回想一下在智能手機問世之前的那些日子，人們將隨身攜帶各種電子設備，例如翻蓋手機、數(shù)碼相機、MP3播放器、健身跟蹤器、任天堂游戲機等等。無論何時出門，可能都需要背包放置這些電子產(chǎn)品。然而，在現(xiàn)代技術(shù)將所有這些功能整合到智能手機之后，曾經(jīng)市場規(guī)模高達數(shù)十億美元的一些電子產(chǎn)品被無情地淘汰。而在10年前，同樣的事情也發(fā)生在網(wǎng)絡行業(yè)，這要歸功于NFV系統(tǒng)。
曾經(jīng)通過離散硬件提供的功能被封裝為在服務器上作為虛擬設備運行的軟件應用程序中，而服務器虛擬化和容器化是當今企業(yè)軟件棧的基礎(chǔ)。虛擬化為業(yè)務應用程序所做的是以NFV和虛擬或通用客戶端設備(分別稱為vCPE和uCPE)的形式提供網(wǎng)絡服務。
使用服務器運行多種網(wǎng)絡服務的理由與將數(shù)碼相機、媒體播放器、GPS設備合并到手機中的理由類似：它通過利用規(guī)模經(jīng)濟和新技術(shù)，以更低的成本提供更高的靈活性、便利性、性能、可管理性。與智能手機的低功耗片上系統(tǒng)(SoCs)、成像芯片和觸摸顯示屏不同，NFV系統(tǒng)和基礎(chǔ)設施利用了越來越強大的服務器處理器、交換機芯片和固態(tài)存儲設備，使機柜能夠容納更多的網(wǎng)絡應用程序和用戶會話。
軟件定義網(wǎng)絡(SDN)和功能使運營商和企業(yè)都受益。運營商首先實現(xiàn)了NFV的優(yōu)勢，并且已經(jīng)實施了大多數(shù)早期NFV部署。但是，隨著企業(yè)使用軟件定義的WAN(SD-WAN)重新設計其網(wǎng)絡以提供與分支機構(gòu)、倉庫和臨時工作場所成本更低的高性能連接，他們重新發(fā)現(xiàn)了分布式基礎(chǔ)設施(邊緣計算)的優(yōu)勢。網(wǎng)絡功能虛擬化和邊緣計算這兩個趨勢現(xiàn)在開始融合，因為邊緣基礎(chǔ)設施已經(jīng)成為將SD-WAN端點和其他網(wǎng)絡服務組合在單個硬件上的一種方式。
快速增長的市場
像大多數(shù)新生的趨勢一樣，NFV邊緣硬件沒有固定的或廣泛接受的界限。其語義的不精確性導致對市場規(guī)模和增長率的不同估計。不過，大多數(shù)網(wǎng)絡觀察家都認為，其銷量正在迅速上升。
邊緣虛擬網(wǎng)絡市場包括三個類別：
•NFV基礎(chǔ)設施(NFVI)——即企業(yè)數(shù)據(jù)中心或運營商網(wǎng)絡內(nèi)的設備，其中包括核心、中央辦公室以及即將推出的無線基站。
•虛擬的客戶端設備，其中包括網(wǎng)絡應用程序和系統(tǒng)軟件。
•通用客戶場所設備或硬件，可能是專用設備、遠程交換機/路由器或小型服務器。小型低功耗uCPE通常包括使用SoC(Arm、NXP/power、MIPS)或低端Intel CPU(Atom、Celeron)的設備。
•網(wǎng)絡功能虛擬化設置的基本元素，其中虛擬網(wǎng)絡功能(VNF)是NFV框架內(nèi)的構(gòu)建塊。
這些組件一起提供網(wǎng)絡服務的虛擬實現(xiàn)，并且呈爆炸式增長。
網(wǎng)絡功能的虛擬化正在興起
以下是對使虛擬實現(xiàn)網(wǎng)絡服務成為可能組件的市場發(fā)展情況：
•IDC公司對vCPE / uCPE稱，2018年網(wǎng)絡邊緣硬件和軟件的總收入約為8億美元，然后以約31%的復合年增長率增長，到2023年將近32億美元。
IDC公司關(guān)于電信虛擬網(wǎng)絡功能(VNF)市場的另一份報告預測，到2022年，其市場增長率將達到45%，達到160億美元以上。
•IHS Markit公司估計，到2022年，uCPE市場規(guī)模將達到10億美元。
•Technavio預測，vCPE市場將以每年45%的速度增長，到2023年將達到約36億美元。
•盡管Gartner公司尚未公布收入估算，但它預測到2023年，全球65%的企業(yè)將采用通過SD-WAN部署的統(tǒng)一通信解決方案，而2018年這一比例不到10%。這些將主要是電信服務的端點，因為只有10%的企業(yè)將實施基于場所的網(wǎng)絡功能虛擬化服務。
誠然，如此高的增長率是新興市場從無到有的典型特征。但是，有幾個因素將導致NFV、vCPE和uCPE的銷售額達到數(shù)十億美元的比例。其中包括：
•電信運營商使用邊緣基礎(chǔ)設施構(gòu)建分布式軟件定義的網(wǎng)絡，以提供5G容量(通過虛擬無線電接入網(wǎng)絡技術(shù))、網(wǎng)絡服務和流媒體內(nèi)容。
•企業(yè)采用SD-WAN來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的WAN，并使用融合的基礎(chǔ)設施來交付網(wǎng)絡和應用程序服務。實際上，Gartner公司預測，到2023年將有65%的企業(yè)將通過SD-WAN部署虛擬網(wǎng)絡服務，同時進一步估計30%的企業(yè)位置將完全依賴互聯(lián)網(wǎng)寬帶電路，而2019年為10%。
功能和用例
除了獲得使用商品組件的成本效益之外，融合虛擬網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施的主要好處是可以在單個硬件上運行多種服務的靈活性。基于軟件的設計還可以將多個VNF組合到所謂的服務鏈中，從而使SD-WAN端點終止于IP語音會話邊界控制器或防火墻。
各種規(guī)模的企業(yè)最受歡迎的VNF包括：
•SD-WAN。
•防火墻(通常使用添加了深度數(shù)據(jù)包檢查，第7層過濾和入侵防御系統(tǒng)的下一代軟件)。
•路由器和交換器。
•用于第3層到第7層負載平衡的應用程序交付控制器。
•媒體服務器和內(nèi)容交付/緩存。
•會話邊界控制器(VoIP管理和公共互聯(lián)網(wǎng)上的安全性)。
NFV系統(tǒng)產(chǎn)品
NFV和vCPE的重點是將網(wǎng)絡硬件與軟件分離，以提供靈活性，以使用能夠運行虛擬化或容器堆棧的任何處理器架構(gòu)和系統(tǒng)設計。這種適應性使得不可能編制一份詳盡的NFV產(chǎn)品清單，因為任何計算機可以運行虛擬網(wǎng)絡服務，無論是具有上TB內(nèi)存的4U和4S，還是使用具有DDR內(nèi)存的Arm SoC的Raspberry Pi，都可以運行虛擬網(wǎng)絡服務。盡管如此，系統(tǒng)供應商已經(jīng)通過發(fā)布針對網(wǎng)絡邊緣環(huán)境的產(chǎn)品來響應人們對融合虛擬服務日益增長的興趣。
以下是當前可用的主流產(chǎn)品：
(1)Cisco CSP 5000系列包括基于UCS C220和C240服務器的1U和2U的2S系統(tǒng)，以及針對NFV應用程序定制的Red Hat Enterprise Linux版本。Cisco CSP 5000系統(tǒng)支持各種Cisco VNF，其中包括：
•云計算服務路由器1000V和XRv 9000路由器。
•自適應安全虛擬設備(ASAv)。
•Firepower下一代防火墻。
•虛擬廣域網(wǎng)應用服務(vWAAS)。
(2)Nexus 1000V的虛擬安全網(wǎng)關(guān)和虛擬管理程序模塊
•Cisco ENCS 5000是用于企業(yè)邊緣部署的混合計算路由器平臺。ENCS集成Cisco的虛擬綜合服務路由器、集成SD-WAN軟件、vWAAS、ASAv和虛擬無線LAN控制器，以及對供應商NFV基礎(chǔ)設施軟件平臺的支持。
•Cisco HyperFlex Edge超融合基礎(chǔ)設施(HCI)是一系列1U，2S服務器，支持高達128 GB的容量以及為邊緣應用(包括NFV)設計的3到8個硬盤驅(qū)動器。
•ClearFog CX LX2K和CX CN9K COM Express type 7網(wǎng)絡平臺是基于SoC的小型系統(tǒng)，具有100和10千兆以太網(wǎng)(GbE)接口，專為使用嵌入式Linux內(nèi)核的uCPE應用程序而設計。
•Dell Virtual Edge Platform(VEP)4600是支持SD-WAN和其他VNF的uCPE產(chǎn)品。它既可以用作具有2x10 GbE和4x1 GbE的可擴展1U系統(tǒng)，也可以用作具有2x10 GbE和6x1 GbE的小型設備。VEP產(chǎn)品支持VMware ESXi和Velocloud(SD-WAN)、Versa(SD-WAN)和Adva集成網(wǎng)絡虛擬化平臺。
•Dell PowerEdge R640、R740xd或VxRail D系列是1U的HCI系統(tǒng)，當與VMware vCloud NFV(包括NSX-T并經(jīng)過優(yōu)化的網(wǎng)絡應用程序的vCloud版本)配套使用時，適用于NFV工作負載。
•HPE Edgeline Converged Edge Systems是一系列1U、2U和刀片服務器，主要用于遠程辦公室和惡劣環(huán)境(通過加固硬件)。與Dell產(chǎn)品類似，Edgeline不包括NFV堆棧，但支持相同的VMware軟件或其他Linux/OpenStack網(wǎng)絡平臺。
•Lanner vCPE/uCPE平臺是基于x86的設備，無論是機架式還是臺式配置，均具有多達16個10GbE端口，并且可選件Wi-Fi和LTE連接已通過許多VNF產(chǎn)品驗證。
•聯(lián)想ThinkSystem Edge服務器(SR655、SR650、SR630和SE350)經(jīng)驗證為針對NFVI的Intel Select解決方案，其型號針對遠程辦公室、移動邊緣和運營商核心的網(wǎng)絡工作負載進行了優(yōu)化。
為什么企業(yè)對邊緣NFVI感興趣?
企業(yè)對使用NFVI的邊緣服務器的興趣有四個因素：
(1)越來越傾向于通過寬帶使用SD-WAN，而不是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)電路來進行遠程連接。
(2)用于SD-WAN和其他網(wǎng)絡服務的虛擬軟件設備的廣泛可用性。
(3)小巧緊湊和1U系統(tǒng)可提供處理能力，這些系統(tǒng)可以運行虛擬機或承載多個應用程序的容器堆棧。
(4)能夠在單一界面下集中管理、監(jiān)控和治理分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)設施管理軟件。
這些因素共同為企業(yè)提供了在同一NFV系統(tǒng)和硬件上整合網(wǎng)絡服務和企業(yè)應用程序的靈活性。與傳統(tǒng)的專用網(wǎng)絡硬件相比，這樣做可以提高遠程基礎(chǔ)設施的性能、效率和可擴展性。
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