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¿Qué es NFV y cómo puede beneficiar a su empresa?

¿Qué es la virtualización de funciones de red y cómo funciona?

SDxCentral señala que la virtualización de funciones de red (NFV) se define como «el desacoplamiento de las funciones de red de los dispositivos de hardware propietarios» y el uso de estas funciones como máquinas virtuales (VM).1 La NFV es un concepto de arquitectura de red y utiliza tecnología de virtualización de TI para virtualizar las redes en componentes que pueden conectarse o vincularse entre ellos para formar servicios de comunicación.

Techopedia define la NFV como un procedimiento que «aumenta y mejora la función [y] gestión de las redes».2 La NFV funciona cambiando cómo los arquitectos de redes prestan servicios de red, vinculando diversas clases de nodos de red. Después crea una forma de comunicación o comparte determinada información con usuarios específicos o generales.

Es importante señalar que aunque las redes están destinadas a ser virtualizadas usando NFV, las funciones de red no están destinadas a ser virtualizadas. Los cortafuegos, el control de tráfico y el enrutamiento virtual son tres de las funciones de red virtual (VNF) más comunes. Otras funciones incluyen servir como una alternativa a los equilibradores de carga y enrutadores.

Arquitectura NFV

El Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI) propuso la arquitectura NFV, que ha ayudado a definir las normas de implementación de NFV. Para aumentar la estabilidad y compatibilidad, estos componentes de la arquitectura NFV se modelaron sobre las normas de implementación.

Los siguientes son los componentes de la arquitectura NFV:

  • VNF. Aplicaciones de software que generan funciones de red, como intercambio de archivos, configuración del protocolo de internet (IP) y servicios de directorio.
  • Infraestructura de virtualización de funciones de red (NFVI). Estos componentes funcionan desde una plataforma para respaldar el software necesario para ejecutar las aplicaciones de red. Incluyen los siguiente componentes de infraestructura:
    • Cálculo
    • Almacenamiento
    • Red
  • Gestión, automatización y orquestación de red (MANO). Respalda el marco para suministrar nuevas VNF y controlar la infraestructura NFV.

¿Por qué usar NFV para su empresa?

Desde 2018, la mayoría de los ordenadores personales y dispositivos móviles están basados en la familia x86 de arquitecturas de conjuntos de instrucciones.3 NFV utiliza componentes de red virtualizados (VNC) para respaldar una infraestructura independiente del hardware. Los recursos virtualizados, incluidos los recursos utilizados para la computación, el almacenamiento y las funciones de red, pueden alojarse en servidores x86 y tipos similares de hardware comercial (COTS).

También pueden virtualizarse con NFV los planos de datos y de control del centro de datos y las redes externas.

¿Cuáles son los desafíos de usar NFV?

Tres componentes de tecnología forman los principales desafíos en torno al uso de NFV. Se componen de los siguientes:

  1. El administrador de NFV (NFVM)
  2. Las VNF
  3. La NFVI

Estos tres componentes están tan increíblemente unidos que dan como resultado una mayor complejidad

Durante el segundo trimestre de 2019, Lean NFV trabajó para resolver este problema y desarrolló un método diferente para la arquitectura NFV. En su informe, Accelerating Innovation with Lean NFV, los autores argumentan los problemas que dificultan la NFV, incluida la integración de la infraestructura de cálculo existente con el gestor de NFV y la necesidad de coordinación entre los distintos componentes del gestor de NFV.4

Los autores señalan que los tres puntos de integración deben simplificarse para fomentar la innovación libremente en otros elementos del diseño de NFV.

Actualmente existen diferentes organizaciones que compiten entre sí y trabajan con el objetivo de estandarizar los componentes de la tecnología NFV. Esta falta de uniformidad es una de las razones de la complejidad de estos componentes. No existe ningún enfoque específico que haya funcionado para todo el sector ni ningún estándar que se haya adoptado o en el que se haya invertido.

¿Cuáles son las ventajas de NFV?

Hay muchas razones para que las organizaciones usen NFV, incluidas las siguiente ventajas:

  • Mejor comunicación
  • Menores costes
  • Mayor flexibilidad y menor tiempo de comercialización para nuevos productos y actualizaciones
  • Mejora de la escalabilidad y la gestión de recursos
  • Menor dependencia de proveedores

Mejor comunicación y accesibilidad a la información

Además gestionar las redes, NFV mejora su funcionamiento al transformar cómo los arquitectos de red generan servicios de red. Este proceso se realiza usando un método arquitectónico y de diseño creativo para vincular diferentes nodos red para producir un canal de comunicación capaz de proporcionar a los usuarios información accesible fácilmente.

Menores costes

NFV, que suele utilizarse para desacoplar servicios de red con eficacia, también puede utilizarse como una alternativa para enrutadores, cortafuegos y equilibradores de carga. Uno de los atractivos de NFV sobre los enrutadores, cortafuegos y equilibradores de carga es que no requiere que los propietarios de la red adquieran dispositivos de hardware dedicado para realizar su trabajo o generar cadenas o grupos de servicio. Esta ventaja ayuda a reducir el coste de los gastos operativos y permite realizar el trabajo con menos problemas operativos potenciales.

Escalabilidad mejorada

Debido a que las MV tienen servicios virtualizados, pueden recibir porciones de los recursos virtuales en servidores x86, lo que permite ejecutar varias máquinas virtuales en un mismo servidor y escalarlas mejor en función de los recursos disponibles. Esta ventaja ayuda a asignar los recursos no utilizados donde sean necesarios y aumenta la eficiencia de los centros de datos con infraestructuras virtualizadas.

NFV proporciona a las redes la posibilidad de escalar sus recursos de forma rápida y sencilla en función del tráfico entrante y los requisitos de recursos. Y el software de redes definidas por software (SDN) permite aumentar o reducir fácilmente los recursos asignados a cada MV.

Mejor gestión de los recursos

Cuando se virtualiza un centro de datos o una infraestructura similar, puede hacer más con menos recursos, ya que un solo servidor puede ejecutar simultáneamente varias VNF para producir la misma cantidad de trabajo. Permite una mayor capacidad de carga de trabajo mientras reduce la ocupación del centro de datos, el consumo de energía y las necesidades de refrigeración.

Mayor flexibilidad y menor tiempo de comercialización

La NFV ayuda a las organizaciones a actualizar el software de su infraestructura cuando cambian las demandas de la red, lo que reduce drásticamente la necesidad de actualizaciones físicas. A medida que cambian los requisitos de negocio y aparecen nuevas oportunidades en el mercado, la NFV ayuda a las organizaciones a adaptarse rápidamente. Como es posible modificar la infraestructura de una red para respaldar mejor un producto nuevo, es posible reducir el tiempo de comercialización.

Menor dependencia de proveedores

La principal ventaja de ejecutar VNF sobre hardware COTS es que las organizaciones no dependen de paquetes propietarios y poco versátiles para cuyo despliegue y configuración se requieren visitas in situ y gran cantidad de tiempo y trabajo.

¿Cuál es la diferencia entre NFV y SDN?

En el artículo «SDN vs. NFV: What’s the difference?», el autor señala que el principio de «similaridad entre [SDN] y [NFV] es que ambos usan la abstracción de red».5 El autor señala que «SDN busca separar las funciones de reenvío de red, mientras que NFV [abstrae estas] y otras funciones de la red del hardware [en el que se ejecutan]».5

Tanto NFV como SDN se basan en la virtualización para el diseño de la red y la software de la infraestructura en el software. La implementación después de la abstracción se realiza utilizando el software subyacente en plataformas y dispositivos de hardware.  

NFV y SDN a menudo se usan conjuntamente y comparten algunas similitudes. Se diferencian en cómo separan las funciones y abstraen los recursos. Tanto NFV como SDN usan hardware genérico y ayudan a crear una arquitectura de red flexible, programable y eficiente en recursos.

SDN ayuda a crear una red que puede gestionarse y programarse de forma centralizada separando las funciones de reenvío de red. NFV desplaza las funciones de red del hardware al software, reforzando SDN con infraestructura en la que se ejecuta el software SDN.

Cuando SDN se ejecuta desde la infraestructura NFV, reenvía los paquetes de datos desde un único dispositivo de red a otro dispositivo de red diferente. Mientras se produce este proceso, las funciones de control de red de SDN para aplicaciones, enrutamiento y definición de políticas se ejecutan desde una MV en la red. NFV proporciona las funciones de red generales y SDN organiza las funciones de red específicas, lo que permite modificar y definir programáticamente su configuración y comportamiento.

NFV y SDN adoptan enfoques diferentes en términos de las funciones y la abstracción de recursos. SDN abstrae los conmutadores, enrutadores y otros recursos de redes físicas y, seguidamente, desplaza la toma de decisiones al plano de control de una red virtual (VN). Así, el plano de control decide dónde enviar el tráfico, que es dirigido y gestionado por el hardware. El enfoque de NFV se esfuerza por virtualizar todos los recursos de redes físicas bajo un hipervisor. Este enfoque facilita el crecimiento de la red sin incorporar dispositivos adicionales.

NFV y SDN pueden usarse juntos, según lo que desee lograr, y ambos emplean hardware genérico. Con NFV y SDN, puede crear una arquitectura de red que sea más flexible, programable y eficiente en recursos.5

NFV, SDN y API

NFV es la virtualización de los componentes de red y SDN es la arquitectura de red que aporta automatización y programabilidad a la red mediante el desacoplamiento de las funciones de reenvío y control de la red. Cuando NFV virtualiza toda la infraestructura en una red, SDN centraliza el control de la red, creando una red que utiliza software para generarla, controlarla y administrarla.

Un SDN suele incluir un controlador de SDN e interfaces de programación de aplicaciones (API) en dirección norte y sur. Con el controlador, los administradores de red pueden ver la red y tomar decisiones sobre las políticas y comportamientos de la infraestructura adyacente. Las API en dirección norte son utilizadas por aplicaciones y servicios para informar al controlador de qué recursos necesita. Las API en dirección sur ayudan a que la red funcione sin problemas procesando información sobre el estado de la red desde la infraestructura y enviándola al controlador.

Recursos

  1. What is NFV (Network Functions Virtualization)? Definition, SDxCentral, 26 de agosto de 2013.
  2. Network Functions Virtualization (NFV), Techopedia, 5 de septiembre de 2018.
  3. A New Era In Servers Is Starting Now, The Next Platform, 7 de junio de 2019.
  4. Accelerating Innovation with Lean NFV, Lean NFV, 2019.
  5. What is NFV?, Red Hat®.