Was ist Network Functions Virtualization?

Was ist Network Functions Virtualization?

Network Functions Virtualization (NFV) abstrahiert Netzwerkfunktionen und ermöglicht ihre Installation, Steuerung und Manipulation durch Software, die auf standardisierten Rechenknoten ausgeführt wird. NFV umfasst Cloud- und Virtualisierungstechnologien, um eine schnelle Entwicklung neuer Netzwerkservices mit flexibler Skalierbarkeit und Automatisierung zu ermöglichen. Diese Technologien werden oft als NFV und SDN (Software-defined Networking) zusammengefasst.

Probleme, auf die die NFV (Network Functions Virtualization) eingeht

Der Wunsch, die Orchestrierung und Management von Netzwerk-, Storage- und Rechenressourcen zu automatisieren, ist ein Hauptmotiv für die Entwicklung in Richtung NFV und SDN. Stellen Sie sich ein Szenario mit einem physischen Server mit 10 virtuellen Maschinen oder Hunderten von Containern vor. Dieses Konzept wäre bei einem manuellen Betrieb schlicht nicht skalierbar. Mithilfe von Automatisierung können Sie virtualisierte Netzwerkfunktionen (VNF) wie virtuelle Maschinen, Container, Router, Firewalls und IPS (Intrusion Prevention-Systeme) schnell aktivieren oder zerstören, um Ihre Netzwerkfunktionen flexibel zu skalieren und an die dynamische Nachfrage anzupassen.

Wie können Sie NFV (Network Functions Virtualization) einsetzen?

NFV bietet mehr Agilität bei der Bereitstellung von Netzwerkservices mit Kapitaleffizienz, da die zwangsläufigen Engpässe bei manuellen Prozessen beseitigt werden und somit neue Services bedarfsgerecht bereitgestellt werden können. Mit NFV können Service Provider Services schneller und wirtschaftlicher bereitstellen und Automatisierung nutzen, um sich an die Bedürfnisse der Kunden bezüglich Skalierbarkeit und Agilität anzupassen.

Wie funktioniert NFV (Network Functions Virtualization)?

Dank der modularen Architektur von NFV können Service Provider auf jeder Ebene automatisieren. Die wichtigsten Komponenten der Architektur sind folgende:

  • NFVI-Baustein (NFV-Infrastruktur): Stellt die Virtualisierungsebene (Hypervisoren oder Container Management-Systeme wie Kubernetes) und die physischen Rechen-, Storage- und Netzwerkkomponenten bereit, die VNF hosten. NFVI wird über den NFVI Infrastructure Manager (VIM) verwaltet, der die Zuweisung von Ressourcen für die VNF steuert. OpenStack ist ein Beispiel für einen Open-Source-VIM, der die physischen und virtuellen Ressourcen steuert. Red Hat OpenStack-Plattform ist ein Beispiel für einen kommerziellen VIM.
  • VNF: Software-basierte Anwendungen, die einen oder mehrere Netzwerkservices bereitstellen. VNF nutzen die von der NFVI bereitgestellte virtualisierte Infrastruktur, um eine Verbindung mit dem Netzwerk herzustellen und programmierbare, skalierbare Netzwerkservices bereitzustellen. VNF Managers unterstützen den Lebenszyklus von VNF-Instanzen und die Management einer VNF-Software.
  • Management und Orchestrierung (MANO): Ermöglicht die allumfassende Management und Orchestrierung der VNF in der NFV-Architektur. MANO instanziiert die Netzwerkservices durch die Automatisierung, Bereitstellung und Koordination von Workflows zu den VIM- und VNF-Managers, die die VNF und Overlay-Netzwerk-Serviceketten instanziieren. MANO verbindet die NFV-Architektur mit den vorhandenen OSS/BSS.

Implementierung von Juniper Networks

Die NFV-Lösung von Juniper umfasst:

  • Eine programmierbare Cloud-Referenzarchitektur für MANO, die Contrail als eine Turnkey-Management- und Orchestrierungsplattform nutzt.
  • Ein horizontaler, vorvalidierter NFVI-Stack, der Contrail als eine Turnkey-Management- und Orchestrierungsplattform nutzt.
  • Cloud-fähige Fabric mit End-to-End-Underlay und -Overlay auf Betreiberniveau
  • Absichtsbasierte Netzwerke unter Verwendung von Apstra zur Automatisierung von Aufbau, Betrieb, Fehlerbehebung und Sicherheit der Cloud-Infrastruktur
  • Intelligent Services Edge für Visibilität und Kontrolle in softwaredefinierten Netzwerken (SDN) und zur Verbindung des physischen Netzwerks und der Elemente mit der NFVI.
  • VNFs möglich über vSRXund vMX.
  • Customer Premises Equipment zur sicheren Erweiterung von VNFs zu den Endbenutzern mit der Network Services Platform NFX250.

Network Functions Virtualization – FAQ

Was ist der Unterschied zwischen NFV und VNF?

Network Functions Virtualization (NFV) ist ein auf dem NFV-Architekturmodell des European Telecommunications Standards Institute (ETSI) basierendes Rahmenwerk für die Virtualisierung von Netzwerkinfrastruktur und Plattformressourcen wie Rechen-, Speicher- und Netzwerkkomponenten.Die einzelnen Funktionen, die in Softwareimplementierungen virtualisiert werden, wie z. B. Firewalls, Router, Routenreflektoren und Broadband Network Gateways (BNGs), werden als Virtual Network Functions (VNFs) bezeichnet.  

Was sind die Vorteile von NFV?

Anders als Netzwerkplattformen, die auf servicespezifischer Hardware basieren, unterstützt NFV eine Softwareinfrastruktur, die unabhängig von der Hardware ist. Standardmäßige, im Handel erhältliche x86-Server-Hardware dient als einheitliche Rechenplattform für die virtuellen Maschinen (VMs), die die Netzwerkfunktionen bereitstellen. Rechen-, Arbeitsspeicher- und Datenspeicherressourcen von Servern können von mehreren VMs gleichzeitig genutzt werden, um Leistung und Skalierung für jeden Service zu optimieren und gleichzeitig Kosten zu senken. Anders als dedizierte Hardwareplattformen, die einen einzigen Service unterstützen und sich mit der Zeit amortisieren, bietet NFV die Möglichkeit zur Aufwärts- und Abwärtsskalierung, um Servicebedarf zu erfüllen und für hohe Kosteneffizienz mehrere Services auf einem einzigen physischen Server zu hosten.

Was ist der Zusammenhang zwischen einer VNF und einer VM?

Eine VNF kann als einzelne VM auf einem einzelnen Server implementiert bzw. in Form mehrerer VMs auf verschiedenen Servern disaggregiert und implementiert werden. Durch Softwaredisaggregation können Servicekomponenten des Dienstes von verschiedenen Plattformen und/oder Standorten bereitgestellt werden – wie z. B. der Steuerebene in einem regionalen Datencenter und der Benutzerebene in einer Edge-Cloud, So lassen sich Leistung, Latenz, Skalierbarkeit und Kosten optimieren. Als Service kann eine VNF mithilfe unterschiedlicher Anwendungen implementiert werden, die jeweils in einer eigenen VM ausgeführt werden. So können Leistung und Skalierbarkeit der jeweiligen Anwendung optimiert werden, ohne dass eine völlig neue VNF instanziiert werden muss.   

Wie wird NFV die 5G-Zukunft unterstützen?

5G ist das Mobilfunknetz der fünften Generation und wurde anhand von NFV- und Cloud-Prinzipien entwickelt und implementiert. NFV sorgt in allen Bereichen der 5G-Infrastruktur, vom 5G-Core bis hin zum 5G-RAN, für mehr Automatisierung, operative Agilität und geringere CapEx.     

Wie funktioniert NFV?

Basierend auf der ETSI-NVF-Referenzarchitektur werden Hardwareressourcen wie Rechen-, Speicher- und Netzwerkkomponenten mithilfe einer Virtualisierungsschicht namens Hypervisor abstrahiert. Der Hypervisor erstellt und führt VMs aus, die sich die zugrunde liegende Hardware teilen. Beim Implementieren einer VNF kommen eine oder mehrere VMs zum Einsatz. NFV-Management und -Orchestrierung, bekannt als MANO, wird von übergeordneten Anwendungen verwaltet, um den Lebenszyklus der NFV Infrastructure (NFVI)- und VNF-Services zu automatisieren. Die Vernetzung von VMs und Services liegt in der Verantwortung eines Controllers für softwaredefinierte Netzwerke (SDNs), der die Mitgliedschaft und Richtliniendurchsetzung im Subnetz automatisiert.

Welche NFV-Technologien, -Lösungen und -Produkte hat Juniper im Angebot?

Juniper bietet eine umfassende Palette an SDN-, Automatisierungs- und VNF-Lösungen für Datencenter von Unternehmen, Service Providern und Cloud-Betreibern.Diese Lösungen umfassen Contrail Networking SDN, Apstra Automated Data Center und Paragon Automation für die Einrichtung und Bereitstellung automatisierter NFV-Lösungen.Als einer der weltweit führenden Anbieter von Netzwerkprodukten verfügt Juniper über virtualisierte Netzwerklösungen für Routing,Cloud-KI und Sicherheit, um die Umstellung auf NFV zu erleichtern.