網絡功能虛擬化 (NFV) 是用虛擬機替代網絡設備硬件。虛擬機使用管理程序來運行網絡軟件和進程，例如路由和負載平衡。

為什么網絡功能虛擬化？

NFV 允許將通信服務與專用硬件（例如路由器和防火墻）分離。這種分離意味著網絡運營可以動態提供新服務，而無需安裝新硬件。使用網絡功能虛擬化部署網絡組件需要數小時，而不是像傳統網絡那樣需要數月。此外，虛擬化服務可以在更便宜的通用服務器上運行，而不是在專有硬件上運行。

使用網絡功能虛擬化的其他原因包括：

• 即用即付：即用即付 NFV 模型可以降低成本，因為企業只需為他們需要的東西付費。
• 更少的設備：由于 NFV 在虛擬機而不是物理機上運行，??因此所需的設備更少，運營成本更低。
• 可擴展性：使用虛擬機擴展網絡架構更快、更容易，并且不需要購買額外的硬件。

網絡功能虛擬化如何工作？

本質上，網絡功能虛擬化取代了單個硬件網絡組件提供的功能。這意味著虛擬機運行的軟件可以完成與傳統硬件相同的網絡功能。負載平衡、路由和防火墻安全都是由軟件而不是硬件組件執行的。管理程序或 軟件定義的網絡 控制器允許網絡工程師對虛擬網絡的所有不同部分進行編程，甚至可以自動配置網絡。IT 經理可以在幾分鐘內通過一個管理平臺配置網絡功能的各個方面。

網絡功能虛擬化的好處

許多服務提供商認為網絡功能虛擬化的好處大于風險。對于傳統的基于硬件的網絡，網絡管理員必須購買專用的硬件設備并手動配置和連接它們來構建網絡。這很耗時，并且需要專門的網絡專業知識。

NFV 允許虛擬網絡功能在標準通用服務器上運行，由虛擬機管理程序控制，這比購買專有硬件設備便宜得多。 使用虛擬化網絡，網絡配置 和管理要簡單得多。最重要的是，網絡功能可以按需更改或添加，因為網絡在易于配置和管理的虛擬機上運行。

網絡功能虛擬化的風險

NFV 使網絡更具響應性和靈活性，并且易于擴展。它可以加快上市時間并顯著降低設備成本。然而，存在安全風險，并且網絡功能虛擬化安全問題已被證明是電信提供商廣泛采用的障礙。以下是服務提供商需要考慮的實施網絡功能虛擬化的一些風險：

• 物理安全控制無效：與鎖定在數據中心的物理設備相比，虛擬化網絡組件增加了它們對新型攻擊的脆弱性。
• 惡意軟件難以隔離和遏制：惡意軟件更容易在運行于一臺虛擬機的虛擬組件之間傳播，而不是在可以隔離或物理分離的硬件組件之間傳播。
• 網絡流量不太透明：傳統的流量監控工具很難在虛擬機之間東西向傳輸的網絡流量中發現潛在的惡意異常，因此 NFV 需要更細粒度的安全解決方案。
• 復雜的層需要多種形式的安全性：網絡功能虛擬化環境本質上是復雜的，具有多個層，很難用全面的安全策略來保護。

NFV架構

在傳統的網絡架構中，路由器、交換機、網關、防火墻、負載均衡器和入侵檢測系統等各個專有硬件設備都執行不同的網絡任務。虛擬化網絡將這些設備替換為在虛擬機上運行以執行網絡任務的軟件應用程序。

NFV架構由三部分組成：

• 集中式虛擬網絡基礎設施：NFV 基礎設施可能基于 容器管理 平臺或抽象計算、存儲和網絡資源的管理程序。
• 軟件應用：軟件取代傳統網絡架構的硬件組件，以提供不同類型的網絡功能（虛擬化網絡功能）。
• 框架：需要一個框架（通常稱為 MANO——管理、自動化和網絡編排）來管理基礎設施和提供網絡功能。

網絡功能虛擬化的歷史

歐洲電信標準協會 (ETSI) 是一個由 AT&T、中國移動、BT 集團、德國電信等服務提供商組成的聯盟，于 2012 年在 OpenFlow 世界大會上首次提出了網絡功能虛擬化標準的想法。這些服務提供商一直在尋找一種方法來加速網絡服務的部署。

推出新的網絡服務曾經是一個繁瑣的過程，需要額外的硬件盒空間和電力。隨著能源和空間成本的增加以及熟練網絡硬件工程師數量的減少，ETSI 委員會轉向網絡功能虛擬化來解決這兩個問題。NFV 消除了硬件設備對物理空間的需求，并且不需要密集的網絡經驗來配置和管理。

今天，幾個開源項目正在致力于開發 NFV 標準，包括 ETSI、NFV 開放平臺、開放 網絡自動化 平臺、開源 MANO 和 MEF——以前的城域以太網論壇。許多不同的組織提出了相互競爭的標準提案，這使得服務提供商難以適應網絡功能虛擬化。盡管如此，由于當今企業網絡的復雜性和需求迅速擴大，它越來越受歡迎。

NFV 與 SDN

NFV 將網絡服務與專用硬件設備、軟件定義網絡或 SDN 分開，將路由、策略定義和應用程序等網絡控制功能與網絡轉發功能分開。借助 SDN，虛擬網絡控制平面決定向何處發送流量，從而使整個網絡能夠通過一個管理平臺進行編程。SDN 允許網絡控制功能自動化，這使得網絡能夠快速響應動態工作負載。軟件定義網絡可以位于虛擬網絡或物理網絡之上，但虛擬網絡不需要 SDN 即可運行。SDN 和 NFV 都依賴虛擬化技術來運行。