Architecture de la virtualisation des fonctions réseau (NFV)

Sommaires

 

Le réseau classique du MNO est encombré d’une variété d’éléments matériels propriétaires, par exemple des routeurs, des commutateurs, des nœuds Packet Core et des nœuds d’accès. Chaque fois qu’il veut lancer un nouveau service réseau, il a souvent besoin d’un autre élément matériel. Trouver l’espace et la puissance nécessaires pour accueillir ce nouveau matériel devient de plus en plus difficile, aggravé par les coûts croissants de l’énergie, les défis en matière d’investissement et la rareté des compétences (nécessaires pour concevoir, intégrer et exploiter des appareils matériels de plus en plus complexes).

De plus, les appareils matériels ont une fin de vie, c’est-à-dire 5 ans ou 10 ans, ce qui fait peser sur le fournisseur de services une charge supplémentaire d’un cycle achat-conception-intégration-déploiement avec peu ou pas de bénéfices en termes de revenus. Les cycles de vie du matériel se raccourcissent à mesure que l’innovation technologique et des services s’accélère, ralentissant le déploiement de nouveaux services réseau générateurs de revenus et limitant les innovations dans un monde connecté centré sur le réseau.

 

Définition du NFV

La Virtualisation des fonctions de réseau ;(NFV) est une architecture ou un concept de réseau qui utilise les fondamentaux de la technologie IT pour virtualiser des fonctions entières de nœuds de réseau sur des serveurs, des commutateurs et des stockages à haut volume standard de l’industrie, qui pourraient être situés dans des centres de données ou des emplacements centralisés. Les nœuds de réseau se trouvent dans les locaux de l’utilisateur final pour créer des services de communication.

Il s’agit de mettre en œuvre des fonctions de réseau dans un logiciel qui peut fonctionner sur une gamme de matériel serveur standard de l’industrie, et qui peut être déplacé vers, ou instancié dans, divers emplacements du réseau selon les besoins, sans avoir à installer de nouveaux équipements matériels.

 

 

ETSI NFVI Architecture

ETSI a créé différentes normes, celle fournie ci-dessous est l’une des plus importantes, qui illustre comment le NFVI nous aide à découpler le matériel et le logiciel.

 

Il peut être divisé en quatre couches :

 

1. Couche de virtualisation fonction réseau (VNF)

Elle comporte deux sous-sections

 

Une fonction réseau virtuelle (VNF) est le bloc de base de l’architecture NFV. Elle virtualise la fonction réseau. Par exemple, lorsqu’un routeur est virtualisé, nous l’appelons Router VNF et lorsqu’une station de base est virtuelle, nous l’appelons station de base VNF, de même, il peut s’agir de DHCP server VNF et de Firewall VNF. Même lorsqu’une sous-fonction d’un élément de réseau est virtualisée, elle est appelée VNF. 

Une VNF est déployée sur des machines virtuelles (VM). Une VNF peut être déployée sur plusieurs VM où chaque VM héberge une seule fonction de la VNF. Cependant, l’ensemble du VNF peut également être déployé être sur une seule VM aussi.

 

Système de gestion des éléments (EMS) est responsable de la gestion fonctionnelle du VNF. Les fonctions de gestion comprennent la gestion des pannes, de la configuration, de la comptabilité, des performances et de la sécurité. Un EMS peut gérer les VNF par le biais d’interfaces propriétaires. Il peut y avoir un EMS par VNF ou un EMS qui peut gérer plusieurs VNF. L’EMS lui-même peut être déployé en tant que fonction de réseau virtuel (VNF).

 

2. Couche d’infrastructure NFV (NFVI)

L’infrastructure NFV est la totalité des composants matériels et logiciels qui constituent l’environnement dans lequel les VNF sont déployés, gérés et exécutés.

 

Ressource matérielle comprend le calcul, le stockage et le réseau qui fournit le traitement, le stockage et la connectivité aux VNF par le biais de la couche de virtualisation (hyperviseur). Les ressources de calcul et de stockage sont généralement utilisées dans un pool. La ressource réseau comprend des fonctions de commutation, par exemple un routeur, un réseau câblé ou sans fil.

 

Couche de virtualisation, également appelée un hyperviseur, elle abstrait les ressources matérielles et découple le logiciel VNF du matériel sous-jacent pour assurer un cycle de vie indépendant du matériel pour les VNF. Il est principalement responsable de ce qui suit :

Abstraire et partitionner logiquement les ressources physiques, communément en tant que couche d’abstraction matérielle.

Permettre au logiciel pour mettre en œuvre le VNF d’utiliser l’infrastructure de virtualisation sous-jacente.

Fournir les ressources virtualisées au VNF, afin que ce dernier puisse être exécuté.

La couche de virtualisation au milieu assure que les VNF sont découplés de la ressource matérielle et donc que le logiciel peut être déployé sur différentes ressources physiques.

 

Ressources virtuelles

La couche de virtualisation abstrait le calcul, le stockage et le réseau de la couche matérielle et les rend disponibles en tant que Ressources virtuelles. 

 

3. Couche OSS (Operation Support Subsystem) / BSS (Business Support System)  

OSS/BSS fait référence à l’OSS/BSS d’un opérateur. L’OSS traite de la gestion du réseau, de la gestion des pannes, de la gestion de la configuration et de la gestion des services. BSS traite de la gestion des clients, de la gestion des produits et de la gestion des commandes, etc.

Dans l’architecture NFV, le BSS/OSS découplé d’un opérateur peut être intégré à la gestion et à l’orchestration NFV à l’aide d’interfaces standard.

 

4. Couche de gestion et d’orchestration (MANO)

La couche de gestion et d’orchestration est également abrégée en MANO et elle comprend trois composants :

Gestionnaire(s) d’infrastructure virtualisée 

Gestionnaire(s) de VNF 

Orchestrateur

MANO interagit à la fois avec la couche NFVI et VNF. La couche MANO gère toutes les ressources de la couche d’infrastructure, elle crée et supprime également des ressources et gère leur allocation des VNFs.

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