第2章 NFV体系架构
2.1 NFV设计目标
NFV架构的设计需要基于NFV目标，由第1章我们可以总结出以下几个方面。
（1）与利用专用硬件实现的传统方式相比，NFV可以有效提高经济效益。NFV利用软件虚拟化技术和COTS硬件实现网络功能（Network Function,NF）。这些网络功能被称为虚拟化网络功能（VNFs）。在NFV体系中，硬件资源的共享、不同硬件架构数量的减少、工作负载的迁移以及用电量的降低等也可以有效地提高经济效益。
（2）提高VNFs硬件分配的灵活性。硬件与软件的解耦有助于双方的可扩展性，网元不再是硬软件集成的实体，两者的演变可以是相互独立的。软件可以设立在最适当的地方，例如在客户端、网络交换点、局端、数据中心等，提高了应变能力。同时，这也促进VNF以更动态的方式提供更细粒度的服务，因此VNF实际的伸缩性有了更大的灵活性。实际上，网络运营商能够根据实际的流量需求，提供相应资源。
（3） NFV要实现网络功能转发图（Network Function Forwarding Graph,NF-FG）或网络功能集（Network Function Set,NF Set）的动态建设和管理并加之利用。NF-FG是连接网络功能节点的各条逻辑链路的汇总，用以描述这些网络功能节点之间的数据流向。NF Set是未指定连接的所有网络功能的集合。目前的网络由不同的网络功能组成，这些网络功能通过某种方式被连接，以此实现所需的功能或服务。目前最普遍的网络服务模式是以静态的方式组合网络功能，包括NF-FG和NF Set。NFV带来的一个重大变化就是，虚拟化提供了更多动态的方法，而不仅仅是静态地建设和管理这些NF-FG或NF Set。也就是说，NFV要实现NF-FG或NF-Set的动态建设和管理并加之利用。
（4）自动化地部署和操作提高操作效率、加速服务的创新。因为软硬件间是解耦的，所以基础设施资源能够重新分配、共享，也就意味着硬件和软件协同工作时可以提供不同的功能。假设硬件或物理资源池已经安装在某些NFVI-PoPs上，那么可以利用不同的云计算和网络技术使得网络功能软件的实例化过程变得更加自动。此外，这有助于网络运营商在同一物理平台上更快地部署新的网络服务。
（5）支持多厂商兼容。NFV提供基础设施、虚拟化网络功能（VNFs）及相关管理实体间标准化以及开放的接口，因此不同的供应商可以提供各种解耦元件。
（6）与现有的管理系统兼容（例如OSS/BSS）。
此外，未来的网络服务与当前的网络服务将会有很大不同。未来的服务是由一组非虚拟化和虚拟化的网络功能组成的，因此，这就需要传统网络和NFV网络之间提供互操作性。整个网络的服务性能，尤其是可靠性、可用性、可管理性、安全性等将取决于单个网络功能（NF）的性能以及彼此间的连接方式。在非虚拟化的网络中，网络功能（NFs）是由特定的供应商提供的软件和硬件结合而成的，往往称为网络节点或网络元素。虚拟化网络是指网络功能和部分的基础设施可以通过软件实现。这样，NFV与非虚拟化的网络相比引入了很大的不同。
由以上分析可知，搭建一个可以支持虚拟化、多样性的NFV架构是非常重要的。除此之外，NFV的架构还需要满足以下几点要求：NFV架构需要描述在一个标准化方式下实现NFV的互操作；NFV应用于不同的应用场景和运营商网络场景中时，能够提供最少的集成和最大限度的重用；动态地初始化、编排每一个VNF，同时此架构还能够管理托管环境以满足VNF的需求，包括数据、资源的分配等，当然，还要在不同虚拟基础设施上部署VNFs以支持端到端的网络服务。
基于以上定义和说明，NFV ETSI ISG组织提出了NFV体系架构，该框架的重点包括几个方面。
（1）此架构可以跨越不同的虚拟层和计算资源来操作VNF，并提供共享的计算、存储和物理/虚拟网络的访问。
（2）提供VNFs组成的软件架构，其中，VNFs连接形成VNF-FG。
（3） NFV的管理和编排能够与其他管理体系连接，如EMS、OSS、BSS。
（4）利用虚拟化技术支持多种网络服务，这些网络服务具有不同的可靠性和可用性要求。
（5）确保虚拟化不会引起任何新的安全威胁。
（6）解决虚拟化引起的相关的性能问题。
（7）减少虚拟和非虚拟网络功能之间的互通影响。
（8）利用现有的数据中心技术。
不管是对传统网络功能还是虚拟化网络功能来说，网络架构中的网络功能和网络基础设施的很多部分都是公共的，因此NFV参考架构就将它们列出了考虑范围。例如传统网元虚拟化后，它的功能以及接口均与非虚拟化时保持一致。对公共点进行总结，包括以下几个方面。
（1）网络功能本身的细节，包括它们的接口协议和管理功能等。
（2）物理网络基础设施的直接控制、操作和管理。
（3）端到端的网络服务中，实际数据包的控制、操作和管理。这些应该独立于网络功能或网络基础设施是否虚拟化等因素。
（4）架构本身的实施细节。