NFV和SDN之間到底有什么關(guān)系？

NFV、SDN 是近年來信息通信行業(yè)興起的熱門技術(shù)，擁有極高的人氣。尤其是 5G 時代到來后，兩者的出現(xiàn)頻率更是激增。

隨著對這兩個概念的深入了解，很多讀者向我提出了這樣的疑問——

NFV 和 SDN 好像根本沒有什么關(guān)系啊，為什么兩者經(jīng)常會一起以“NFV/SDN”的名義出現(xiàn)？它們真的有聯(lián)系嗎？是什么樣的聯(lián)系呢？

今天，小棗君就和大家聊聊這個話題。

首先，我們先簡單回顧一下，NFV 和 SDN 到底是什么。

什么是 NFV ? ??

NFV，全稱是 Network Function Virtualization，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化。

這個詞其實可以拆開來理解：網(wǎng)絡(luò)功能，是指移動通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能。而虛擬化呢，是一個云計算技術(shù)。確切來說，是云計算的核心關(guān)鍵技術(shù)。
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大家天天嚷嚷云計算，云計算的本質(zhì)是什么？

所謂云計算，就是將計算資源從本地遷移到云端，實現(xiàn)“云化”。

計算資源，主要是指服務(wù)器。它擁有 CPU、內(nèi)存、硬盤和網(wǎng)卡，通過安裝操作系統(tǒng)和軟件，能夠提供各種計算機服務(wù)。

但是，如果只是簡單地將服務(wù)器硬件搬到云端機房，那不是真正的云計算，充其量只能叫做主機托管。這種方式，在調(diào)配資源時，缺乏足夠的靈活性和效率。機器的硬件配置無法靈活變動，操作系統(tǒng)安裝也很慢很費力，還不能隨便改。

所以，云計算就引入了虛擬化技術(shù)。
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虛擬化技術(shù)，就是物理服務(wù)器的基礎(chǔ)上，通過部署虛擬化軟件平臺，把計算資源（類似 CPU、內(nèi)存等）、存儲資源（類似硬盤）、網(wǎng)絡(luò)資源（類似網(wǎng)卡）等資源進行統(tǒng)一管理，按需分配。
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在虛擬化平臺的管理下，若干臺物理服務(wù)器就變成了一個大的資源池。在資源池之上，可以劃分出若干個虛擬服務(wù)器（虛擬機），安裝操作系統(tǒng)和軟件服務(wù)，實現(xiàn)各自功能。

我們的移動通信網(wǎng)絡(luò)，尤其是核心網(wǎng)，是由很多網(wǎng)元設(shè)備組成的。這些網(wǎng)元本身就是一臺定制化服務(wù)器。網(wǎng)元上面運行的軟件服務(wù)，確保功能得以實現(xiàn)。

以前，這些網(wǎng)元都是各個廠家自行設(shè)計制造的專用設(shè)備?，F(xiàn)在，隨著 x86 通用服務(wù)器硬件能力的不斷增強，通信行業(yè)開始學(xué)習(xí) IT 行業(yè)，引入云計算技術(shù)，使用 x86 通用服務(wù)器替換廠商專用服務(wù)器，將核心網(wǎng)“云化”。

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核心網(wǎng)的架構(gòu)設(shè)計也借鑒 IT 的微服務(wù)理念，變成了 SBA 架構(gòu)（Service Based Architecture，即基于服務(wù)的架構(gòu)）。簡單來說，就是將“一個服務(wù)器實現(xiàn)多個功能”，變成“多個服務(wù)器實現(xiàn)各自功能”。N 個虛擬機，N 個功能，各自為戰(zhàn)，相互隔離。

采用 NFV 技術(shù)，將通信設(shè)備網(wǎng)元云化，可以實現(xiàn)軟件和硬件的徹底解耦。運營商不再需要購買廠商們制造的專用硬件設(shè)備，大幅降低了硬件資金投入。

NFV 還具備自動部署、彈性伸縮、故障隔離和自愈等優(yōu)點，可以大幅提升網(wǎng)絡(luò)運維效率、降低風(fēng)險和能耗。

因此，運營商對 NFV 技術(shù)需求強烈。除了核心網(wǎng)之外，運營商也在推動 NFV 在接入網(wǎng)的落地，也就是讓基站也擁抱虛擬化。

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什么是 SDN ? ? ?

再來看看 SDN。

SDN，Software Defined Networking，軟件定義網(wǎng)絡(luò)?；蛘咭部梢岳斫鉃椋浖x的網(wǎng)絡(luò)、軟件控制的網(wǎng)絡(luò)、可編程的網(wǎng)絡(luò)。
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SDN 的設(shè)計思路其實和 NFV 一樣，都是通過解耦來實現(xiàn)系統(tǒng)靈活性的提升。NFV 是軟硬件解耦，而 SDN 是控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面解耦。
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承載網(wǎng)的核心功能就是傳輸數(shù)據(jù)。傳輸?shù)倪^程，就是不斷路由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報文的過程?？刂坪娃D(zhuǎn)發(fā)，前者是命令，后者是干活。

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，各個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點（例如路由器、交換機）都是獨立工作的，內(nèi)部管理命令和接口也是廠商私有的，不對外開放。

而 SDN 網(wǎng)絡(luò)，就是在網(wǎng)絡(luò)之上建立了一個 SDN 控制器節(jié)點，統(tǒng)一管理和控制下層設(shè)備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。所有的下級節(jié)點，管理功能被剝離（交給了 SDN 控制器），只剩下轉(zhuǎn)發(fā)功能。

SDN 控制下的網(wǎng)絡(luò)，變得更加簡單。對于上層應(yīng)用來說，即使網(wǎng)絡(luò)再復(fù)雜，也是不可見的。管理者只需要像配置軟件程序一樣，進行簡單部署，就可以讓網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)新的路由轉(zhuǎn)發(fā)策略。如果是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都需要單獨配置。

SDN 的工作過程，是基于 Flow（流）的。SDN 控制器和下級節(jié)點之間的接口協(xié)議，就是 OpenFlow。支持 OpenFlow 的設(shè)備，才能被 SDN 控制器管理。SDN 控制的方式，就是下發(fā) FlowTable（流表）。
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采用 SDN 之后，整個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可擴展性大大增加。同時，SDN 簡化網(wǎng)絡(luò)配置、節(jié)約運維成本的特點，也深受運營商的歡迎。

除了移動通信之外，很多廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、專線業(yè)務(wù)都在擁抱 SDN。例如現(xiàn)在炒得火熱的 SD-WAN，就是 SDN 引入廣域網(wǎng)，取代昂貴的專線。

總之，SDN 是今后數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要方向。

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NFV 和 SDN 的關(guān)系 ? ??

好了，現(xiàn)在我們來說說 NFV 和 SDN 之間的關(guān)系。

按我個人的觀點，NFV 和 SDN 的關(guān)系，其實確實不大。兩個技術(shù)，不僅實現(xiàn)原理不同，就連應(yīng)用場景也不同。NFV 是一個典型的計算技術(shù)，SDN 是一個典型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。兩者之間的關(guān)系，就好像服務(wù)器和交換機之間的關(guān)系。

放在 ISO 七層模型里，NFV 是 4-7 層，SDN 是 2-3 層，區(qū)別也很大。

站在移動通信的角度來看，NFV 主要應(yīng)用于核心網(wǎng)和接入網(wǎng)，SDN 則主要應(yīng)用于承載網(wǎng)，兩者也是不同的領(lǐng)域。

既然兩者差別那么大，為什么要經(jīng)常放在一起說呢？

其實，主要是因為 5G。

SDN 是控制和轉(zhuǎn)發(fā)解耦，NFV 是軟件和硬件解耦。兩者都是解耦，目的只有一個，就是靈活化。而靈活化的目的，就是服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)切片。

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5G 網(wǎng)絡(luò)切片

網(wǎng)絡(luò)切片是 5G 的核心能力和關(guān)鍵特征。

之前吵得熱火朝天的 SA 和 NSA 組網(wǎng)。NSA，是不支持網(wǎng)絡(luò)切片的。只有 SA，才支持網(wǎng)絡(luò)切片。SA 才是正宗的 5G，NSA 只能算是“半 5G”或者“5G-”。

現(xiàn)在各大運營商都在拼命搞 5G NFV 核心網(wǎng)（參考前幾天中國移動的 NFV 招標結(jié)果公布），也是服務(wù)于 5G SA 組網(wǎng)，為網(wǎng)絡(luò)切片做裝備。

與此同時，運營商的承載網(wǎng)改造也在如火如荼地進行之中。三大運營商主推的 5G 承載網(wǎng)方案，都有一個核心要素，那就是全面引入 SDN。

總而言之，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用 SA 組網(wǎng)，承載網(wǎng)采用 SDN，核心網(wǎng)采用 NFV，是 5G 成為“真·5G”的先決條件。

雖然 NFV 和 SDN 沒有歸屬關(guān)系和依賴關(guān)系，但互補關(guān)系和合作關(guān)系還是有的。

例如，NFV 數(shù)據(jù)中心采用 SDN 之后，可以有效改善 NFV 網(wǎng)絡(luò)的性能。此外，SDN 雖然是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用，這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備其實也可以像服務(wù)器一樣引入虛擬化。換句話說，虛擬化也不局限于計算機。

NFV 引領(lǐng)著未來的計算，SDN 代表著未來的網(wǎng)絡(luò)。兩者攜手，將開創(chuàng)一個前所未有的 ICT 新時代。