網路功能虛擬化軟體定義網路

『壹』 SDN和NFV的區別

一、性質不同

1、NFV：網路功能虛擬化。

2、SDN：軟體定義網路。

二、核心技術不同

1、NFV核心技術：通過基於行業標準的x86伺服器、存儲和交換設備替換通信網路中的專用和專用網路元件設備。

2、SDN核心技術：核心技術OpenFlow通過將網路設備的控制面與數據面分離，實現了對網路流量的靈活控制，使網路作為一個管道更加智能化，為核心網路的創新和應用提供了良好的平台。

(1)網路功能虛擬化軟體定義網路擴展閱讀：

2006年，SDN誕生於美國GENI項目資助的斯坦福大學CleanSlate課題，斯坦福大學的nickmckeown教授提出了校園網實驗創新的openflow概念。基於openflow的可編程特性，sdn的概念應運而生。

CleanSlate項目的最終目標是重塑互聯網，旨在改變已經略顯過時、難以發展的現有網路基礎設施。

『貳』 5g無線接入的關鍵技術主要包含

5G網路技術主要分為三類：核心網、回傳和前傳網路、無線接入網。核心網關鍵技術主要包括：網路功能虛擬化（NFV）、軟體定義網路（SDN）、網路切片和多接入邊緣計算（MEC）。
NFV，就是通過IT虛擬化技術將網路功能軟體化，並運行於通用硬體設備之上，以替代傳統專用網路硬體設備。
NFV將網路功能以虛擬機的形式運行於通用硬體設備或白盒之上，以實現配置靈活性、可擴展性和移動性，並以此希望降低網路CAPEX和OPEX。
NFV要虛擬化的網路設備主要包括：交換機（比如OpenvSwitch）、路由器、HLR（歸屬位置寄存器）、SGSN、GGSN、CGSN、RNC（無線網路控制器）、SGW（服務網關）、PGW（分組數據網路網關）、RGW（接入網關）、BRAS（寬頻遠程接入伺服器）、CGNAT（運營商級網路地址轉換器）、DPI（深度包檢測）、PE路由器、MME（移動管理實體）等。NFV獨立於SDN，可單獨使用或與SDN結合使用。

『叄』 5G技術（三）——核心網

姓名：安鑫 學號：17050110007 學院：物理與光電工程學院

引自：

https://blog.csdn.net/istrangeboy/article/details/103341433

【嵌牛導讀】核心網關鍵技術主要包括：網路功能虛擬化（NFV）、軟體定義網路（SDN）、網路切片和多接入邊緣計算（MEC）。

【嵌牛提問】核心網的關鍵技術具體是什麼？

【嵌牛鼻子】核心網關鍵技術

【嵌牛正文】

5G網路技術主要分為三類：核心網、回傳和前傳網路、無線接入網。本文介紹核心網技術。

1 網路功能虛擬化（NFV）

NFV，就是通過IT虛擬化技術將網路功能軟體化，並運行於通用硬體設備之上，以替代傳統專用網路硬體設備。NFV將網路功能以虛擬機的形式運行於通用硬體設備或白盒之上，以實現配置靈活性、可擴展性和移動性，並以此希望降低網路CAPEX和OPEX。NFV要虛擬化的網路設備主要包括：交換機（比如Open vSwitch）、路由器、HLR（歸屬位置寄存器）、SGSN、GGSN、CGSN、RNC（無線網路控制器）、SGW（服務網關）、PGW（分組數據網路網關）、RGW（接入網關）、BRAS（寬頻遠程接入伺服器）、CGNAT（運營商級網路地址轉換器）、DPI（深度包檢測）、PE路由器、MME（移動管理實體）等。 NFV獨立於SDN，可單獨使用或與SDN結合使用。

2 軟體定義網路（SDN）

軟體定義網路（SDN），是一種將網路基礎設施層（也成為數據面）與控制層（也稱為控制面）分離的網路設計方案。網路基礎設施層與控制層通過標准介面連接，比如OpenFLow（首個用於互連數據和控制面的開放協議）。 SDN將網路控制面解耦至通用硬體設備上，並通過軟體化集中控制網路資源。控制層通常由SDN控制器實現，基礎設施層通常被認為是交換機，SDN通過南向API（比如OpenFLow）連接SDN控制器和交換機，通過北向API連接SDN控制器和應用程序。SDN可實現集中管理，提升了設計靈活性，還可引入開源工具，具備降低CAPEX和OPEX以及激發創新的優勢。

3 網路切片（Network Slicing）

5G網路將面向不同的應用場景，比如，超高清視頻、VR、大規模物聯網、車聯網等，不同的場景對網路的移動性、安全性、時延、可靠性，甚至是計費方式的要求是不一樣的，因此，需要將一張物理網路分成多個虛擬網路，每個虛擬網路面向不同的應用場景需求。虛擬網路間是邏輯獨立的，互不影響。只有實現NFV/SDN之後，才能實現網路切片，不同的切片依靠NFV和SDN通過共享的物理/虛擬資源池來創建。網路切片還包含MEC資源和功能。

4 多接入邊緣計算（MEC）

多接入邊緣計算（MEC），就是位於網路邊緣的、基於雲的IT計算和存儲環境。它使數據存儲和計算能力部署於更靠近用戶的邊緣，從而降低了網路時延，可更好的提供低時延、高寬頻應用。MEC可通過開放生態系統引入新應用，從而幫助運營商提供更豐富的增值服務，比如數據分析、定位服務、AR和數據緩存等

『肆』 SDN和NFV的區別和聯系

軟體定義型網路(SDN)

SDN誕生於高校，成熟於數據中心

SDN的基本定義和元素:

1. 分離控制和轉發的功能

2. 控制集中化

3.使用廣泛定義的(軟體)介面使得網路可以執行程序化行為

網路功能虛擬化(NFV)

NFV由服務供應商創建。

NFV旨在利用標準的IT虛擬化技術解決這些問題，具體是把多種網路設備類型融合到數據中心，網路節點和終端用戶企業內可定位的行業標准高容量伺服器，交換機和存儲中。

二者關鍵點的比較

SDN

產生原因：分離控制和數據平面中央控制可編程網路

目標位置：園區網，數據中心/雲

目標設備：商用伺服器和交換機

初始化應用：基於雲協調器和網路

新的協議：OpenFlow

組織者：Open Networking Forum（ONF）

NFV

產生原因：從專有硬體到普遍硬體過度重新定位網路功能

目標位置：運營商網路

目標設備：商用伺服器和交換機

初始化應用：路由器，防火牆，網關，CDN，廣域網加速，SLA確保

新的協議：尚無

組織者：ETSI NFV Working Group

『伍』 5g承載網的關鍵技術

5g承載網的關鍵技術分為三類：核心網、回傳和前傳網路、無線接入網。
1、核心網。核心網關鍵技術主要包括：網路功能虛擬化（NFV）、軟體定義網路（SDN）、網路切片和多接入邊緣計算（MEC）。
2、回傳和前傳網路。回傳（Backhaul）指無線接入網連接到核心網的部分，光纖是回傳網路的理想選擇，但在光纖難以部署或部署成本過高的環境下，無線回傳是替代方案，比如點對點微波、毫米波回傳等。前傳指BBU池連接拉遠RRU部分，如C-RAN章節所述。前傳鏈路容量主要取決於無線空口速率和MIMO天線數量，4G前傳鏈路採用CPRI（通用公共無線介面）協議。
3、無線接入網。為了提升容量、頻譜效率，降低時延，提升能效，以滿足5G關鍵KPI，5G無線接入網包含的關鍵技術包括：C-RAN、SDR（軟體定義無線電）、CR（認知無線電）、SmallCells、自組織網路、D2D通信、MassiveMIMO、毫米波、高級調制和接入技術、帶內全雙工、載波聚合、低時延和低功耗技術等。

『陸』 軟體定義網路，網路虛擬化和網路功能虛擬化的區別

網路團隊經常要處理鋪天蓋地的配置請求，這些配置請求可能需要數天或數周來處理，所幸的是，現在有幾種方法可以幫助企業提高網路靈活性，主要包括網路虛擬化[注](NV)、網路功能虛擬化[注](NFV[注])和軟體定義網路[注](SDN[注])。

這三種方法可能聽起來有些混淆，但其實每種方法都是在試圖解決網路移動性這個宏觀問題的不同子集問題。在這篇文章中，我們將探討NV、NFV和SDN的區別以及每種方法如何幫助我們實現可編程網路。

網路虛擬化

企業網路管理員很難滿足不斷變化的網路需求。企業需要一種方法來自動化網路，以提高IT對變化的響應率。在這個用例中，我們通常試圖解決一個問題：如何跨不同邏輯域移動虛擬機？網路虛擬化其實是通過在流量層面邏輯地劃分網路，以在現有網路中創建邏輯網段，這類似於硬碟驅動器的分區。

網路虛擬化是一種覆蓋;也是一個隧道。NV並不是物理地連接網路中的兩個域，NV是通過現有網路創建一個隧道來連接兩個域。NV很有價值，因為管理員不再需要物理地連接每個新的域連接，特別是對於創建的虛擬機。這一點很有用，因為管理員不需要改變他們已經實現的工作。他們得到了一種新方式來虛擬化其基礎設施，以及對現有基礎設施進行更改。

NV在高性能x86平台上運行。這里的目標是讓企業能夠獨立於現有基礎設施來移動虛擬機，而不需要重新配置網路。Nicira(現在屬於VMware)是銷售NV設備的供應商。NV適合於所有使用虛擬機技術的企業。

網路功能虛擬化

NV提供了創建網路隧道的功能，並採用每個流服務的思維，下一個步驟是將服務放在隧道中。NFV主要虛擬化4-7層網路功能，例如防火牆或IDPS，甚至還包括負載均衡(應用交付控制器)。

如果管理員可以通過簡單的點擊來設置虛擬機，為什麼他們不能以相同的方式打開防火牆或IDS/IPS呢?這正是NFV可以實現的功能。NFV使用針對不同網路組件的最佳做法作為基礎措施和配置。如果你有一個特定的隧道，你可以添加防火牆或IDS/IPS到這個隧道。這方面很受歡迎的是來自PLUMgrid或Embrane等公司的防火牆或IDS/IPS。

NFV在高性能x86平台上運行，它允許用戶在網路中選定的隧道上開啟功能。這里的目標是，讓人們為虛擬機或流量創建服務配置文件，並利用x86來在網路上構建抽象層，然後在這個特定邏輯環境中構建虛擬服務。在部署後，NFV能夠在配置和培訓方面節省大量數據。

NFV還減少了過度配置的需要：客戶不需要購買大型防火牆或IDSIPS產品來處理整個網路，客戶可以為有需要的特定隧道購買功能。這樣可以減少初始資本支出，但其實運營收益才是真正的優勢。NFV可以被看作是相當於Vmware，幾台伺服器運行很多虛擬伺服器，通過點擊配置系統。

客戶了解NV和NFV之間的區別，但他們可能不希望從兩家不同的供應商來獲得它們。這也是為什麼Vmware現在在VmwareNSX提供NV和NFV安全功能的原因。

軟體定義網路

SDN利用「罐裝」流程來配置網路。例如，當用戶想要創建tap時，他們能夠對網路進行編程，而不是使用設備來構建網路tap。

SDN通過從數據平面(發送數據包到特定目的地)分離控制平面(告訴網路什麼去到哪裡)使網路具有可編程性。它依賴於交換機來完成這一工作，該交換機可以利用行業標准控制協議(例如OpenFlow)通過SDN控制器來編程。

NV和NFV添加虛擬通道和功能到物理網路，而SDN則改變物理網路，這確實是配置和管理網路的新的外部驅動手段。SDN的用例可能涉及將大流量從1G埠轉移到10G埠，或者聚合大量小流量到一個1G埠。SDN被部署在網路交換機上，而不是x86伺服器。BigSwitch和Pica8都有SDN相關的產品。

所有這三種類型的技術都旨在解決移動性和靈活性。我們需要找到一種方式來編程網路，而現在有不同的方法可以實現：NV、NFV和SDN。

NV和NFV可以在現有的網路中運作，因為它們在伺服器運行，並與發送到它們的流量進行交互;而SDN則需要一種新的網路架構，從而分離數據平面和控制平面。

『柒』 sdn是什麼意思

軟體定義網路（SDN）是控制功能和轉發功能的分離，它使網路具有更大的自動化和可編程性。它通常與網路功能虛擬化（NFV）結合使用，NFV以虛擬化網路功能（VNFs）的形式將網路功能與硬體分離。

在SDN架構中有三個層面：

1.應用層：在網路上運行的應用及服務。

2.控制層：SDN控制器或網路的「大腦」。

3.基礎面：交換機和路由器，以及其支撐的物理硬體。

為了在這些層級之間進行完成通信，SDN使用北向和南向應用介面（API），其中北向介面在基礎層和控制層之間進行通信，南向API在應用層和控制層之間進行通信。

北向介面：使用SDN的應用程序依賴於控制器來告訴他們網路基礎狀態，以便他們知道哪些資源是可用的。此外，SDN控制器可以根據網路管理員建立的策略自動確保應用程序流量路由。應用層與控制層通信，告訴它應用程序需要什麼資源，以及它們的目的地。

控制層協調如何向應用層提供網路中可用的資源。它還利用其智能，根據應用程序的延遲和安全需求，為應用程序找到最佳路徑。整個業務流程是自動化完成的，而不是手動配置的。

南向介面：SDN控制器通過南向介面與基礎層（如路由器和交換機）通信。網路基礎層被告知應用程序數據必須採用由控制器決定的路徑轉發。控制器可以實時改變路由器和交換機轉發的方式。數據不再依賴於設備路由表來確定數據轉發路徑。相反，控制器可以智能優化數據轉發的路徑。

『捌』 SDN 是什麼

軟體定義網路（Software Defined Network，SDN）是由美國斯坦福大學Clean-Slate課題研究組提出的一種新型網路創新架構，是網路虛擬化的一種實現方式。

其核心技術OpenFlow通過將網路設備的控制面與數據面分離開來，從而實現了網路流量的靈活控制，使網路作為管道變得更加智能，為核心網路及應用的創新提供了良好的平台。

設計思想

利用分層的思想，SDN將數據與控制相分離。在控制層，包括具有邏輯中心化和可編程的控制器，可掌握全局網路信息，方便運營商和科研人員管理配置網路和部署新協議等。

在數據層，包括啞的交換機（與傳統的二層交換機不同，專指用於轉發數據的設備），僅提供簡單的數據轉發功能，可以快速處理匹配的數據包，適應流量日益增長的需求。兩層之間採用開放的統一介面（如OpenFlow等）進行交互。控制器通過標准介面向交換機下發統一標准規則，交換機僅需按照這些規則執行相應的動作即可。

『玖』 SDN的主要技術特點

SDN的主要技術特點

SDN的應用場景與SDN技術本身的特點有很大的相關性，下面是我帶來的SDN的主要技術特點。供大家參考。

SDN的主要技術特點體現在3方面：

● 轉發與控制分離。SDN具有轉發與控制分離的特點，採用SDN控制器實現網路拓撲的收集、路由的計算、流表的生成及下發、網路的管理與控制等功能;而網路層設備僅負責流量的轉發及策略的執行。通過這種方式可使得網路系統的轉發面和控制面獨立發展，轉發面向通用化、簡單化發展，成本可逐步降低;控制面可向集中化、統一化發展，具有更強的性能和容量。

● 控制邏輯集中。轉發與控制分離之後，使得控制面向集中化發展。控制面的集中化，使得SDN控制器擁有網路的全局靜態拓撲，全網的動態轉發表信息，全網路的資源利用率，故障狀態等。因此，SDN控制器可實現基於網路級別的統一管理、控制和優化，更可依託全局的拓撲的動態轉發信息幫助實現快速的故障定位和排除，提高運營效率。

● 網路能力開放化。SDN還有一個重要特徵是支持網路能力開放化。通過集中的SDN控制器實現網路資源的統一管理、整合以及虛擬化後，採用規范化的北向介面為上層應用提供按需分配的網路資源及服務，進而實現網路能力開放。這樣的方式打破了現有網路對業務封閉的問題，是一種突破性的創新。

SDN控制與轉發分離的特點，使得設備的硬體通用化、簡單化，設備的硬體成本可大幅降低，可促進SDN的應用;但由於設備硬體的變化，轉發流表的變化也存在SDN設備與現有網路設備的兼容問題，在一定時期內可能限制SDN在大規模網路中的應用。

SDN控制邏輯集中的特點，使得SDN控制器擁有網路全局拓撲和狀態，可實施全局優化，提供網路端到端的部署、保障、檢測等手段;同時，SDN控制器可集中控制不同層次的網路，實現網路的多層多域協同與優化，如：分組網路與光網路的聯合調度。

SDN網路能力開放化的特點，使得網路可編程，易快捷提供的應用服務，網路不再僅僅是基礎設施，更是一種服務，SDN的應用范圍得到了進一步的拓展。

關於5G移動通信網路架構中SDN與NFV技術的應用論文

【摘要】

在當前的移動通信網路之中，關鍵在於突破軟體定義網路（SDN）和網路功能虛擬化（NFV）的相關技術難題。在此之前，我們了解到如果在5G網路架構中運用SDN和NFV技術，將產生很大程度上的便利；再者，對國際上SDN與NFV技術最前沿的研究狀況進行了闡述，對以SDN/NFV的網路架構為基礎的設計理念進行了探究；最後，綜合各種因素對在SDN/NFV技術之上的5G網路架構展開了試探性的探討，並且對其中技術上的重難點進行了剖析，提出了相應的解決方案，希望能夠為行業發展做出一定的貢獻。

關鍵詞

軟體定義網路；網路功能虛擬化；5G網路架構

一些市場研究機構經過調研得出這樣一個結論，第五代移動通信（以下簡稱為5G）網路大概會在2017年左右把相關協議確立下來，實現商業化的時間暫定為2020年。然而，近年來互聯網流量消耗量不斷升高，市場方面需求緊迫，再加之第五代移動通信技術在未來戰略中占據著重要的位置，因此，市場上早已開始了對5G網路技術的研究，5G網路的需求正變得越來越迫切。

在國內市場，部分企業和組織也順應時代的發展，接連開啟了對5G網路的技術攻關。國際上更是如此，各國電信運營商爭相提出自己的5G設想，並且都在對自己的方案進行技術論證。顯然，不管是國外還是國內，無論是運營商還是設備商，都開始了對5G技術研究的漫漫長路。各組織之間的較量對達成行業內的技術共識是十分重要的，對於行業巨頭來說，這是獲取專利搶占技術高地，決勝未來的關鍵時期。現在的5G技術，還沒有在關鍵領域達成技術共識。也正因如此，移動通信領域將迎來巨大的變革，這也將帶來前所未有的機遇和挑戰。

一、將SDN和NFV引入5G網路架構所帶來的好處

SDN嚴格來說是一種網路創新架構，它有一些明顯的特點：

1）控制部分與轉發部分是隔離開的；

2）控制集中化；

3）用到的軟體介面都是被廣泛定義的。

核心要點在於，把控制面與數據面隔開，轉發的功能僅由硬體設備的下層實現，其上層則分離，用於集中實現控制，從而實現網路應用與功能的可編程性。在集中化的控制系統中，可以掌握所有用戶的網路使用情況，進而在全局上對網路流量進行宏觀調控，合理配製網路資源，提高對資源的利用率。

在未來的網路中可以科學合理的利用SDN的這些優勢，使其可以在網路通信行業大展拳腳。正是由於SDN技術的合理運用，才使得移動網路的基本功能得到更加有效地發揮，這也使其縱向融合變成現實，簡化網路的同時可以適應逐漸增長的接入速率。追根溯源，SDN首創於斯坦福大學，而NFV的概念則來源於運營商聯盟，他們的目的在於處理硬體設施笨重、傳統與難以拓展等問題的同時，可以更好地使用現有的網路，使得投資利益最大化。

在不久前發布的NFV白皮書中可以了解到，他們對於SDN與NFV的關系是這樣定義的：首先，這兩者有著一種互補關系，他們是可以實現融合的，不過兩者並沒有依賴關系，換句話說，也就是NFV可以實現獨立的布置，而不用考慮SDN的影響。但是兩者是存在互補性的，其主要表現在SDN能使NFV具有更大的兼容性和操作簡便的特點，反過來，NFV的虛擬化等技術則可以提升SDN的靈活性。

二、目標網路架構初探

就目前市場現狀來看，阿朗及中國的華為、中興等信息通訊公司、各大主要研究機構與論壇等爭相提出自己設想的5G白皮書，這些白皮書分別承載了各大公司對5G網路時代的展望，對市場供需關系的理解。當今世界的5G網路架構並不成熟，幾乎所有構想都處於剛剛提出，正在進行技術認證的階段。

在SDN與NFV等基礎思想的指導下，設計的5G移動通信網路架構主要有以下三種設計思路：

（1）對網元功能採用劃分處理

當前的網路有著封閉且無序的特點，甚至部分功能存在相互沖突的情況，這就需要重新定義網路功能，進行更加清晰地梳理和劃分。第一步要做的就是將控制端與轉發端進行分離，以及實現軟體與硬體的解耦。通過分離可以實現將控制功能全部置於SDN控制器之上的目的，在轉發面使用合適的轉發設備，一般都是標准件，其優勢在於成本低廉，他們在同一介面實現連接。在控制面和轉發面上均可以實現擴容或升級功能，這就使得設備愈發便捷高效。

（2）網路功能抽象

在對各部分網元功能進行分開處理之後，還需要做共性提取的工作，經過一定規律的封裝，將具有不同功能的模塊分離出來，對各模塊之間使用的連介面均採用標准件。對比於未劃分之前的網路功能，經過分解的網路功能模塊將變得越來越多，這就將使得介面和協議變得極為復雜。

經過抽象處理實現網路功能的模塊化，在各功能模塊之間使用API介面，使得他們更加具有開放性，在相關標準的基礎上對其進行重組，讓重組後的網元功能具有全網視圖，同時盡量滿足用戶的需求，為客戶帶來最佳的業務數據流傳送與整合方法，進而實現網路資源的合理利用，強化互聯網的服務能力。

當今的互聯網技術發展日新月異，基於互聯網行業的創新實踐多如牛毛，這一切的一切都與其使用公共硬體平台，讓客戶使用開放的API介面，簡化民眾創新環節，減少創新要求有著極為重要的聯系。故而，將API公布給開發者，使其隨意使用，互聯網的設計與開發突破傳統的只針對運營商，轉變為面向更為廣大的用戶群體，讓運營商有著更加靈便的網路能力，進而解決已有的.因硬體問題而引發的升級困難、擴展性差等缺點。

（3）網路功能重構

將已經開放介面的各功能子模塊分選出來，按照一定的需求進行組合使用，這樣一來不但可以擁有基礎的現有網路的基本功能，更重要的是可以讓各組件相互獨立，甚至實現動態性的伸縮，與此同時，可以結合未來的發展趨勢進行快速研發、調試和合理布置，體現全新的功能。因此，在這個基礎之上網路資源就能夠實現共享，而且還能在實際業務的要求下進行按需編排和故障隔離等。這其實也就是進行重新劃分並抽象的目的所在。

眾所周知，IT技術具有靈活快速的優點，這一點也被電信網路所學習，在即將到來的5G時代，其網路架構將不可能是以往的固定、封閉的架構，取而代之的將是一個全新的依託於虛擬化技術的構架。對現有的模塊進行劃分及重組之後，不但可以實現最為基本的現有的網路功能，而且更重要的是可以減持冗餘。舉例說明，比如一些模塊的功能或業務已然超過了使用壽命，而且也達到了退出市場的條件。但實際真的如此嗎？根據測算其現有電路交換機的兩千餘個功能使用率甚至不超過百分之一，在模塊化的基礎之上，運營商就能夠根據自己的實際需求進行選擇，在最大限度利用投資資源的同時做到省去無用花費的目標。

三、結束語

文章在SDN和NFV技術的基礎上，實現現有網路的解耦、抽象和重構，提出了一些創造性的使用設想，比如控制面與轉發面實現分離、控制集中化、可編程的未來移動通信網路架構，並對未來移動通信的網路架構採取了試探性的摸索。經過總結分析可以知道，基於SDN和NFV的新型網路架構，不但能解決傳統架構固有的一些缺點，還能夠滿足未來不斷增多的新業務對網路可編程和快速響應的要求。