NFV/SDN技术在云数据中心的应用探究

曾杰麟

【摘要】 随着科学技术的发展，云业务技术越来越成熟，云数据中心的结构也随着新技术的发展得到了很大的发展。就目前的情况来看，SDN和NFV是网络发展的主要趋势，其也会被广泛应用，成为未来发展的主要技术支柱。但是如今SDN和NFV还处于发展阶段，因此在实际应用中还需要不断加强对其的研究，从而能够进一步提高经济效益。基于此本文分析了NFV和SDN在云数据中心的协同部署，为数据中心云化提供方案依据。

【关键词】 NFV SDN 云数据中心 协同部署 应用

一、概述

随着科学技术的发展，互联网技术已经进入我们的生活中，“互联网+”以及大数据业务已经逐渐的被应用，以云计算和虚拟化技术为基础的云数据中心悄然崛起。就目前的情况来看，用户类型、业务平台等方面对于云数据的要求也是不同的，对于传统的网络资源存在很多不足，其不能进行灵活的调整，因此相关人员加强了这方面的研究，通过NFV（Network Function Virtualization，网络功能虚拟化）和 SDN（Software Defined Network，软件定义网络）技术的协同部署有效的解决了这些问题。

NFV主要是使用统一的虚拟化软硬件平台进行软件的相关功能的解藕，从而进一步提高了网络的灵活度，更好的保障了设备的使用效率。目前其主要是密集 CPU，其主要是针对要求不高的区域，例如和NAT（Network Address Translation，网络地址转换）等。SDN主要是针对软件实现集中控制，主要的目标是进行整个过程的控制盒转发，进一步放宽网络的灵活性，其主要的作用是能够更好的进一步资源的有效提升，实现创新目的。

二、NFV和 SDN 的联系

就目前的网络组成情况来看，网络主要分为了2个部分，即功能节点和网络连接，网络功能节点主要的作用是有效的处理相关网络业务，网络连接主要是有效的将各个节点进行连接。因此对于NFV主要是进行网络节点的虚拟化实现，而SDN主要是起到连接调节的作用。

对于这两者是存在一定的差异的，当网络功能的实现是通过NFV实现的时候，对于网络连接主要是使用传统的方法，通过路由等进行转发。当网络连接过程是由SDN 网络进行实现的时候，其主要是通过传统硬件达到目的。当对两者进行结合的时候能够最大程度发挥其功效，主要是：NFV能够通过x86通用硬件进行各个资源的提供和转发，如果是使用VM（Virtual Machine，虚拟机）进行控制器和虚拟器的控制的时候也能够达到其功效。

而使用SDN技术主要是拆分网络节点，从而分离转发功能和业务功能，对于业务功能主要是使用NFV进行实现，对于其中的负载均衡器设备能够进行各个功能的转发和卸载，从而能够达到其母的。

三、NFV和SDN在云数据中心的协同部署

NFV 有不同的部署形式，SDN 和 NFV协同新网络架构目前主要有2种形态，即：

第一种形态，如图1所示，NFV旁挂在VxLAN硬件网关上，其主要的位置是在云数据中心业务处，其运行环境要求也比较低，保证是传统的环境就可以。在这个结果中，VxLAN 硬件网关和vSwitch是需要在特点的环境中，即Overlay 网络环境，然后进行网络的调整和優化。例如对于用户的东西流量，不同的物理服务器所构建的网络也是不一样的，其主要是在vSwitch 的情况下进行，而对于南北流量，也就是访问公网的流量，其服务器的构建是依靠vSwitch和VxLAN 所实现。NFV 主要是在 Overlay 网络外，因此之间所存在的流量和南北流量模式一致。

也就是虚拟机至NFV 的流量丢失需要转移到核心交换设备中，从而能够达到其目的。

第二种形态，如图2所示，NFV 分布式部署主要是在云数据中的虚拟机上，其所需要的环境是在VxLAN 中。在这个结构中主要的网络环境构件是通过VxLAN 硬件网关、vSwitch和 NFV设备共同实现的。[2]

用户的东西和南北流量与第一种一样。而对于用户虚拟方向主要是和东西流量模式一致，其主要是在物理服务器上建立。NFV流量进行数据交互过程都是直接进行的，不需要进行转移。

在云数据中可以进行NFV和SDN的协同，从而达到最好的目的，但是在整个过程中需要充分的考虑两者之间的管理信息，因此需要引起重视。如果在传统网络中使用NFV设备进行整体的部署，其主要的环境是VLAN中，然后之间进行系统的数据通信工作。

如果是在Overlay网络中，其主要运行的过程就需要在Overlay网络中进行实现，其业务和管理口均通过其所在的服务器上vSwitch进行的VxLAN数据封装，但是整个过程是不能直接进行通信的。对于这种现象，就需要引入一个VxLAN硬件网关在SDN和NFV的管理链路中，同时完成相应的封装和解封装工作[3]。

另外，NFV是网络设备中比较特殊的形态，因此也需要遵循相应的要求，通常情况下为了达到可用状态，会选择保活、MAD（Multi-Active Detection，多活检测）等机制进行实现，从而能够达到灵活拓展的目的。就目前的情况来看，NFV设备具有自身的保活机制，如果其中出现了问题，设备能自动的进行升级，从而成为主设备。在整个过程中有效的结合MAD具有非常重要的意义，能够有效的防止发生脑裂，提高其实用性。需要注意的是在进行部署的时候需要加强业务接口和管理接口的监控，如果接口出现问题，需要及时进行控制。

四、结语

云数据中心以灵活产品形态和可扩展的能力，在业界各领域的应用越来越广泛。随着科学技术的不断发在，云计算技术不断的被推广，其应用指数不断增加。通过SDN和NFV的协同部署来实现云数据中心的网络架构改造具有非常重要的意义，需要我们重点加强对其的研究。

参 考 文 献

[1]李晨， 段晓东， 黄璐. 基于SDN和NFV的云数据中心网络服务[J]. 电信网技术， 2014（6）：1-5.

[2]张云帆， 郑直. SDN与NFV在云计算IDC中的应用[J]. 电信快报， 2014（8）：21-24.

[3]杨雄. 谈数据中心SDN和NFV技术关系[J]. 计算机与网络， 2014（19）：48-49.endprint