根據SNS Research最新發布的《2014至2020年度SDN、NFV和無線網絡基礎設施調研報告》估計，到2020年，全球對于網絡功能虛擬化(network-function virtualization ，NFV)和軟件定義的網絡(SDN)投資將超過50億美元。該報告稱，通過消除對于昂貴的專有硬件平臺的依賴，NFV和SDN承諾減少對無線運營商的資本支出負擔。此外，這兩種技術可以顯著降低物理空間，減少運營成本，勞動力和電力消耗。

此舉以純軟件的方式比現有的網絡配置提供了更大的靈活性和敏捷性。這在性能方面是一個非常大的進步，但是，要在如此高性能的同時確保高速，高達100 Gbps的傳遞速度，無疑是必須解決的一個難題。網絡設備能夠提供連續監測，收集和分析流量管理和安全管理所需的實時洞察。設備可以被虛擬化，但影響的物理設備性能的相同的約束因素也會影響虛擬化。

那么，如何解決這些約束限制呢?虛擬化感知設備。這些設備為當前的網絡與未來基于軟件的模型之間提供了橋梁。通過虛擬化感知設備使用分析加速度實時提供的洞察分析，使事件推動決策自動化，并對這些事件作出實時反應，從而允許SDN和NFV的靈活性和敏捷性得以充分展現。

管理雷區

由于大量的資源已陷入OSS/BSS系統和基礎設施，管理SDN和NFV對于大多數電信運營商而言是很難的。這方面需要努力適應的，現在不僅是SDN和NFV，而且還包括以太網和IP網絡。

故障，配置，計費，性能和安全(FCAPS)管理模型，后來簡化為故障，保障和計費(FAB)模型，形成目前大多數企業所安裝的OSS/BSS系統的基礎。這個概念在增強的電信運營圖(eTOM)中簡化為故障，保障和計費(FAB)。管理系統往往只把重點放在這些領域的其中一個，經常只專注于與網絡技術的某一特定部分，如光纖接入故障管理。

FCAPS和FAB是利用傳統語音為中心的網絡基于準同步數字體系(PDH)和同步數字體系(SDH)創建的。他們是靜態的工程，集中控制和規劃網絡，其中所涉及的協議提供了豐富的管理信息。這種方法使集中管理成為可能。

自那時以來，一直有嘗試添加IP和以太網到這些進程。例如，呼叫詳細記錄(CDR)已經被用于語音服務的計費。所以，這個概念的自然延伸，是使用IP詳細記錄(IPDRs)用于IP業務計費。xDRs通常以15分鐘為間隔收集，對于計費系統是足夠的。但在大多數需要實時數據的情況下，這就不夠了。但xDRs也被用于其他管理系統和解決方案，作為制定決策的信息來源。

由于傳統電信網絡的集中控制和工程，他們不會在15分鐘的時間間隔發生改變然而，對于以太網和IP網絡，就是另一回事了;他們本質上是動態的，突發性的性質。因為網絡做出自主的路由決策，在一個給定的連接上的流量模式，可以從一個IP數據包或以太網幀改變到下一個。當你在100 Gbps的網絡考慮以太網幀框架時，可以以低至6.7納秒的速度在每個幀之間傳輸流量，這樣，當開始分組網絡時，您就能了解這其中的顯著區別了。

關于IP和以太網的另外一個缺點：他們不提供太多管理信息的方式。如果運營商希望管理通過以太網和IP提供的服務，就必須收集所有有關該服務的以太網幀和IP數據包，并重新組裝信息來獲得完整的畫面。盡管交換機和路由器可以提供這種信息，但很明顯，以這種方式連續監控流量會影響交換和路由的性能，因此，引入專用的網絡設備可以連續監測，收集和分析網絡流量，以達到管理和安全性的目的。

一種管理IP和以太網網絡的新方法

所有的以太網幀和IP數據包需要被收集和重新組裝，以實現服務的有效管理，這意味著網絡設備對于有效的管理以太網和IP網絡是必要的。這種方法需要連續監測網絡，甚至以100 Gbps的速度，不會丟失任何信息。網絡設備能夠實時提供這種能力。

網絡設備可以從在交換機的一個交換端口分析器(SPAN);或從路由器復制的所有流量;或從被動提供的網絡流量副本接收數據。因為分析是可靠的，網絡設備必須捕獲和收集所有網絡信息。然后他們需要每個以太網幀的準確的時間戳，以便準確地確定事件和確保延遲測量的質量。網絡設備還能夠識別封裝的協議，以及確定具有相同發送者和接收者相關聯的流量流。

網絡設備的使用非常廣泛，以確保以太網和IP網絡的高效，高性能的管理和安全。然而，網絡設備的分類，則源于FCAPS和FAB的命名之外。第一款設備最初被用于進行故障診斷，解決性能和安全問題，但也逐漸在其操作中變得更加積極主動的進行預測和預防。所有設備的實時功能使他們必不可少具備有效管理以太網和IP網絡的能力。因此，網絡設備需要被包含在用于管理和確保SDN和NFV安全的框架之內。

分析加速器

如果網絡設備是基于商業現成的服務器和標準網絡接口卡(NIC)建造的，我們必須理解，他們并不適合用于連續采集大量數據和容易丟失數據包。為確保數據采集和傳遞分析，可以采用硬件加速解決方案：如分析加速器，這是智能適配器設計專用于分析應用程序。

類似于用于通信的網卡，分析加速器的不同之處在于其是專為最大容量的高速流量的連續監測和分析所設計的。他們滿足實時監控納秒的精度要求和專門設計的分析。對于一個10 Gbps的雙向連接的監控，這意味著每秒需要處理3000萬個數據包。而通常，一個網卡的設計則為每秒處理500萬個數據包。通信會話雙方之間需要比這更多的數據量是非常罕見的。

為保證盡可能少的服務器的CPU被用于數據預處理，以及實現更多的分析處理，分析加速器可從分析應用程序提供廣泛的數據預處理任務卸載能力。

運營商可以實時查看網絡性能，并通過持續監控網絡獲得對于應用程序和網絡使用情況的可視性。這些信息也可以直接存儲到磁盤，也是實時的，因為這些信息要被分析。這種方法通常用于故障排除，以確定可能導致網絡中的性能問題的原因。其也可以用于安全系統，以檢測過去的任何異常行為。

再進一步，有可能實時的檢測到性能下降和安全漏洞。被捕獲到磁盤的網絡數據可用于建立正常網絡行為的輪廓。通過那該輪廓來比較實時捕獲的信息，能夠檢測出的異常。

這種能力在政策驅動的SDN和NFV網絡有用嗎?在幾個方面的確是有用的。如果性能退化已然被標記，然后相關的管理政策可以自動采取步驟和措施來解決這個問題。如果一個安全漏洞被檢測到，政策可以發起更安全的措施，并對相關聯的數據采用其他安全系統。到目前為止，其也被SDN和NFV用于圍繞針對來自存在問題的發送方所影響的地區和潛在的塊進行流量改道。

網絡設備的硬件加速可以提供實時的信息捕捉，捕獲存儲到磁盤并進行異常檢測。因此，SDN和NFV性能可以通過策略驅動的框架實現最大化。

為網絡設備帶來感知能力

當使用網絡設備提供對于SDN和NFV環境的管理和安全實時洞察時的一個重要問題是：網絡設備是否可以是完全虛擬化的，提供高達10、40或者甚至100 Gbps速度的高性能?

網絡設備已經基于標準的服務器硬件設計，其應用程序被設計運行在標準x86 CPU架構，這使他們能夠實現很好的虛擬化。性能是一個問題。虛擬設備是用于足夠的低速率和小數據量，但不適用于高速度和大數據量。

在今天的越來越高的速度條件下，性能問題是一大挑戰，即使是對于物理網絡設備而言。這就是為什么大多數高性能設備均使用分析加速硬件的原因了。雖然分析加速硬件確實釋放CPU給了更多的分析處理，但大多數網絡設備仍然使用了幾乎所有的CPU處理能力，以執行其任務。

所以，如物理設備一樣，到目前為止，虛擬化設備只能在某些情況下使用。如果數據速率和要處理的數據量很低，那么就可以使用虛擬設備，即使在同一服務器作為客戶端被監視。然而，一旦數據速率和數據量增加，CPU對于虛擬設備的處理要求就會增加。首先，這將意味著虛擬設備將需要獨占所有可用的CPU資源。但即使這樣，也會遇到物理網絡設備使用標準的網卡接口以應對數據包丟失精確的時間戳的能力和跨多個CPU內核有效的負載均衡相同的性能問題。

解決虛擬設備限制這一問題的一種方法是考慮使用物理設備監視，和加強虛擬網絡的安全。虛擬化感知網絡設備可以作為虛擬客戶的“服務鏈”，成為服務定義的一部分。它要求設備能夠識別虛擬網絡，今天典型的做法是使用VLAN封裝，這已經廣泛采用高性能設備和分析加速硬件支持。這種方法使設備能夠相對于特定的VLAN和虛擬網絡提供其分析功能。

在實際的分階段SDN和NFV過渡中，以這種方式使用物理設備可以是一個非常有用的解決方案。其被廣泛接受，有一定的網絡高性能的功能，在不降低性能的前提下實現虛擬化功能是比較困難的。一個務實的解決方案是SDN和NFV管理和業務流程的方法，采用物理和虛擬網絡元素。這意味著政策和配置不用擔心資源是否是虛擬的，但可以為“服務鏈”為所需的元素使用相同的機制。

把SDN和NFV整合到現有的混合范式;其勢必需要利用現有的和新的解決方案的管理和安全的混合。這些解決方案應在與通用接口和拓撲機制的共同框架來部署。有了這個框架，功能可隨時隨處被虛擬化，而不會影響整體的框架或進程。

兩者的結合采用才是最佳

毫無疑問，NFV和SDN的采用率是在上升，其能夠幫助企業降低成本，空間使用量和勞動力。然而，隨著技術試圖跟上100 Gbps的時代，多性能的挑戰仍亟待克服，包括確保實時，可靠的數據分析和管理。這便是網絡設備發揮作用的時候了，但其也具有局限性。他們固然可以被虛擬化，但同樣的限制仍然適用。管理SDN的有效策略是使用虛擬化感知設備。這種方法需要同時將物理和虛擬的因素納入考慮范圍，并提供企業需要的實時的洞察。