NFV&SDN: Friends or Enemies?

Posted 2022-10-21 xingjiarong

最近在看移动边缘计算系统架构相关的内容，其中多次提到了NFV和SDN是Mobile Edge Computing网络实现的基础，之前对两个名词不了解，今天搜集了一些这方面的资料，整理一下，分享给大家。

1. 目标

SDN的目的是将控制平面和数据平面解耦，使控制层平面变为可编程的，从而使路由器和交换机商业化。网络的控制功能不再依赖于路由器和交换机的特殊硬件结构，所有的路由器和交换机都将是通用的。
NFV的目的是将网络元素从底层的硬件中分离出来，使数据平面可编程，从而使特殊的硬件通讯产品商业化。消除了通讯设备对特殊硬件的要求，甚至任何x86架构的主机都可以当做通讯设备。

2. 起源

SDN起源于校园网，成熟于数据中心。
NFV主要是由网络运营商来推动，因为这可以大大降低他们的网络部署成本，加速网络的扩展、升级。

3. 代言人

SDN： 加州大学伯利克分校教授，Nicira创始人，美国工程院院士，SDN运动的主要开创者之一，计算机网络世界最著名的人物之一。
NFV： 爱立信执行副总裁，现任沃达丰CTO。

4. 适用范围

SDN 位于OSI网络模型中的2-3层，主要是优化像以太网交换机，路由器和无线接入点等网络基础架构。
NFV 位于OSI网络 模型中的4-7层，主要是优化网络功能的部署，例如：负载平衡器，防火墙，WAN优化控制器，深度包检测等。

5. 类比

从类比的角度看，C语言面向过程，主要是考虑机器是如何工作的，而C++语言面向对象，主要考虑如何解决当前问题。在非SDN的环境中，对网络的控制是分散式的，借助于专有网络设备和复杂的协议，通过底层的配置文件来控制。使用SDN技术，可以通过上层的策略和配置集中的控制网络。在没有NFV的情况下，由现场工程师配置的专用设备，使用NFV后，使用可以远程配置的虚拟设备。

6. 优点

SDN:
1. 简化了整个网络的配置，来自不同厂商的路由器、交换机等网络设备可以使用统一的API进行配置。
2. 简化了操作，因为从应用或者策略控制功能的角度看整个网络可以减少到一个路由器。
3. 缩减了花费，因为功能丰富的路由器和交换机不再需要了。

NFV：
1. 加速了新服务市场化的速度，因为应用层的改变不再需要对硬件层进行修改。
2. 简化了设计、设成、集成和维护设备的过程，因为设备是高度标准化的。
3. 提高了系统的可扩展性，因为NFV可以在需要的时候动态的为网络功能分配硬件资源。

7. SDN与NFV的关系

在NFV的白皮书中给出了SDN与NFV的关系示意图，如上图所示。NFV和SDN是高度互补的，但是两者又不相互依赖，NFV可以完全不依赖SDN而实现自身的功能，尽管两者有机的结合可能会产生更强大的网络功能。

NFV可以使用非SDN的机制来实现自己网络功能虚拟化的目标，使用目前在大多数data centers中使用的技术。但是使用SDN所提出的控制平面和数据平面分离的技术可以提高性能，简化与当前部署结构的兼容性问题，促进操作和维护步骤。NFV也可以通过提供SDN所需要的基础设施来为SDN的实现提供支持。网络功能虚拟化与SDN目标是紧密结合的，两者的目的都是使用商品服务器和交换机来取代复杂的专有网络设备。

8. SDN与NFV协同工作

上图展示了目前管理路由器服务的实现，通过在用户端放置一个路由器。

通过虚拟化路由器的功能，NFV可以被应用到这一情景中，如上图所。用户端只剩下一个网络接口设备来提供分界点以及测量性能。

最后SDN的引入将数据和控制分离，如上图所示。现在，数据包由优化的数据平面转发，而路由（控制平面）功能则运行在机架式服务器中的虚拟机中。

SDN与NFV的结合提供了一种最佳的解决方案：

• 昂贵的专用设备被通用硬件和高级软件所取代。
• 软件控制平面从一个昂贵的位置（一个专用的平台）移到一个优化的位置（数据中心或POP中的服务器）。
• 数据平面的控制已被抽象和标准化，允许网络和应用程序在不需要升级网络设备的情况下更新和升级。

参考资料：
1. SDN & NFV: Friends or Enemies? Justyna Bak Sr. Product Marketing Manager
2. NFV and SDN: What’s the Difference? https://www.sdxcentral.com/articles/contributed/nfv-and-sdn-whats-the-difference/2013/03/