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NFV: opciones de rendimiento y beneficios de escala

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La virtualización de funciones de red, NFV por sus siglas en inglés, permite a TI modernizar sus redes con un software modular que se ejecuta en plataformas de servidor estándar.

Con el tiempo, NFV ofrecerá redes de alto rendimiento con mayor escalabilidad, elasticidad y adaptabilidad a un costo reducido en comparación con las redes creadas con equipos de red tradicionales. NFV cubre una amplia gama de aplicaciones de red, pero está impulsado principalmente por nuevos requisitos de red, incluidos video, SD-WAN, Internet of Things y 5G.

Definición de virtualización de funciones de red (NFV)

Según ETSI, el objetivo de NFV es transformar la forma en que las arquitecturas de operadores de red evolucionan la tecnología de virtualización de TI estándar para consolidar muchos servidores de red, servidores de alto volumen basados ​​en estándares, switches y almacenamiento, que podrían ubicarse en los centro de datos, en la red o en las instalaciones del cliente final.

NFV reemplaza el equipo de red tradicional diseñado a medida (cajas negras) que continúa dominando la base de redes instalada.

Arquitectura NFV
NFV proporciona una arquitectura abierta con muchas opciones flexibles para implementar una solución NFV. La arquitectura típica de NFV consta de tres capas distintas:

  • Infraestructura de virtualización de funciones de red (NFVi).
  • Funciones de red virtual (VNF): aplicaciones de software que entregan funciones de red específicas, como enrutamiento, seguridad, núcleo móvil, subsistemas multimedios IP, video, etc.
  • Gestión, automatización y orquestación de redes (MANO): el marco para la gestión y la orquestación de NFVi y varias VNF.

NFV vs. SDN
La red definida por software (SDN) normalmente se define como la separación de los planos de reenvío y control en un elemento de red. Proporciona un mejor control y gestión. SDN es distinto de NFV, pero muchas implementaciones de NFV pueden usar controladores SDN como parte de la arquitectura NFV general.


Requisitos de la plataforma NFV
La arquitectura NFV está diseñada para aumentar o reemplazar los dispositivos de red tradicionales y altamente confiables. Por lo tanto, NFV debe entregar lo siguiente

  1. Alto rendimiento a 100 Gbps y más
  2. Alta fiabilidad: tiempo de actividad del 99.999%
  3. Escalabilidad a millones de usuarios
  4. Baja latencia de aplicaciones en tiempo real
  5. Posibilidad de integrarse con arquitecturas de red heredadas y vincularse con sistemas operacionales y de facturación existentes.
  6. Arquitectura NFV
  7. Despliegues de NFV, gestión de infraestructura de virtualización (VIM), aplicaciones y gestión/orquestación.

Hardware NFV
Servidores confiables de alto rendimiento son un aspecto crítico de NFV. Los servidores basados ​​en Intel son la opción más popular.

 

Capa de virtualización NFV – OpenStack, VMware, Contenedores
Conexiones NFV en tecnología de virtualización de servidor. Las principales opciones de hipervisor son OpenStack y VMware. La tecnología de contenedores ofrece beneficios de rendimiento para las aplicaciones de próxima generación.

NFV MANO Layer
Los operadores de red pueden elegir entre una variedad de arquitecturas MANO basadas en estándares suministrados por proveedores. La opción principal de código abierto MANO proviene de Open Network Automation Platform (ONAP), que es parte de la Linux Foundation. MANO debe ser personalizado por los operadores de red para cumplir con los requisitos de sus operaciones específicas y arquitecturas de facturación.

 

Capa de aplicación (VNF)
VNF proporciona el código para entregar una aplicación de red rica en funciones, por ejemplo, sesión de control de borde (SBC) o traducción de dirección de red (NAT). Para un caso de uso sofisticado, múltiples VNF están encadenados para ofrecer una amplia función de red. Los operadores de red deben seleccionar entre decenas de VNF de una multitud de proveedores de red u opciones de código abierto.

 

Casos de uso de NFV
NFV es aplicable en una amplia gama de funciones de red, incluidas redes fijas y móviles. Algunas de las principales aplicaciones de NFV incluyen:

  •  Núcleo de paquete evolucionado (EPC)
  • Sucursal definida por software y SD-WAN
  • Subsistema multimedia de IP (IMS)
  • Session Border Control (SBC)
  • Servidores de video
  • Equipo de instalaciones del cliente virtual (vCPE)
  • Content Delivery Networks (CDN)
  • Monitoreo de red
  • Corte de red
  • Servicio de entrega
  • Una variedad de funciones de seguridad: firewalls, detección de intrusos y sistemas de prevención, NAT, etc.

 

Estándares de NFV

Los operadores de red deben navegar hacia las organizaciones de estándares NFV con agendas superpuestas para la arquitectura NFV. Estas opciones incluyen ONAP, Open Platform para NFV (OPNFV), Open DayLight Foundation (ODL), OpenStack y Open Source MANO (OSM), entre otros. Los operadores tienen que considerar gran cantidad de software NFV de código abierto, principalmente en las capas NFVi y MANO, pero poca experiencia en la integración de los complejos sistemas de software necesarios para una solución completa de NFV.

Beneficios de NFV
NFV prometió una serie de beneficios para los operadores de red, que incluyen:

  • Reduzca los costos en la compra de equipos de red mediante la migración a software en servidores estándar
  • Eficiencias en el espacio, la potencia y la refrigeración
  • Tiempo más rápido para la implementación
  • Flexibilidad: escala elástica y reducción de la capacidad
  • Acceso a software de código abierto, incluida la fuente abierta

Desafíos NFV
NFV está demostrando ser complejo y difícil de implementar para muchos operadores a escala. La amplitud de la arquitectura y la cantidad de componentes distintos hacen que sea un desafío diseñar, construir y brindar soporte. NFV debe integrarse en las arquitecturas de red existentes y vincularse a los sistemas operativos. La falta de estándares maduros y “planos” para las implementaciones de NFV continúan obstaculizando las implementaciones. Ha llevado años mover las implementaciones de NFV a través de los laboratorios, pruebas de concepto, pruebas de campo y soluciones a escala en redes de producción.

 

Controladores de implementaciones de NFV
El mejor caso de negocios de NFV reside en partes nuevas o en rápida evolución de las redes. Por ejemplo, las ventajas de SD-WAN están cambiando la arquitectura de sus redes comerciales (por ejemplo, equipos virtuales de las instalaciones del cliente o vCPE). El crecimiento de los dispositivos y sensores conectados, comúnmente conocido como Internet of Things, también está creando nuevos requisitos para las redes fijas y móviles. Los operadores móviles con planes de migrar a redes inalámbricas 5G ahora están diseñando soluciones NFV como parte de la avanzada arquitectura 5G de alta velocidad.

 

Proveedores líderes de NFV
Los operadores de red tienen una amplia gama de proveedores para elegir para sus arquitecturas NFV. Algunas de las soluciones ofrecidas por NFVi, incluidos los VNF, MANO y los servicios de integración, incluidos Ericsson, Nokia, Huawei y Cisco. Otros vendedores más pequeños se especializan en un aspecto específico de NFV. Por ejemplo, Affirmed Networks provee EPCs virtuales, y Metaswitch se especializa en IMS virtuales. Los principales proveedores de TI ofrecen soluciones NFVi, como HPE, Dell-EMC, VMware y Red Hat.

 

Lee Doyle

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