署和維護(hù)。NFV基礎(chǔ)設(shè)施(NFVI)NFV基礎(chǔ)設(shè)施提供硬件、虛擬化層和軟件資源,用于部署和運(yùn)行VNF。虛擬網(wǎng)絡(luò)功能管理和編排(MANO)MANO負(fù)責(zé)VNF和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的管理和編排,包括部署、編排和優(yōu)化等功能。NFV的核心技術(shù)虛擬化技術(shù)通過虛擬化技術(shù)可以將網(wǎng)絡(luò)功能從專有硬件上抽象出來,在通用硬件上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能。自動(dòng)化部署自動(dòng)化部署和管理可以提高NFV系統(tǒng)的靈活性和響應(yīng)能力,降低運(yùn)營成本。動(dòng)態(tài)編排動(dòng)態(tài)編排技術(shù)能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求快速創(chuàng)建、部署和調(diào)整虛擬網(wǎng)絡(luò)功能。容器技術(shù)容器技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更輕量級、更高效的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能部署和管理。NFV的標(biāo)準(zhǔn)化工作國際標(biāo)準(zhǔn)組織NFV標(biāo)準(zhǔn)制定主要由ETSINFVISG牽頭,與ITU-T、IEEE等國際標(biāo)準(zhǔn)組織密切合作。關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布ETSI發(fā)布了多個(gè)關(guān)鍵NFV標(biāo)準(zhǔn),如NFVI、MANO、安全等,為NFV部署奠定基礎(chǔ)。生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)NFV標(biāo)準(zhǔn)化工作還促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的建設(shè)和發(fā)展,帶動(dòng)了NFV技術(shù)的廣泛應(yīng)用。持續(xù)演進(jìn)優(yōu)化NFV標(biāo)準(zhǔn)化工作將長期持續(xù),不斷優(yōu)化以適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展和業(yè)務(wù)需求變化。NFV的應(yīng)用場景電信運(yùn)營商N(yùn)FV為電信運(yùn)營商提供靈活的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)部署和運(yùn)營,實(shí)現(xiàn)按需快速擴(kuò)展和自動(dòng)化管理,提升網(wǎng)絡(luò)協(xié)作效率,降低運(yùn)營成本。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)NFV支持企業(yè)按需靈活部署網(wǎng)絡(luò)功能,簡化網(wǎng)絡(luò)管理,適應(yīng)不同行業(yè)的業(yè)務(wù)需求,提高IT敏捷性。云服務(wù)提供商N(yùn)FV可以幫助云服務(wù)提供商創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)服務(wù),按需靈活部署虛擬網(wǎng)絡(luò)功能,提高服務(wù)交付效率和用戶體驗(yàn)。行業(yè)垂直應(yīng)用NFV為制造、醫(yī)療、交通等行業(yè)提供定制的網(wǎng)絡(luò)解決方案,滿足特定行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)需求。虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化VNF將網(wǎng)絡(luò)功能從專用硬件平臺轉(zhuǎn)移到通用硬件平臺的虛擬化環(huán)境。軟件即網(wǎng)絡(luò)VNF通過軟件實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)功能,提高靈活性和可擴(kuò)展性。按需擴(kuò)展VNF可根據(jù)業(yè)務(wù)需求隨時(shí)增加或減少部署的網(wǎng)絡(luò)功能。VNF的特點(diǎn)與分類高靈活性VNF能夠快速部署和靈活配置,滿足不同業(yè)務(wù)需求,提高網(wǎng)絡(luò)效率。廣泛應(yīng)用VNF包括虛擬化的防火墻、路由器、負(fù)載均衡器等各種網(wǎng)絡(luò)功能,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。高可擴(kuò)展性VNF可根據(jù)業(yè)務(wù)需求彈性擴(kuò)展或收縮資源,提高資源利用率和響應(yīng)速度。VNF的生命周期管理1部署根據(jù)需求將VNF部署到NFVI上2配置根據(jù)服務(wù)要求進(jìn)行VNF的配置3監(jiān)控對VNF進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障處理4升級對VNF進(jìn)行功能升級和版本更新VNF的生命周期管理是NFV中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。包括VNF的部署、配置、監(jiān)控和升級等步驟。MANO系統(tǒng)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)這些過程,確保VNF能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求提供持續(xù)穩(wěn)定的服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)編排(NFVO)1定義與功能NFVO負(fù)責(zé)管理和編排整個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的生命周期,包括VNF的部署、監(jiān)控和編排。2主要職責(zé)NFVO定義網(wǎng)絡(luò)服務(wù)架構(gòu),管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)目錄,并編排網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的部署和生命周期。3關(guān)鍵能力NFVO需要具備服務(wù)描述語言解析、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)編排、資源管理等關(guān)鍵功能。4與其他組件交互NFVO需要與VNFM、VIM等組件協(xié)作,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的全生命周期管理。虛擬網(wǎng)絡(luò)功能管理和編排(MANO)生命周期管理MANO負(fù)責(zé)對虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)的整個(gè)生命周期進(jìn)行管理和編排,包括部署、配置、擴(kuò)縮容、遷移和終止等。資源編排MANO協(xié)調(diào)各種虛擬資源,如計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò),以滿足VNF的需求并實(shí)現(xiàn)最佳資源利用。性能優(yōu)化MANO通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析,對VNF及其所運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行性能優(yōu)化和故障排查。自動(dòng)化運(yùn)維MANO提供自動(dòng)化的運(yùn)維能力,減輕管理員的工作負(fù)擔(dān)并確保網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的持續(xù)可用性。NFV基礎(chǔ)設(shè)施(NFVI)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)NFV基礎(chǔ)設(shè)施以現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ),包括計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源。虛擬化層利用虛擬化技術(shù),將物理資源抽象化為可編排的虛擬資源池。云平臺管理通過云管理平臺,實(shí)現(xiàn)對虛擬資源的動(dòng)態(tài)配置和調(diào)度。虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施管理(VIM)管理虛擬化資源VIM負(fù)責(zé)管理NFV基礎(chǔ)設(shè)施中的計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)等虛擬化資源,確保資源可用性和合理配置。支持自動(dòng)化部署VIM提供API接口,支持虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)的自動(dòng)化部署和生命周期管理,提高部署效率。監(jiān)控和性能優(yōu)化VIM會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)控虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施的性能指標(biāo),并根據(jù)需求進(jìn)行資源彈性調(diào)整和優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)目錄(NSC)集中管理NSC提供了一個(gè)集中的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)信息庫,方便NVF管理員查找和部署所需的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。服務(wù)描述NSC包含了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的詳細(xì)信息,如服務(wù)功能、資源要求、接口定義等,有利于選擇合適的服務(wù)。服務(wù)生命周期NSC支持網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的全生命周期管理,包括服務(wù)的注冊、部署、監(jiān)控和升級等。服務(wù)編排NSC可與編排系統(tǒng)協(xié)作,自動(dòng)化編排和部署復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。NFV管理和編排(MANO)參考架構(gòu)NFVMANO參考架構(gòu)是一個(gè)關(guān)鍵的標(biāo)準(zhǔn)化框架,定義了NFV環(huán)境中管理和編排虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)的核心組件和接口。該架構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)編排器(NFVO)、虛擬網(wǎng)絡(luò)功能管理器(VNFM)和虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施管理器(VIM)。這些組件協(xié)作實(shí)現(xiàn)VNF的全生命周期管理。MANO參考架構(gòu)為服務(wù)提供商和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商部署NFV提供了標(biāo)準(zhǔn)化的流程和接口,確保系統(tǒng)之間的互操作性并提高部署效率。NFV部署的關(guān)鍵技術(shù)虛擬化技術(shù)NFV依賴于先進(jìn)的虛擬化技術(shù),如超級虛擬化、容器化和無狀態(tài)虛擬化,以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的靈活部署和高效管理。自動(dòng)化和編排NFV需要高度自動(dòng)化的部署和運(yùn)維,通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)編排實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的快速配置和協(xié)調(diào)。云原生設(shè)計(jì)云原生架構(gòu)能夠提高NFV系統(tǒng)的可伸縮性、可靠性和可移植性,為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的彈性提供支持。容器技術(shù)容器技術(shù)可以簡化虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的打包、部署和管理,提高NFV的靈活性和效率。NFV部署的關(guān)鍵挑戰(zhàn)技術(shù)復(fù)雜性NFV涉及多種新興技術(shù)的融合,如云計(jì)算、容器、微服務(wù)等,整合和部署這些技術(shù)存在很大挑戰(zhàn)。性能優(yōu)化NFV虛擬化環(huán)境中的性能瓶頸需要通過優(yōu)化硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)維度來解決。安全性保障NFV環(huán)境中的多租戶、多服務(wù)、多設(shè)備增加了安全隱患,需要從架構(gòu)、協(xié)議到管理等多方面確保安全。運(yùn)維管理NFV環(huán)境的自動(dòng)化運(yùn)維和快速故障定位是關(guān)鍵挑戰(zhàn),需要部署強(qiáng)大的管理和編排系統(tǒng)。NFV安全性考慮數(shù)據(jù)安全確保虛擬化環(huán)境下敏感數(shù)據(jù)的傳輸和存儲安全。網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能和虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施免受各種網(wǎng)絡(luò)攻擊。身份驗(yàn)證嚴(yán)格的用戶和設(shè)備身份認(rèn)證機(jī)制,防止未授權(quán)訪問。合規(guī)性確保NFV部署符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管要求,維護(hù)合規(guī)性。NFV的性能評估與優(yōu)化98%傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備占網(wǎng)絡(luò)總成本的比例30%NFV網(wǎng)絡(luò)軟件占網(wǎng)絡(luò)總成本的比例5x性能提升通過優(yōu)化NFV軟件可提升5倍性能20%能耗下降使用NFV可減少20%能耗消耗NFV網(wǎng)絡(luò)需要重點(diǎn)關(guān)注性能評估和優(yōu)化。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比,NFV網(wǎng)絡(luò)的成本結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,軟件占比更高。通過優(yōu)化NFV軟件,可以顯著提升系統(tǒng)性能,同時(shí)降低能耗成本。NFV性能評估包括端到端延遲、吞吐量、資源利用率等指標(biāo),需要全面評估衡量。關(guān)鍵是持續(xù)優(yōu)化NFV軟件架構(gòu)以及虛擬化技術(shù)。NFV在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用靈活部署新服務(wù)NFV使運(yùn)營商能快速且靈活地部署新網(wǎng)絡(luò)功能和服務(wù),滿足不斷變化的客戶需求。提高資源利用率NFV可以動(dòng)態(tài)分配資源,避免物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的過度配置,提高整體資源利用效率。簡化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理NFV提供統(tǒng)一的編排和管理平臺,使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維更加自動(dòng)化和智能化。降低運(yùn)營成本NFV可以減少昂貴的專用硬件投資,并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)能耗,從而降低整體運(yùn)營成本。NFV在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用提高靈活性NFV讓企業(yè)網(wǎng)絡(luò)變得更加靈活,可以快速部署新的網(wǎng)絡(luò)功能,并根據(jù)需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。降低成本NFV可以減少專有硬件的使用,降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)的成本,提高資源利用率。提高安全性NFV支持網(wǎng)絡(luò)功能的動(dòng)態(tài)部署和編排,可以更好地應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)攻擊和安全威脅。SDN和NFV的關(guān)系1互補(bǔ)關(guān)系SDN和NFV是相互補(bǔ)充的技術(shù),SDN提供靈活的網(wǎng)絡(luò)編程和控制,NFV則實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化和彈性部署。2協(xié)同演進(jìn)兩者可以緊密結(jié)合,共同推動(dòng)下一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn),增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的敏捷性和可編程性。3互聯(lián)互通SDN控制器和NFV管理系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,確保端到端的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)編排和部署。4標(biāo)準(zhǔn)融合SDN和NFV標(biāo)準(zhǔn)正在逐步融合,例如ETSINFV和ONF等組織正在制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。行業(yè)發(fā)展趨勢1云計(jì)算和虛擬化加速NFV的發(fā)展與云計(jì)算和虛擬化技術(shù)的快速發(fā)展息息相關(guān)。未來這些技術(shù)將繼續(xù)推動(dòng)NFV的創(chuàng)新與應(yīng)用。2標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程不斷深化包括ETSI、OPNFV等組織的持續(xù)努力將進(jìn)一步加強(qiáng)NFV的標(biāo)準(zhǔn)化工作，為行業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。3應(yīng)用場景不斷拓展從初期在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用,到企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域,NFV未來的應(yīng)用前景廣闊。4安全可靠性提升隨著技術(shù)的進(jìn)步,NFV的安全性和可靠性將得到不斷增強(qiáng),滿足更廣泛的應(yīng)用需求。NFV最佳實(shí)踐持續(xù)優(yōu)化NFV部署需要不斷評估和優(yōu)化,以適應(yīng)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)需求和技術(shù)進(jìn)步。通過持續(xù)監(jiān)控和調(diào)整可以最大化NFV帶來的價(jià)值。安全第一NFV架構(gòu)帶來了新的安全挑戰(zhàn),需要采取全面的安全措施,如加強(qiáng)身份驗(yàn)證、訪問控制和加密等,確保服務(wù)的安全性。專業(yè)運(yùn)維NFV要求專業(yè)的運(yùn)維團(tuán)隊(duì),掌握虛擬化、編排、自動(dòng)化等關(guān)鍵技能,確保NFV部署和運(yùn)行的穩(wěn)定性和效率。未來發(fā)展展望5G網(wǎng)絡(luò)支持NFV技術(shù)將與5G網(wǎng)絡(luò)深度融合,利用5G的高帶寬、低延遲優(yōu)勢來支持虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的快速部署和靈活調(diào)度。云原生化發(fā)展未來NFV將向云原生化方向發(fā)展,采用容器和微服務(wù)架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的敏捷性和可擴(kuò)展性?？缬騾f(xié)作NFV將實(shí)現(xiàn)跨域協(xié)作,不同運(yùn)營商和企業(yè)之間可以共享虛擬資源,提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率和服務(wù)交付效率。AI驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化結(jié)合人工智能技術(shù),NFV將實(shí)