風起雲湧，5G物聯網時代的 關鍵技術SDNFV

1、SDNFV的定義

SDNFV是Software Defined Network Function Virtualization的縮寫。

由Software Defined Network(軟體定義網絡, 縮寫SDN)加上Network Function Virtualization(網絡功能虛擬化，縮寫NFV)合併而成。

SDN誕生於美國史丹福大學Clean Slate課題，史丹福大學Nick McKeown教授為首的研究團隊提出了Openflow的概念用於校園網絡的試驗創新，基於Openflow給網絡帶來可編程的開放特性，SDN的概念應運而生。

SDN的典型架構分為三層，最上層為應用層，包括各種不同的業務和應用;中間為控制層，主要負責控制和處理數據平面資源;最底層為基礎設施層，負責基於流表的數據處理、轉發和狀態收集。

SDN本質上具有四大特性：控制與轉發分離、設備資源虛擬化、硬體通用化及軟體開放可編程。

NFV由多個大型運營商聯合提出，通過使用x86等通用性硬體以及虛擬化技術，來承載很多功能的軟體處理。

典型應用是一些CPU密集型功能，並且對網絡吞吐量要求不高的情形。

主要評估的功能虛擬化有：WAN加速器、信令會話控制器、消息路由器、IDS、DPI、防火牆、CG-NAT、SGSN/GGSN、PE、BNG、RAN等。

SDNFV合併SDN與NFV，以SDN控制器為網絡的控制平面，以NFV為新型的通用化基礎設施即轉發平面，以Orchestrator為業務編排，打通SDN與NFV，將網絡架構作了根本性的創新改變。

SDNFV使客戶可以擺脫根深蒂固的廠商鎖定，基於軟體的本性，靈活快速的按需提供彈性網絡，方便的推動增長，增加了敏捷性，並成為業務增長的催化劑。

2、5G/物聯網時代的關鍵技術SDNFV

5G時代。

為了滿足未來更多業務應用的需求，5G必須在性能(吞吐量和延遲)、可靠性、靈活性、可擴展性、電源效率等方面實現突破。

關於5G的一些「硬需求」已經提前得到業界的廣泛認可。

在容量方面，5G相比4G將實現單位面積移動數據流量增長1000倍;在傳輸速率方面，典型用戶數據速率提升10到100倍，峰值傳輸速率將可達10Gbps;在延遲方面，端到端時延將比4G縮短5倍，目標低至10ms，甚至在部分特殊應用場景要低至1ms;而在可擴展性方面，可聯網設備的數量將比4G時代增加10到100倍;此外，低功率MMC(機器型設備)的電池續航時間也要增加10倍。

物聯網時代。

到2020年，全球將有500億台互聯設備，與此同時，每款新設備被暴露在黑客攻擊之下的可能性也進一步增加。

另一大挑戰來源於遷移到這一全球化的物聯網的數據的數量，根據IDC預測，到2020年，物聯網將占地球上所有數據的10%。

再有就是各種各樣需要進行管理和支持的設備，其範圍包括從支持流行的管理應用程式和協議的網絡交換機，到傳統遺留的SCADA(監控和數據採集)設備，以及那些缺乏計算或內存來支持標準的認證或加密。

最後，還需要進行非常迅速，甚至實時的響應，特別是對涉及安全(如危險的工業流程)或商業(諸如監視庫存或客戶行為)的應用程式。

鑒於5G和物聯網的複雜性和如此的大規模，手動網絡管理是根本行不通的。

而SDNFV則提供了唯一可行的，具有成本效益的方式來管理5G和物聯網，並加強網絡和在其上的數據的安全，最小化帶寬要求，最大化的應用程式和利用數據分析的性能。

在我們邁向5G/物聯網的過程當中，SDNFV發揮著重中之重的作用。

我們需要把網絡架構進行根本性的重構，功能進行重組，最重要是基於不同的場景和流量的不同要求，可以靈活地來組合不同的功能模塊，分配資源，以及提升網絡的彈性。

並且它可以控制用戶層，以及用戶層的劃分，進行網絡切片。

讓業務決定網絡，網絡對業務隨需而動。

3、SDNFV的生態圈

全球幾乎所有的主流運營商、設備商、雲數據中心、網際網路公司都在進行SDN和NFV的研究和部署，各大相關國際組織也在全力推進相關的標準和技術發展，SDNFV將迎來黃金時代。

SDNFV的生態圈可分為以Google/BAT為代表的網際網路企業、以Cisco/華為為代表的網絡設備商、以Broadcom/Intel為代表的晶片商、以及以Big Switch和西麥科技為代表的SDNFV新銳商。

3.1、網際網路商

以Google/BAT為代表的網際網路企業在SDN上非常積極。

網際網路企業的SDN方案特點在於提供給客戶的網際網路形式的服務，而不是具體的SDN產品。

Google使用Openflow改造的B4 WAN是典型的SDN案例，將廣域網利用率從30%增加到了90%。

Facebook宣布了OCP開放計算項目，意在定製化包括數據中心、伺服器、交換機在內的一系列硬體設計。

阿里已經使用了Openflow和VXLAN對集群網絡進行改造。

SDN在阿里網絡的自動化、快速交付、快速變更起著重要作用。

騰訊在採用SDN技術優化數據中心間網絡，提出「Network as a Router」。

百度則使用SDN防止流量攻擊，使用SDN對異地數據中心進行融合。

3.2、網絡設備商

SDN是大勢所趨，以Cisco/華為為代表的傳統網絡設備商，在積極向SDN轉型。

思科推出了ACI(Application Centric Infrastructure)。

ACI主要是基於硬體，具有新的應用感知的SDN交換機，支持定製ASIC和商用晶片。

它還包括一個策略控制器，被稱為應用程式政策基礎設施控制器(APIC)，它可以向應用程式分配服務水平，以及各種應用程式的優先使用權。

華為推出了敏捷網絡，敏捷網絡是華為公司面向企業市場發布的下一代網絡解決方案，意在藉助CT運營商市場的優勢通過SDN在IT企業網市場轉型。

其控制器為SNC。

3.3、晶片商

目前大部分的SDN硬體交換機都是藉助傳統晶片或NP來實現Openflow功能，還有很多潛能沒有挖掘。

Broadcom、Intel等晶片公司在積極研製SDNFV專用晶片。

Intel更愈藉助DPDK以x86統一NFV轉發平面。

3.4、SDNFV新銳商

Big Switch是典型的SDN初創公司，其由從應用程式到Controller的產品，一應俱全。

Big Switch主導了開源項目Floodlight。

西麥科技SDNFV架構圖

西麥科技是一家快速崛起的新銳SDNFV軟體商。

西麥科技的SDN Fabric解決方案以SDN控制器為核心，以Openflow交換機和NFV網絡功能虛擬化為支撐，提供豐富的SDNFV APP，以高可靠服務為保障，為用戶提供智能、動態、開放、自定義、快速創新的新一代網絡。