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O que é NFV e como ela pode beneficiar sua empresa?

O que é virtualização de funções de rede e como funciona?

A SDxCentral afirma que a virtualização de funções de rede (NFV) é definida pela “dissociação de funções de rede de dispositivos de hardware proprietários” e uso dessas funções como máquinas virtuais (VMs).1 Um conceito de arquitetura de rede, a NFV usa tecnologia de virtualização de TI para virtualizar redes em blocos de construção que podem se conectar ou se vincular para produzir serviços de comunicação. 

A Techopedia define a NFV como um procedimento que “aumenta e melhora a função da rede e a gestão de redes”.2 A NFV funciona mudando a forma como as arquiteturas de redes fornecem serviços de rede, encadeando classes diferentes de nós de rede. Em seguida, cria uma forma de comunicação ou torna certas informações amplamente disponíveis para usuários específicos ou gerais.

É importante observar que, embora as redes devam ser virtualizadas usando NFV, as funções de rede não devem ser virtualizadas. Firewalls, controle de tráfego e roteamento virtual são três das funções de rede virtual (VNFs) mais comuns. Outras funções incluem trabalhar como alternativa aos balanceadores de carga e roteadores.

Arquitetura da NFV

O Instituto Europeu de Padrões de Telecomunicações (ETSI) propôs a arquitetura de NFV, que ajudou a definir os seus padrões de implementação. Em busca de maior estabilidade e interoperabilidade, esses componentes da arquitetura de NFV foram modelados nos padrões de implementação.

A seguir estão os componentes da arquitetura de NFV:

  • VNFs. Aplicações de software que geram funções de rede, incluindo compartilhamento de arquivos, configuração de protocolo de Internet (IP) e serviços de diretório.
  • Infraestrutura de virtualização de funções de rede (NFVI). Esses componentes funcionam a partir de uma plataforma para dar suporte ao software necessário para executar aplicações de rede. Eles são compostos pelos seguintes componentes de infraestrutura:
    • Computação
    • Armazenamento
    • Rede
  • Gerenciamento, automação e orquestração de rede (MANO). Suporta a estrutura para provisionar novas VNFs e controlar a infraestrutura de NFV.

Por que usar NFV para sua empresa?

Desde 2018, a maioria dos computadores pessoais e dispositivos móveis são construídos em torno da família x86 de arquiteturas de conjunto de instruções.3 Componentes de rede virtualizados (VNCs) são usados pela NFV para reforçar uma infraestrutura independente de hardware. Os recursos virtualizados, incluindo os recursos usados para computação, armazenamento e funções de rede, podem ser colocados em servidores x86 e tipos semelhantes de hardware comercial pronto para uso (COTS). 

Além disso, o plano de dados e o plano de controle do data center e das redes externas podem ser virtualizados com NFV.

Quais são os desafios de usar NFV?

Três componentes de tecnologia compõem os principais desafios em torno do uso de NFV. Eles consistem no seguinte:

  1. O gerenciador de NFV (NFVM)
  2. VNFs
  3. O NFVI

Esses três componentes são tão unidos que resultam em maior complexidade e dificuldade ao implementar NFV em escala.

Durante o segundo trimestre de 2019, a Lean NFV trabalhou para resolver esse problema e desenvolveu um método diferente para a arquitetura de NFV. Em seu artigo, Acelerando a inovação com a Lean NFV, os autores discutem as questões que dificultam a NFV, incluindo a integração da infraestrutura computacional existente com o gerenciador de NFV e a necessidade de coordenação entre vários componentes do gerenciador de NFV.4

Os autores observam que os três pontos de integração precisam ser simplificados para que a inovação seja fomentada livremente em outros elementos do projeto da NFV.

Atualmente, existem diferentes organizações competindo entre si e trabalhando com o objetivo de padronizar os componentes da tecnologia de NFV. Essa falta de uniformidade é um dos motivos da complexidade desses componentes. Não houve uma abordagem individual que funcionou para todo o setor e nenhum padrão que tenha sido adotado ou investido de outra forma.

Quais são os benefícios da NFV?

Há muitas razões para as organizações usarem a NFV, incluindo os seguintes benefícios:

  • Melhor comunicação
  • Custos reduzidos
  • Maior flexibilidade e tempo de lançamento acelerado para novos produtos e atualizações
  • Melhor escalabilidade e gerenciamento de recursos
  • Bloqueio de fornecedor reduzido

Melhor comunicação e acessibilidade de informação

Além de gerenciar redes, a NFV melhora a função da rede transformando a forma como os arquitetos de rede geram serviços de rede. Esse processo é realizado usando um método de arquitetura e projeto criativo para conectar diferentes nós de rede para produzir um canal de comunicação que pode fornecer informações de livre acesso aos usuários.

Custos reduzidos

Geralmente usado com grande efeito para desacoplar serviços de rede, a NFV também pode ser usada como uma alternativa para roteadores, firewalls e balanceadores de carga. Um dos atrativos da NFV em comparação a roteadores, firewalls e balanceadores de carga é que ela não exige que os proprietários de rede comprem dispositivos de hardware dedicados para realizar seu trabalho ou gerar cadeias ou grupos de serviços. Esse benefício ajuda a reduzir o custo das despesas operacionais e permite que o trabalho seja executado com menos problemas operacionais em potencial.

Escalabilidade melhorada

Como as VMs têm serviços virtualizados, elas podem receber partes dos recursos virtuais em servidores x86, permitindo que várias VMs sejam executadas a partir de um único servidor e dimensionem melhor, com base nos recursos restantes. Essa vantagem ajuda a direcionar os recursos não utilizados para onde são necessários e aumenta a eficiência dos data centers com infraestruturas virtualizadas.

A NFV permite que as redes dimensionem seus recursos de maneira rápida e fácil com base no tráfego de entrada e nos requisitos de recursos. E o software de rede definida por software (SDN) permite que as VMs aumentem ou reduzam automaticamente.

Melhor gerenciamento de recursos

Depois que um data center ou infraestrutura semelhante é virtualizado, ele pode fazer mais com menos recursos porque um único servidor pode executar VNFs diferentes simultaneamente para produzir a mesma quantidade de trabalho. Ele permite uma maior capacidade de workloads ao mesmo tempo em que reduz a área ocupada do data center, o consumo de energia e as necessidades de resfriamento.

Flexibilidade e tempo acelerado para o mercado

A NFV ajuda as organizações a atualizar seu software de infraestrutura quando as demandas de rede mudam, reduzindo drasticamente a necessidade de atualizações físicas. À medida que os requisitos de negócios mudam e novas oportunidades de mercado se abrem, a NFV ajuda as organizações a se adaptarem rapidamente. Como a infraestrutura de uma rede pode ser alterada para oferecer melhor suporte a um novo produto, o período de lançamento no mercado pode ser reduzido.

Bloqueio de fornecedor reduzido

O maior benefício de executar VNFs em hardware COTS é que as organizações não estão presas a caixas de função fixa proprietárias, que levam muito tempo e trabalho para implementação e configuração.

Qual é a diferença entre NFV e SDN?

No artigo “SDN vs. NFV: qual é a diferença?” o autor observa que a principal “semelhança entre SDN e NFV é que ambas usam abstração de rede”.5 O autor observa que a “SDN procura separar as funções de encaminhamento de rede enquanto a NFV abstrai-as e outras funções de rede do hardware em que estão sendo executadas”.5

Tanto a NFV quanto a SDN contam com virtualização para projeto de rede e abstração de infraestrutura em software. A implementação pós-abstração é feita usando o software subjacente em dispositivos e plataformas de hardware.    

NFV e SDN são frequentemente usadas em conjunto e compartilham algumas semelhanças. Elas são diferentes na forma como separam funções e recursos abstratos. Tanto a NFV quanto a SDN usam hardware de commodity e ajudam a criar uma arquitetura de rede flexível, programável e eficiente em termos de recursos.

A SDN ajuda a criar uma rede que pode ser gerenciada e programada centralmente, separando as funções de encaminhamento de rede. A NFV muda as funções de rede de hardware para software, reforçando a SDN com infraestrutura na qual o software da SDN pode ser executado.

Depois que a SDN é executada a partir da infraestrutura da NFV, ela encaminha pacotes de dados de um único dispositivo de rede para um dispositivo de rede diferente. Enquanto esse processo ocorre, as funções de controle de rede da SDN para aplicações, roteamento e definições de política são executadas a partir de uma VM na rede. A NFV fornece funções gerais de rede e a SDN orquestra funções de rede para fins específicos, permitindo que o comportamento e a configuração sejam modificados e definidos programaticamente.  

A NFV e a SDN adotam abordagens diferentes quando se trata de funções e abstrações de recursos. A SDN abstrai comutadores, roteadores e outros recursos de rede física e, em seguida, transfere a tomada de decisão para um plano de controle de rede virtual (VN). O plano de controle, então, escolhe para onde enviar o tráfego, e o hardware direciona e lida com o tráfego. A abordagem da NFV se esforça para virtualizar todos os recursos de rede física em um hipervisor. Essa abordagem ajuda a promover o crescimento da rede sem incorporar dispositivos adicionais.

A NFV e a SDN podem ser usadas juntas, dependendo do que você deseja realizar, e ambas usam hardware de commodity. Com a NFV e a SDN, você pode criar uma arquitetura de rede mais flexível, programável e eficiente em termos de recursos.5

NFV, SDN e API

A NFV é a virtualização de componentes de rede e a SDN é a arquitetura de rede que coloca automação e programabilidade na rede ao desacoplar o controle de rede e as funções de encaminhamento. Quando a NFV virtualiza toda a infraestrutura de uma rede, a SDN centraliza o controle da rede, criando uma rede que utiliza software para construí-la, controlá-la e gerenciá-la. 

Um controlador de SDN, interfaces de programação de aplicações (APIs) northbound e APIs southbound são frequentemente incluídos em uma SDN. Com o controlador, os administradores de rede podem ver a rede e decidir sobre as políticas e comportamentos da infraestrutura adjacente. As APIs northbound são usadas por aplicações e serviços para informar ao controlador quais recursos ele precisa. As APIs southbound ajudam a rede a funcionar sem problemas, processando informações sobre o estado da rede da infraestrutura e encaminhando-as para o controlador.

Fontes

  1. O que é NFV (Virtualização de Funções de Rede)? Definição (em inglês), SDxCentral, 26 de agosto de 2013. 
  2. Virtualização de Funções de Rede (NFV) (em inglês), Techopedia, 05 de setembro de 2018.
  3. Uma nova era nos servidores está começando agora (em inglês), The Next Platform, 07 de junho de 2019.
  4. Acelerando a inovação com a Lean NFV (em inglês), Lean NFV, 2019.
  5. O que é NFV?, Red Hat®.