風起雲湧,5G物聯網時代的 關鍵技術SDNFV
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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。
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