2.5 全 IP网络向网络云的转变
由于现代电信网络的每个部分都可以构建为全IP，因而可以将其转换为网络云架构。网络的每个组成部分（客户端、访问、边缘、核心和服务平台）都需要单独的转型解决方案。这是因为，NFV的优势和 SDN控制程度因部件而异。但是它们存在诸多共同点—网络功能虚拟化基础设施（NFVI，NetworkFunctionsVirtualizationInfrastructure）、SDN控制框架、云编排、网络管理、安全问题、数据采集和分析，以及软件控制网络的新操作范式。如图 2.3所示，传统路由器被网络架构所取代，且各种专用元件被运行在商用现货（COTS，CommercialOfftheShelf）服务器上的软件所取代，以实现数据平面、控制平面和管理平面。
图2.3向⽹络云的转型
2.1.1 网络功能虚拟化（NFV）概述
网络功能虚拟化（NFV）同样源自信息技术（IT）和网络。在过去十年里，IT环境经历了多个发展阶段。最新发展阶段采用了虚拟化技术，它支持多种软件环境共享相同的计算和存储硬件。当将虚拟化技术应用于网络中的功能实体时，就出现了网络问题。
过去，网络功能采用专用设备创建，它将硬件和软件捆绑在一起以满足客户的需求。例如，交换机/路由器（OSI模型第二层和第三层）、防火墙、会话边界控制器（用于语音和多媒体网络），以及针对移动网络信令的移动性管理实体（MME，MobilityManagementEntity）。根据设备的不同，硬件包括基本服务器、安装特殊卡的服务器或使用专有特殊应用集成电路（ASIC，ApplicationSpecificIntegratedCircuit）的用户定制设计元件。在大多数情况下，底层硬件可以通过抽象层与操作软件分离，且部署的硬件平台可以是COTS硬件。由于 COTS硬件在诸多行业中得到了广泛使用，因而其单位成本非常低。但是，网络确实需要专用硬件，无论是针对诸如光纤或无线等特定物理接口，还是针对吞吐量（超过10Gbit/s）。在这些硬件中，功能分离可实现专用硬件利用率最小化。
NFV利用 IT环境（特别是云范式）将网络软件与硬件分离，并利用当前的现代服务器对于采用逻辑的大多数网络功能具有足够可扩展性这一事实。在欧洲电信标准化协会（ETSI，EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute）的支持下，当网络运营商为满足研究组（SG，StudyGroup）建立要求而相互合作时，与NFV相关的研究工作加速推进。ETSINFV行业规范组成立于 2012年 11月，并迅速聚集了全行业的运营商、供应商、芯片设计师、学术机构和其他标准化机构。它为 NFV、关键功能块及其交互和集成点设计了逻辑框架。将物理网络功能（PNF，PhysicalNetworkFunction）转换为虚拟化网络功能（VNF，VirtualizedNetworkFunction）会引入诸多挑战，我们将在第 3章对此进行更加详细的讨论。
2.1.2 NFV基础设施
使用 NFV方法，可以将传统网元分解为多个功能块。传统上，在使用设备构建的电信网络中，软件的使用方式主要有两种：网元提供商采购和 /或开发软件部件以支持网元操作和管理， 且服务提供商采购和 /或开发所需软件部件将网元集成到业务和运营支持系统（OSS，OperationSupportSystem）。但是，在NFV模型中，通过对集成到网络功能实体中的部件进行标准化和重用，有望提升效率。这样，集成功能、创建和运营服务的工作量较低，因为它们可以在公共NFV（I
基础设施）平台中得到支持。
NFV软件在传统电信网络向网络云的转型过程中发挥着非常重要的作用。软件学科提供可扩展语言和可解决复杂问题的大规模协作流程利重用解决方案部件来自动执行任务，并在大量原始数据中查找信息和含义，将解决方案与当前硬件设计隔离开来，使解决方案能够独立于硬件进行开发，并从下降的商品计算基础设施的成本曲线中受益。
在新架构中，PNF被运行在 NFVI上的 VNF所取代， 而 NFVI是网络云的核心。该平台的关键驱动因素是能够利用开源软件创建可共享资源并提供诸如持续集成/持续部署（CI/CD，ContinuousIntegration/ContinuousDeployment）等现代实践应用的能力。OpenStack环境是 NFVI的不二选择。OpenStack 提供了在服务器上调度计算任务和管理环境的功能。此外，它提供了相当广泛的功能集。
