Виртуализацията на мрежовите функции (NFV) – отделят мрежовите функции ( firewalls, Nat - network address translation, DNS, load balancers - разпределение на натоварването, DPI - Deep Packet Inspection и т.н.) от патентованите хардуерни устройства. Те могат да бъдат реализирани програмно върху виртуален слой на стандартни сървъри на различни места в мрежата, без да е необходим монтаж на ново оборудване. След това да могат да се управляват като програмни обекти.
Целта на мрежовите оператори e да се виртуализират цели класове от мрежови устройства с определени функции върху стандартни голями по обем сървъри. По този начин могат да се предлагат по-разнообразни високоскорости мрежови услуги.
Инфраструктурата на виртуалните мрежови функции (NFV Infrastructure) - инфраструктурата, която осигурява необходимите ресурси за изпълнение на VNFs. Съвкупността от софтуерни и хардуерни компоненти необходими за вирутализиране на този хардуер.
Reference points – референтни (опорни) точки или точки за свързване между функционалните блокове в архитектура на NFV.
1. Vl-Ha (Virtualisation Layer - Hardware Resources) – свързваща точка между хардуера и виртуалния слой. Съдава се хардуерно независима среда за изпълнение на VNFs.
2. Vn-Nf (VNF - NFV Infrastructure) – осъществява връзката между NFV Infrastructure и VNF, т.е. мрежовата инфраструктурата предоставя среда за изпълнение на виртуалните мрежови функции.
3. Or-Vnfm (Orchestrator - VNF Manager) – използва се за обмен на информация, за конфигуриране на VNF Manager-а, за информация свързана със състояние на VNF, за различни заявки във връзка с authorization, validation и т.н.
4. Vi-Vnfm (Virtualised Infrastructure Manager - VNF Manager) - използва се за обмен на информация за разпределение и освобождаване на NFVI ресурси, както и информация за конфигуриране на виртуалните хардуерни ресурси и друга статистическа информация като [ (e.g. events, measurement results, and usage records regarding NFVI resources used by a VNF] [3].
5. Or-Vi (Orchestrator - Virtualised Infrastructure Manager) - осъществява връзката между Orchestrator и Virtualised Infrastructure Manager, използва се за инф. свързана с изпращане на заявки от „ Orchestrator“-а за резервиране и преразпределение на ресурси. Също така се използва и за информация свързана с конфигурирането на виртуалните хардуерни ресурси.
6. Nf-Vi (NFVI - Virtualised Infrastructure Manager) - използва се за информация свързана с конфигурирането на виртуалните хардуерни ресурси от NFVI към VIM. Изпращане на различна управляваща информация като: неосъществено събитие (failure events) и др.
7. Os-Ma (OSS/BSS - NFV Management and Orchestration) - заявки свързани с управление на жизнения цикъл на VNF и на самата мрежа, обмен на политики на управлението, обмен на данни и др.
8. Ve-Vnfm (VNF/EMS - VNF Manager) – използва се за обмен на конфигурираща и управляваща информация. Заявки свързани с управление на жизнения цикъл на VNF и на мрежата.
9. Se-Ma (Service, VNF and Infrastructure Description - NFV Management and Orchestration) - използва се за предаване на инфoрмация свързана с управлението, VNF и NFVI модела, както и на информация за VNF на препращащият граф.
Основната особеност на NFV е управление и оркестрация (Managment and Orchestration - MANO) - разпределението на виртуални ресурси или други услуги в зависимост от нуждите. По този начин се получава оптимално използване на мрежовите ресурси. Проектът MANO е изграден от следните елементи :
1. Виртуалните мрежова функции - Virtual Network Function (VNF) са виртуалните елементи на NFV архитектурата. Това може да бъде маршрутизатор или базова станция и т.н. Чрез функциите VNF може да се представят програмно различни елементи от структурата на мрежата, като например функцията препращане на пакети в маршрутизатора. Може няколко мрежови елемента да съответстват функционално на един физически елемент. Трябва да се отбележи, че: VNF – означава функция, докато NFV – предоставя програмна технология;
2. Система за управление на елементите (Element Management System-EMS) управлява работата на NFV, чрез нея се задават параметрите т.е. управлението на операциите VFN, така както физическите мрежови елементи се управляват от системите за управление на мрежата - Network Managment System (NMS). Това може да бъде например управление при отказ (fault management), управление при производителността (performance management) и други системи за управление на мрежата. Управлението на VNF от EMS се осъществява от затворени, частни (proprietary) интерфейси и връзката между (reference point) тях не е точно обозначена. В бъдеще тази връзка предстои да бъде уточнена. Една функция VNF да съответства на една EMS или една EMS може да управлява няколко VNF. Освен това EMS може да се представя от VNF функция, която се управлява от друга EMS (система за управление).
3. Модел за управление на виртуалните мрежови функции - Virtual Network Function Manager (VNFM) (VNF Manager) Той управлява работата на една или няколко VNF функции. Taкa например може да управлява важни функции VNF стартира, обслужва и прекратява работата на VNF. VNFM може да изпълнява същите функции, както EMS чрез референтна точка (reference point – взаймодействие между функционалните блокове, които се състоят от апаратно-програмени модули, референтни точки: Os-Ma-nfvo, Ve-Vnfm-em, Ve-Vnfm-vnf, Nf-Vi, Or-Vnfm, Or-Vi, Vi-Vnfm), предложена от ETSI в архитектурата на NFV. Tази точка се нарича Ve-Vnfm-vnf.
4. Инфраструктура (среда за реализиране) на виртуалните мрежови функции - Network Functions Virtualisation Infrastructure (NFVI)
NFVI - инфраструктурата, която осигурява необходимите ресурси за изпълнение на VNFs. Съвкупността от софтуерни и хардуерни компоненти необходими за вирутализиране на хардуерa.
4.1 Виртуални ресурси: изчислителни, мрежови и ресурси за съхранение:
Това е виртуалната част в NFVI. Физическите ресурси се преобразуват във виртуални ресурси, които в крайна сметка са използвани от VNFs.
4.2 Слой за виртуализация (Virtualization Layer):
Този слой отговаря за преобразуването на физическите ресурси във виртуални, и след това се използват за работа на VNF. Обикновено термина, който се използва е „Hypervisor” - програма (платформа), която управлява ресурсите на сървъра, за да може софтуера да работи независимо от хардуерната платформа. Виртуалните мрежова функции VNF могат да работят и на отделни физически устройства, който са пряко свързани с хардуера. Но тогава вече не е коректно да говорим да говорим за виртуални мрежова функции, а за физически Physical Network Function (PNF) мрежови функции. Това е възможно, но не е удобно, когато трябва да се пренесе една виртуална машина от един компютър (съвър) на друг. Може да се направи ръчно и със загуба на време.
4.3 Физическите ресурси могат да бъдат: изчислителни, мрежови и ресурси за съхранение:
Това е физическата част в NFVI. Виртуалните ресурси са инстанция (създадени от) на физическите ресурси. Всеки стандартен комутатор или обикновен сървър влиза в тази категория.
5. Мениджър на виртуалната инфраструктура - Virtualized Infrastructure Manager (VIM):
Това е управляващата система на NFVI. Тя е отговорна за контрола и управлението на изчислителните, мрежовите и ресурсите за съхранение в инфраструктура на даден оператор. Отговаря също и за събирането за извършване на измерванията и събитията
6. Oркестратор на NFV (NFV Orchestrator):
Оркестраторът NFV генерира, поддържа и прекратява работата на самите VNF мрежови функции. Ако има няколко VNFs оркестратора ще създаде (end to end ) услуга между много VNFs функции. Оркестратора e отговорен за глобалното управление на ресурсите NFVI. Например той управлява NFVI ресурсите, като изчисление, съхранение и управление на няколко VIM мениджъра в мрежата. Оркестраторът изпълнява тези функции, като не взаимодейства директно с NFVs, а чрез VNFM и VIM. Например: има няколко NFVs функции и трябва да бъде осъществена връзка от „край-до-край“. Едната възможност е: виртуална базова станция, другата виртуален EPC (персонализиране на мрежите, така че да да отговарят на изискванията на отделните клиенти). Връзката може да се осъществява от един или различни мрежови доставчици. Те ще трябва да създадат „от край 1- до- край 2“ услуга използвайки двойката VNFs функции. В този случай оркестраторът ще осъществи връзка с двете VNFs за да може да създаде от „край- до- край“ услуга.
7. Система за поддръжка на операциите и бизнеса - Operation Support System/Business Support System (OSS/BSS)
OSS е софтуерен компонент, който дава възможност на доставчиците на услуги да управляват, наблюдават, контролират услугите в мрежата. BSS поддържа повечето дейности, свързани с управлението на клиентите, продуктите, поръчките, фактуриране и други дейности, свързани с бизнеса.
[1] - Network Functions Virtualisation (NFV); Management and Orchestration -формат: pdf. 184 стр. анг. език. от 2014 г. Дата*: 10.11.2016 г.
- Network Functions Virtualisation (NFV); Architectural Framework - формат: pdf. 21 стр. анг. език. от 2013 г.Дата*: 11.11.2016 г.
- What is Network Virtualization? – Definition - Дата*: 11.11.2016 г.
- SDN and OpenFlow A Tutorial - Дата*: 11.11.2016 г.
- OpenFlow-enabled SDN and Network Functions Virtualization - формат: pdf. 12 стр. анг. език. от 2014 г.Дата*: 11.11.2016 г.
-Network Function Virtualization and Software Defined Networking Cooperation - формат: pdf. 121 стр. анг. език. от 2015 г.Дата*: 11.11.2016 г.