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Qu'est ce que la NFV et son avantage pour votre entreprise ?

Qu'est-ce que la virtualisation des fonctions du réseau et comment ça fonctionne ?

SDxCentral note que la virtualisation des fonctions du réseau (NFV) est définie comme « le découplage des fonctions du réseau des appareils matériels propriétaires » et l'utilisation de ces fonctions comme machines virtuelles (VM).1 Un concept d'architecture de réseau, la NFV utilise la technologie de virtualisation informatique pour virtualiser les réseaux en blocs de construction qui peuvent être connectés ou reliés pour créer des services de communication.

Techopedia définit la NFV comme une procédure qui « augmente et améliore la performance des réseaux [et] leur gestion ».2 La NFV modifie la manière dont les réseaux d'architecture fournissent des services réseau, en enchaînant des classes disparates de nœuds de réseau. Elle crée alors une forme de communication ou rend certaines informations largement disponibles pour des utilisateurs spécifiques ou généraux.

Il est important de noter que si les réseaux sont destinés à être virtualisés à l'aide de NFV, les fonctions du réseau ne sont pas destinées à être virtualisées. Les pare-feu, le contrôle du trafic et le routage virtuel sont trois des fonctions de réseau virtuel (VNF) les plus courantes. D'autres fonctions incluent le fonctionnement en tant qu'alternative aux équilibreurs de charge et aux routeurs.

Architecture de la NFV

L'Institut européen des normes de télécommunication (IENT) a proposé l'architecture de la NFV, ce qui a permis de définir les normes de mise en œuvre de la NFV. Dans le but d'améliorer la stabilité et l'interopérabilité, ces composants de l'architecture de la NFV ont été conçus sur la base des normes de mise en œuvre.

Les composants de l'architecture de la NFV sont les suivants :

  • VNF. Applications logicielles qui génèrent des fonctions réseau, notamment le partage de fichiers, la configuration du protocole Internet (IP) et les services répertoire.
  • Infrastructure de virtualisation des fonctions réseau (NFVI). Ces composants fonctionnent depuis une plateforme pour prendre en charge les logiciels nécessaires à l'exécution des applications de mise en réseau. Ils sont constitués des éléments d'infrastructure suivants :
    • Informatique
    • Stockage
    • Mise en réseau
  • Gestion, automatisation et orchestration du réseau (MANO). Prise en charge du cadre pour fournir de nouveaux VNF et contrôler l'infrastructure NFV.

Pourquoi utiliser la NFV pour votre entreprise ?

En 2018, la plupart des ordinateurs personnels et des appareils mobiles sont construits autour de la famille d'architectures à jeu d'instructions x86.3 Les composants de réseau virtualisés (VNC) sont utilisés par la NFV pour soutenir une infrastructure indépendante du matériel. Les ressources virtualisées, y compris les ressources utilisées pour les fonctions de calcul, de stockage et de réseau, peuvent être placées sur des serveurs x86 et des types similaires de matériel commercial standard (COTS).

De même,  le plan de données et le plan de contrôle au sein du centre de données et des réseaux extérieurs peuvent être virtualisés avec NFV.

Quels sont les défis liés à l'utilisation de la NFV ?

Trois composantes technologiques constituent les principaux défis liés à l'utilisation de la NFV. Ce sont notamment :

  1. Le programme de gestion de la NFV (NFVM)
  2. Les VNF
  3. La NFVI

Ces trois éléments sont si étroitement liés qu'ils entraînent une complexité et une difficulté supplémentaires lors du déploiement de NFV à grande échelle.

Au cours du deuxième trimestre 2019, Lean NFV a travaillé à la résolution de ce problème et a développé une méthode différente pour l'architecture de la NFV. Dans leur livre blanc intitulé Accelerating Innovation with Lean NFV, les auteurs évoquent les problèmes qui entravent la NFV, notamment l'intégration de l'infrastructure informatique existante au programme de gestion de la NFV et le besoin de coordination entre ses différents composants.4

Les auteurs notent que les trois points d'intégration doivent être simplifiés pour que l'innovation puisse être librement encouragée sur d'autres éléments de la conception de la NFV.

Différentes organisations se font actuellement concurrence et travaillent à l'objectif de normalisation des composants technologiques de la NFV. Ce manque d'uniformité est l'une des raisons de la complexité de ces composants. Aucune approche individuelle n'a fonctionné pour l'ensemble du secteur et aucune norme n'a été adoptée ou n'a fait l'objet d'un investissement quelconque.

Quels sont les avantages de la NFV ?

Les organisations ont de nombreuses raisons d'utiliser la NFV, notamment les avantages suivants :

  • Meilleure communication
  • Réduction des coûts
  • Flexibilité améliorée et délai de mise sur le marché accéléré pour les nouveaux produits et les mises à jour
  • Amélioration de l'évolutivité et de la gestion des ressources
  • Réduction de la dépendance vis-à-vis des fournisseurs

Meilleure communication et accessibilité de l'information

Outre la gestion des réseaux, la NFV améliore la fonction réseau en transformant la manière dont les concepteurs d'architecture de réseau génèrent les services réseau. Ce processus est réalisé en utilisant une méthode architecturale et créative pour relier différents nœuds de réseau afin de produire un canal de communication qui peut fournir des informations librement accessibles aux utilisateurs.

Réduction des coûts

Souvent utilisée avec beaucoup d'efficacité pour découpler les services réseau, la NFV peut également être utilisée comme une alternative aux routeurs, aux pare-feu et aux équilibreurs de charge. L'un des attraits de la NFV par rapport aux routeurs, aux pare-feu et aux équilibreurs de charge est qu'elle n'oblige pas les propriétaires de réseaux à acheter des dispositifs matériels dédiés pour effectuer leur travail ou générer des chaînes ou des groupes de services. Cet avantage contribue à réduire le coût des dépenses d'exploitation et permet d'effectuer des travaux avec moins de problèmes d'exploitation potentiels.  

Amélioration de l'évolutivité

Comme les machines virtuelles ont des services virtualisés, elles peuvent recevoir des portions des ressources virtuelles sur les serveurs x86, ce qui permet à plusieurs machines virtuelles de fonctionner à partir d'un seul serveur et de mieux évoluer, en fonction des ressources restantes. Cet avantage permet de diriger les ressources inutilisées là où elles sont nécessaires et de renforcer l'efficacité des centres de données dotés d'infrastructures virtualisées.

La NFV permet aux réseaux de faire évoluer rapidement et facilement leurs ressources en fonction du trafic entrant et des besoins en ressources. Et le logiciel de mise en réseau définie par logiciel (SDN) permet aux machines virtuelles de se développer ou de se réduire automatiquement.

Meilleure gestion des ressources

Une fois qu'un centre de données ou une infrastructure similaire est virtualisé, il peut faire plus avec moins de ressources, car un seul serveur peut exécuter simultanément différents VNF pour effectuer le même volume de travail. Cela permet d'augmenter la capacité de la charge de travail tout en réduisant l'empreinte du centre de données, la consommation d'énergie et les besoins de refroidissement.

Flexibilité et accélération de la mise sur le marché

La NFV permet aux organisations de mettre à jour les logiciels de leur infrastructure lorsque les exigences du réseau changent, ce qui réduit considérablement le besoin de mises à jour physiques. Lorsque les exigences commerciales changent et que de nouvelles opportunités de marché se présentent, la NFV permet aux organisations de s'adapter rapidement. Comme l'infrastructure d'un réseau peut être modifiée pour mieux prendre en charge un nouveau produit, la période de mise sur le marché peut être raccourcie.

Réduction de la dépendance vis-à-vis des fournisseurs

Le principal avantage de l'exécution de VNF sur du matériel COTS est que les organisations ne sont pas enchaînées à des boîtiers propriétaires à fonction fixe qui nécessitent des camions et beaucoup de temps et de travail pour le déploiement et la configuration.

Quelle est la différence entre NFV et SDN ?

Dans l'article « SDN vs. NFV : quelle est la différence ? » l'auteur note que la principale « similitude entre [SDN] et [NFV] est qu'elles utilisent toutes les deux l'abstraction du réseau ».5 L'auteur note que « la SDN cherche à séparer les fonctions d'acheminement du réseau, tandis que la NFV [les abstrait], ainsi que d'autres fonctions réseau, du matériel [sur lequel elles sont exécutées] ».5

Les deux technologies NFV et SDN reposent sur la virtualisation pour la conception du réseau et l'abstraction de l'infrastructure dans le logiciel. La mise en œuvre après abstraction se fait à l'aide du logiciel sous-jacent sur des dispositifs et des plateformes matérielles.   

Les technologies NFV et SDN sont souvent utilisées en tandem et présentent certaines similitudes. Elles sont différentes dans la manière dont elles séparent les fonctions et les ressources abstraites. Elles utilisent toutes les deux du matériel de base et contribuent à créer une architecture de réseau flexible, programmable et économe en ressources.

La SDN permet de créer un réseau qui peut être géré et programmé de manière centralisée en séparant les fonctions de transmission du réseau. La NFV fait passer les fonctions de réseau du matériel au logiciel, renforçant ainsi la SDN avec une infrastructure sur laquelle le logiciel de SDN peut fonctionner.

Une fois que la SDN est exécutée à partir de l'infrastructure NFV, elle transmet les paquets de données d'un périphérique réseau à un autre. Pendant ce processus, les fonctions de contrôle de la mise en réseau SDN pour les applications, le routage et les définitions de politiques s'exécutent à partir d'une VM sur le réseau. La NFV fournit des fonctions générales de mise en réseau et la SDN orchestre les fonctions de mise en réseau à des fins spécifiques, ce qui permet de modifier et de définir le comportement et la configuration de manière programmatique. 

La NFV et la SDN adoptent des approches différentes en ce qui concerne les fonctions et les abstractions de ressources. La technologie SDN fait abstraction des commutateurs, des routeurs et des autres ressources de réseau physique, puis transfère la prise de décision sur un plan de contrôle de réseau virtuel (VN). Le plan de contrôle choisit ensuite où envoyer le trafic, et le matériel dirige et gère le trafic. La stratégie NFV vise à virtualiser toutes les ressources de réseau physique sous un hyperviseur. Cette approche permet de favoriser la croissance du réseau sans incorporer de dispositifs supplémentaires.

Les technologies NFV et SDN peuvent être utilisées ensemble, en fonction de ce que vous voulez accomplir, et toutes deux utilisent du matériel de base. Elles permettent de créer une architecture de réseau plus souple, plus programmable et plus efficace en termes de ressources.5

NFV, SDN, et API

La NFV est la virtualisation des composants du réseau et la SDN est l'architecture de réseau qui introduit l'automatisation et la programmabilité dans le réseau en découplant les fonctions de contrôle et de transmission du réseau. Lorsque la NFV virtualise toute l'infrastructure d'un réseau, la SDN centralise le contrôle du réseau, créant un réseau qui utilise un logiciel pour le construire, le contrôler et le gérer.

Un contrôleur SDN, des interfaces de programmation d'application (API) vers le nord et des API vers le sud sont souvent inclus dans une SDN. Avec le contrôleur, les administrateurs de réseau peuvent voir le réseau et décider des politiques et des comportements de l'infrastructure adjacente. Les API orientées vers le nord sont utilisées par les applications et les services pour informer le contrôleur des ressources dont il a besoin. Les API orientées vers le sud contribuent au bon fonctionnement du réseau en traitant les informations relatives à l'état du réseau provenant de l'infrastructure et en les transmettant au contrôleur.

Ressources

  1. Qu'est-ce que la NFV (virtualisation des fonctions réseau) ? Définition, SDxCentral, 26 août 2013. 
  2. Virtualisation des fonctions de réseau (NFV), Techopédia, 5 septembre 2018.
  3. La nouvelle ère dans les serveurs commence maintenant, The Next Platform, 7 juin 2019.
  4. Accélérer l'innovation avec Lean NFV, Lean NFV, 2019.
  5. Qu'est-ce que la NFV ?, Red Hat®.