當涉及到網絡設備，我們發現傳統的專有網絡設備越來越多樣化，這使得運營商和數據中心運營商們升級服務也越來越困難。網絡功能虛擬化(NFV)是源于ETSI行業規范工作組通過虛擬網絡功能取代專用硬件來簡化操作的倡議。

NFV將網絡功能整合到行業標準的服務器、交換機和存儲硬件上，提供了優化的虛擬化數據平面，NFV通過服務器上運行的軟件讓管理員取代傳統物理網絡設備，并降低成本、能耗和復雜性。

現在的網絡很大程度上是由中間件，專業網絡功能(如4-7層)，封閉且昂貴的專用硬件構成。不僅造成網絡僵化，也造成了網絡資本和運營開支的增加。

通過使用NFV可以減少甚至移除現有網絡中部署的中間件，它能夠讓單一的物理平臺運行不同的應用程序，用戶和租戶可以通過多版本和多租戶使用網絡功能。

NFV支持全新的方法實現彈性、服務保證、測試診斷和安全監控。它能夠促進軟件網絡環境中的新網絡功能和服務的創新，NFV適用于任何數據平面和控制平面功能、固定或移動網絡，也適合需要實現可伸縮性的自動化管理和配置。

下面是可以通過NFV虛擬化的網絡功能：

交換元素

移動網絡節點

家庭路由操作

機頂盒業務

隧道網關元素

流量分析

服務保證

SLA監測

測試和診斷

NGN信號

聚合和網絡范圍功能

應用程序優化

安全功能

NFV有一個潛在的用途是服務功能鏈(SFC)中的應用，動態鏈接虛擬網絡功能如路由器、防火墻、DPI、NAT組成一個集成部署，這個過程是應用程序配置過程的關鍵。

以服務提供商為例，一個服務鏈在服務提供商邊緣路由之前由用戶的邊緣路由器，其次是防火墻，一個深層數據包檢測過程和NAT組成。從應用程序角度來看，一個email服務鏈將包括病毒、垃圾郵件、網絡釣魚檢測和可以通過連接路由實現無延遲構成。

在大多數的傳統網絡，每個服務都需要單獨的硬件，并建立一個服務鏈支持新網絡設備上的應用，并且將他們整合到繁瑣且容易出錯的序列里。

然而，將網絡功能遷移到運行在商品服務器的軟件上可以克服這些問題和挑戰。NFV可以集中管理和自動配置網絡和資源，此外，虛擬化的網絡功能還提供動態服務鏈，資源分配，縮小或擴展，這必然會帶來網絡結構的簡化，縮短服務部署的時間等。

可以肯定的是，NFV的使用也面臨一些挑戰，其中最主要的是運營商級的性能要求。運營商們通常期望99.999%的服務和99.999%的基礎設施利用率，包括網絡要求企業軟件99.9%的預期。這就是NFV的優點，因為它設計的初衷就是應用于運營商級和服務靈活性。

最后，NFV旨在改變網絡運營商構建網絡的方式，以及他們的網絡運行方式。

NFV and SDN

談到網絡虛擬化，大部分人首先想到的是軟件定義網絡(SDN)，NFV和SDN是分開的，兩種技術都是為了增加靈活性，減少成本，支持可伸縮性并加速引進新服務，但是可以單獨運行其中一個。

然而，NFV和SDN是互補的，SDN使得NFV的應用更加簡單高效，通過改善性能提供靈活性和簡化操作。特別是用SDN支持NFV可以幫助流量轉向(卸載，旁路，選擇等)，動態擴展和縮小，多租戶，負載均衡。

SDN能夠幫助NFV完成諸如policy-managed轉發和動態服務編制等任務，反過來，通過使用動態虛擬Overlay和多租戶NFV也可以增加對SDN的需求。

NFV在行動

2個NFV的用例分別是構建虛擬設備(vCPE)和移動網絡中的分組交換LTE。

當需要將客戶的設備進行虛擬化的時候，主要的方式就是將更高層的功能從box中遷移到用戶的家庭網關中的網絡中去，由他們的處理服務器處理。緊接著用戶的家庭網關就變成了一個簡單的L2橋，現有的許多功能被虛擬化。

用vCPE可以動態的交付網絡功能，降低初始和維護成本，提供敏捷系統重新配置需要。NEC公司使用這種方法將自己的家庭網關設備進行虛擬化，為用戶提供了虛擬IP功能和服務管理，虛擬網絡地址轉換和DHCP服務。

NFV在EPC的演進中扮演重要角色，是3gpp LTE無線通信標準核心網絡體系結構中的重要組件。EPC包括移動管理實體，服務網關，分組數據網絡網關子組件。

市場上有很多vCPE解決方案提供商，由Core Network Dynamics提供的OpenEPC是用C語言開發的一種軟件實現一組EPC標準的解決方案。在3GPP演進的EPC(版本9)中，OpenEPC可以部署在標準商業版Linux運行的硬件上，OpenEPC包括核心網絡移動性管理、策略和挑戰控制、用戶移動性管理、訂閱管理、互聯網接入網絡、互聯的應用程序和服務。

NFV架構NFV主要框架：

基礎設施組成的硬件資源和相應的虛擬化

管理和編排(MANO)，由協調器、虛擬網絡功能管理(VNFM)和虛擬基礎設施管理(VIM)

虛擬網絡管理系統(EMS)函數和相應元素

操作支持系統和業務支持系統(OSS/BSS)

虛擬網絡函數(VNF)是運行在NFV基礎設施(NFVI)上的網絡功能函數，被NFVO(NFV Orchestrator)和VNF Manager編排。VNF除了定義良好的功能行為之外，預計將對其他網絡功能、VNF Manager和NFVI提供接口。

NFVI是構建VNFs部署環境硬件和軟件的總體稱謂，NFVI利用虛擬化技術提供了多租戶基礎設施標準，可以同時支持多個用例和應用領域。NFV用軟件方式實現網絡功能的計算、存儲和網絡資源虛擬化。這種解耦需要一套新的管理和編排功能，它們之間形成了新的依賴關系，因此需要可互操作的標準化接口，公共信息模型以及這些信息映射出的模型，數據模型。

NFVO、VIM和VNF管理員的組合通常稱為MANO，NFVO負責初始化并設置新的網絡服務，網絡服務生命周期管理，全球資源管理、驗證并授權請求NFVI，以及NS策略管理。

VNF管理員負責VNF實例的生命周期管理，協調NFVI和EMS。VIM的責任，如OpenStack社區是很好理解的，即控制、管理、監控、NFVI計算存儲和網絡資源。

新的商業模式下，不同的用戶需求等因素如大數據、個性化和虛擬化等，已經在過去的幾年中在OSS/BSS系統產生了巨大的影響，已經有大量的工作在發展這些系統。在NFV架構中，OSS/BSS系統將主要與NFVO交互網絡服務管理，隨著時間的推移通過引入虛擬化，OSS/BSS系統最終可能管理越來越多的實體。