NFV与SDN基础上的接入网虚拟化技术

韩冰

摘要

NFV与SDN是IT领域中出现的一种新型技术，在全球范围内都是一个非常受欢迎的网络热点技术，无论是学术界，还是在互联网行业，人们对于这项新型技术的关注程度都非常高。本文首先介绍了在NFV与SDN的基础上，接入网虚拟化技术的基本概念，接着阐述了它的分类标准，最后重点探讨了其中的关键技术，以期为相关人员提供参考。

【关键词】NFV与SDN 接入网虚拟化技术 资源共享

NFV主要是从“垂直”的角度出发，用于改造电信构架，将电信网中的网元以虚拟化的方式连接到x86服务器上，以此来减少对特定硬件的依赖性。而SDN则是通过“水平”的方式，对传统的IP路由架构进行适当的优化和改善，让资源调整和网络控制能力更加的优化。本文基于两种技术的基础上，分析了接入网中的虚拟化技术，以此来保障接入网的灵活性。

1 接入网虚拟化技术的基本概念

基于NFV与SDN中的虚拟化技术，能够将原本网元设备中的一体化功能，逐渐分解成为多个不同的功能组件，然后对这些组件进行优化与升级，利用处理完的组件来进行网元功能的重构。其中，利用SDN就可以完成程序上的控制工作，而NFV则是对其中的硬件和软件进行优化，让“控制器”可以更为清楚的获取功能组件中的各项信息。而在NFV基础设施中，涵盖了许多可以被虚拟化的硬件资源，如储存、网络资源等，此外，还包含了射频天线资源，在虚拟化层能够将这些连接在一起，实现软件同底层硬件的有效衔接。

除此之外，虚拟网络工程中，VNFs可以看作是虚拟化资源中的软件，存在的目的是实现网络的基本功能。所以，利用网元功能将其中的硬件剥离开，对网元功能进行细致的分解，最后按照业务的需求将重组之后的网元功能连接在一起。基于NFV与SDN在接入网中的控制和转化，通过NFV架构，让接入网控制软件化，屏蔽掉接入网中的差异化，以此来实现网络管理的灵活性。

2 接入网虚拟化技术中的分类

2.1 业务需求和服务需求

在信息时代中，虚拟化可以看作是一种计算资源子集的一个过程，不会受到现有资源和物理因素的限制。反之，虚拟化还能对物理资源进行组织与优化，以一个更为高效的方式来使用资源。例如，在未来移动网络的功能中，就包含了业务需求和服务需求，用户服务的预约，业务统计量等。利用映射函数的方式能够将这些业务转换为服务方面的基本需求。

2.2 无线资源网络

基于数据之间的差异性，终端分布不同等问题，要满足数据传输的速率，就需要利用RRH对全局进行优化，同时合理化的分配无线频谱资源，以此来保障资源的利用效率。而无线资源管理主要是根据资源虚拟化的基本需求来预测的，会对其进行周期性的更新，所以，通过计算资源管理的方式来进行分配，能够满足移动通信系统的基本需求。

3 NFV与SDN基础上接入网虚拟化中的关键技术

3.1 资源共享和网络隔离

在集中式接入网中，为了实现硬件和软件资源的共享机制，就需要对NVS架构中的服务流进行分层调度，服务流在基站和终端之间具有非常重要的作用。同时，服务流还能满足虚拟网络中的服务请求，也是虚拟基站和终端之间的特殊介质。有时候，为了保证网络的隔离性，就需要提高网络定制化的基本性能，根据NVS架构中的分层调度，来提高资源的利用效率。

NFV与SDN能够促进资源的集中控制，例如，防火墙的应用，就是以NFV为目标，因为他们具备了类似SDN的控制行为，将两者结合在一起，就像是一个云端的虚拟功能模型。每个虚拟功能的集合都能构成一项用户服务数据，这种模型主要是由隧道和虚拟交换机所构成的，具有隔离虚拟的作用，防止一些突发性事故的出现。除此之外，还可以通过网络叠加的方式，来实现虚拟功能隔离，云网络和SDN服务在未来有可能成为NFV的最大用户。

3.2 覆盖和承载分离技术

在接入式的架构中，RRH部署对于提高网络容量有着极大的帮助，这也是未来网络最为主要的发展趋势。首先是通过基站功能虚拟化，保障RRB配置发射功率的最大化，实现最高频率的复用率，重点利用双重的架构来控制这些数据。接着通过协议功能模块化，利用NFV技术，根据通用平台上相应的VNF，保障服务流之间能够实现基本的共享机制。最后，按照不同场景与业务的基本要求，以及服务流的需求，将其生成VNF路由路径，以此来保证服务流中协议功能的顺利运行。

将这项技术应用于5G核心网架构中，通过NFV可以减少甚至是移除掉网络部署中对于专用硬件的依靠性，让单一化的物理平台也能运用于不同的程序中，这样用户和租用可以通过多版本的方式来使用网络功能，从而促进网络环境的服務创新。同时，NFV还能适用于任何数据平面中，无论是在固定，还是在移动网络中，都能实现网络的自动化管理和配置。

3.3 虚拟化的研究系统

虚拟化技术是集中式接入网功能是提高应用性能的关键点，在未来也具有非常好的应用前景。为了保障网络的稳定性，研究虚拟化技术的应用性能对于网络的影响，在移动网络硬件平台上进行验证即可，保障虚拟技术的有效性。利用实验平台，能够有效的管理虚拟基站，通过转移和重建来实现虚拟站的迁移、覆盖和分离。此外，在基站中还可以控制不同层面的技术验证，支持4G和5G等不同的通信标准，在开放性的软硬件接口中，设备也具有一个良好的收缩性，为日后的使用提供诸多便捷。由于移动网关的转发与分离，导致网关功能的逐渐弱化，除了提供一些流量聚合与计费等基础业务，就不再提供其他的业务，这时候对于一些省内的业务，就可以利用offload的方式，访问本地业务云。利用NFV和SDN技术，还可以最大限度的保障核心网架构的扩展性，增强对业务的修复功能。

4 结束语

在数据传输日渐复杂的背景下，集中式接入网的出现，能够保障接入网的灵活性。其中，虚拟化技术的应用，不仅降低接入网的运用成本，还满足了通信和成本的基本需求，推动关键性产业的发展。但是，这项技术仍旧处于一个初始阶段，相关人员应该加大对此的研究力度，让虚拟化技术能够向着更为长远的方向发展。

参考文献

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