1. NFV基本概念

        NFV产生背景：

        通信行业为了追求通信设备的高可靠性、高性能，往往采用软件和硬件结合的专用设备来构建网络。比如专用的路由器、交换机、防火墙等设备，均为专用硬件加专用软件的架构，一般由专门企业进行开发。电信运营商为了提供网络服务，部署了大规模的专用网络设备，并且为了提供新服务要不断增加专用硬件的投入。

        随着近几年数据中心、云计算、移动互联网的快速发展，用户除了基本上网需求外，对业务的丰富性和体验感要求越来越高，这些变化对于传统的以提供互联互通为主业的电信运营商来说，面临的问题越来越突出:

        增量不增收: 业务流量呈现爆炸式的增长，流量的增长需要不断扩容现有的网络，增加带宽，来满足用户的需求，但由于政府持续推进网络提速降费及营收模式的限制导致运营商收入并没有随着流量的增长而增长，反而和流量的剪刀差越来越明显。同时面对虚拟运营商和互联网厂商的竞争，压力也越来越大。

        网络成本高: 流量的持续增长以及新业务上线需要购买和部署新的物理设备，而这些网络设备各自封闭的系统需要专门的人员来熟悉，技能难以复用，造成维护成本很高:专用硬件需要提供大量的存放空间、电力供应，也会导致运营成本的上升。

        业务交付慢: 由于各设备系统封闭，缺乏标准的开放接口和自动化的部署工具，因此每开通一个新业务，要求各设备之间配合设计、开发和调试，涉及到各个部门、不同厂商的协调，而且硬件设备需要挨个站点安装、升级和调试，整个周期很长，无法满足客户业务快速上线的需求。

面对上述的这些问题，运营商需要对现有网络进行变革，构建一个开放的网络平台，实现业务的灵活创新和快速交付，同时能够降低成本。来自IT 界的启示，给网络产业带来了网络架构和设备架构两个层面的思考。网络架构层面引入对 SDN 控制器的思考，设备架构层面引入对设备部署形态的思考。

        NFV的起源：

        2012 年 10 月，13 家 Top 运营商(AT&T、Verizon、VDF、DT、T-Mobile、BT、Telefonica等)在 SDN 和 Open Flow 世界大会上发布 NFV (Network Functions Virtualization) 第一版白皮书，该白皮书中写道:“NFV 将许多网络设备由目前的专用平台迁移到通用的 X86 台上来,帮助运营商和数据中心更加敏捷地为客户创建和部署网络特性，降低设备投资和运营费用”此外,白皮书还宣布在欧洲电信标准协会(ETSI)的主持下组建 NFV SG(Industry SpecificationGroup，行业规范组) 来推动网络虚拟化的需求定义和系统架构制定。

        ETSINFV 第一阶段进展缓慢，2 年时间仅仅完成了 NFV 总体规范的定义，并未涉及到架构、方案、设计和接口领域，完全没有到商业化的阶段。第二阶段关注于 NFV 的落地，开始逐步推进商业化进程。16 年 ETSI 发布 NFV 规范第二版。

        2014 年 Linux 基金会成立开源组织 OPNFV，汇聚业界的优势资源，积极打造 NFV 产业生态。2015 年 OPNFV 发布了首个版本，进一步促进 NFV 商用部署。

        ETSI 和 OPNFV 关系:

        ETSI NFVISG 制定 NFV 整体标准框架及接口

        OPNFV 以 ETSI标准为基础，以现有开源工具为基础，制定 NFV 具体落地方案以及参考平台

        NFV的基本概念：

        ETSI对NFV 的定义如下: NFV(Network Functions Virtualization) 利用虚拟化技术，将现有的各类网络设备功能整合进标准的工业 T 设备(高密度服务器、交换机、存储)，网络功能运行在工业标准硬件上。

        虚拟化具有分区、隔离、封装和相对于硬件独立的特征，能够很好匹配 NFV 的需求。虚拟化之后的网络功能被称为 VNF (Virtualized Network Function)，VNF 是指路由器，防火墙等传统网元在虚拟化之后的实现，传统的网元是嵌入式的软硬结合的设备形态，而 VNF 是以纯软件的方式安装在通用硬件上。

        目前在 NFV 上使用最为广泛的标准工业IT 设备为大家所熟知的 X86 服务器，因此我们也可以将 NFV 简单理解为在 X86 服务器上部署虚拟化系统，利用虚拟化系统在虚拟机中部署网络设备功能，比如路由功能、交换功能、防火墙功能等，这样就能够实现把 X86 服务器当做某种功能的网络设备来进行部署和使用。

        NFV的价值：

        NFV 是电信运营商为了解决自身面临问题而提出的，给运营商带来的价值如下:

        提升业务上线效率:在 NFV 架构的网络中，增加新的网络节点不再需要复杂的工勘.硬件安装过程，业务部署只需申请虚拟化资源(计算/存储/网络等)，加载软件即可,网络部署效率大大提升。如果需要更新业务逻辑，也只需要更新软件或加载新业务模块，业务创新变得更加便捷

        降低网络成本: 虚拟化后的网元能够合并到通用设备 (COTS) 中，降低专用设备占比，节省机房空间，降低能耗。

        提升网络灵活性和可扩展性: 利用通用化硬件构建统一的资源池，根据业务的实际需要动态按需分配资源，实现资源共享，灵活可扩展，提升网络资源利用率。

        构建开放的生态系统 : 传统电信网络专有软硬件的模式，决定了它是一个封闭系统。NFV 架构下的电信网络，基于标准的硬件平台和虚拟化的软件架构，更易于开放平台和开放接口，引入第三方开发者，使得运营商可以共同和第三方合作伙伴共建开放的生态系统。

        NFV与SDN的区别：

        NFV 与 SDN 的概念有相似之处，但在技术细节和使用场景上仍旧有所不同，主要体现在以下几个方面:

        NFV与 SDN 的起源和目标不同: SDN 由学机构提出，革命性网络建构思维: NFV由运营商主导提出，通过网元形态改变而实现网络演进

        NFV 与 SDN 的关注点不同: NFV 关注 L3~L7 层，主要用在增值业务等领域使用;SDN 更关注 L1~L3 层，主要应用在网络这一层面。

        需要注意的是，NFV 与 SDN 并非毫无关联，两者在某种意义上是可以形成优势互补的,网络功能可以在没有 SDN 的情况下进行虚拟化和部署。然而这两个方案和理念结合使用可以立生潜在的、更大的价值，通过 SDN+NFV 构建敏捷、高弹性、高可扩展性网络是未来网络的发展趋势之一。

        NFV架构：

        ETSI NFV 架构中三个主要构件:

        1)NFVI (NFV Infrastructure

        NFV 的基础资源层，包括所需的硬件及软件，通过对计算、存储、网络等物理资源进行虚拟化，形成标准的、易于切割的虚拟资源，为 VNF 提供和硬件无关的运行环境。

        Hardware Resources: 硬件层，包括提供计算、网络、存储资源能力的硬件设备。Virtualization Layer: 虚拟化层，主要完成对硬件资源的抽象，形成虚拟资源，如虚拟计算资源、虚拟存储资源、虚拟网络资源。

        2) VNF ( Virtualized Network Function)

        具体网络功能的软件实现，运行在 NFVI 上，包括 VNF 和 EMS2 部分。

        VNF 网络功能，提供类似于现有网络中网络设备的功能，例如VSR(虚拟路由器) 可提供业界领先的多业务路由器功能。

        EMS 为单元管理系统，对 VNF 的功能进行配置和管理。一般情况下，EMS 和VNF是一一对应的。

        3) NFV M&O (NFV Management & Orchestrator)

        NFV 架构的控制平面，是整个 NFV 的管理和编排系统，它的引入是要解决NFV 多 CTIIT厂家环境下的网络业务的发放问题，如分配物理/虚拟资源，垂直打通管理各层，快速适配对接新厂家新网元。包括以下 3 个部分:

        VIM: NFV 的基础资源管理系统,利用虚拟机进行物理资源和虚拟资源的管理、分配、和维护，基础信息监控

        VNF Manager: VNF 的生命周期管理，负责 VNF 从无到有的整个过程工作，包括创建、部署、配置、监控、弹性扩展、及可靠性等

        NFV Orchestrator: 对接现有的运营/运维支撑系统，实现资源编排和业务的生命周期管理

        OSS/BSS(Operation support system/Business support system)即运营支撑系统及业务支撑系统，它不属于 NFV 框架内的功能组件，但 MANO 和网元需要提供对 OSS/BSS 的接口支持。

        NFV架构的H3C实现：

        H3C NFV 架构完全遵循NFV 标准的体系框架通过 RESTAPINETCONF 等开放接口既能以 H3C 主打商用产品组合使用，交付端到端的整体解决方案，也可以和第三方的 VIM、OSS/BSS 等系统实现对接，如: penStack、CloudStack，第三方云管理平台。

        H3C NFV 架构中，VIM 层由 H3C Cloudos 平台来承担，可以实现计算资源、存储资源和网络资源的统一管理，形成虚拟化的池化资源，以供上层使用。VNFM和 Orchestrator 层分别由 H3C VNF Manager 和 H3C NFV Orchestrator 承载，可以实现 VNF 的全生命周期管理以及上层业务编排。

        H3C 基千 NFV 技术开发的 VNF 产品运行在标准的 X86 服务器或虚拟机上，提供和物理设备相同的功能和体验。目前有广泛应用的 H3C VNF 产品有VSR(虚拟路由器)、VFW(虚防火墙)、VLB(虚拟负载均衡)、VBRAS(虚拟宽带远程接入服务器)VAC(虚拟无线控制器)等。