Red Hat SummitVisão geral
As funções de rede virtuais (VNFs) são aplicações de software que oferecem funções de rede, como serviços de diretório, roteadores, firewalls, balanceadores de carga e muito mais.Elas são implantadas como máquinas virtuais (VMs) e representam o mais recente avanço na transformação digital das operadoras de telecomunicações, substituindo as funções de rede físicas (PNFs) de dispositivos legados em hardware proprietário.
As VNFs são componentes essenciais na arquitetura de virtualização de funções de rede (NFV). Elas são construídas sobre a infraestrutura NFV (NFVI) e incluem um gerenciador de infraestrutura virtual (VIM), como o Red Hat® OpenStack Services on OpenShift®, que permite a alocação eficiente de recursos como processamento, armazenamento e rede entre as VNFs. O framework para gerenciar a NFVI e provisionar novas VNFs ocorre nos elementos de gerenciamento, automação e orquestração de rede (MANO) definidos pela NFV.
Os desafio das VNFs
Embora, atualmente, as VNFs façam parte das arquiteturas de rede padrão, elas ainda apresentam limitações à medida que os provedores de serviços digitais se concentram em oferecer serviços mais ágeis. Na transição inicial de recursos físicos para VNFs, os fornecedores frequentemente removiam completamente os sistemas de software integrados dos dispositivos e criavam uma grande VM. No entanto, como não houve otimização dessas VMs, eles criaram dispositivos virtuais ineficientes e de uso específico, que eram difíceis de gerenciar e manter.
Além disso, é difícil escalar em ambientes de nuvem com esses tipos de VNFs legadas. Alguns fornecedores tomaram medidas para melhorar suas implementações iniciais de VNFs, e muitos provedores de serviços adotaram uma plataforma de NFVI em nuvem compartilhada e horizontal para simplificar seus ambientes de execução de diversas VNFs. Essas mudanças foram essenciais para a NFV servir como uma tecnologia fundamental para redes 5G ou edge. No entanto, o "peso" das VMs ainda pode limitar a eficiência das VNFs em implantações de 5G ou edge em grande escala, que requerem agilidade, escalabilidade e menores custos indiretos.
Recursos da Red Hat
CNFs: uma evolução de VMs para containers
Os provedores de serviços digitais que adotam uma abordagem nativa em nuvem e usam locais centralizados ou distribuídos para suas aplicações têm como benefícios maior flexibilidade, escalabilidade, confiabilidade e portabilidade. O avanço a virtualização para uma arquitetura totalmente nativa em nuvem melhora a eficiência e a agilidade, permitindo a implantação rápida das ofertas inovadoras e diferenciadas que o mercado e os clientes demandam.
Um diferencial da abordagem nativa em nuvem é que ela usa containers em vez de VMs. Os containers permitem que os usuários empacotem software (aplicações, funções ou microsserviços, por exemplo) com todos os arquivos necessários para executá-lo, enquanto compartilham o acesso ao sistema operacional e outros recursos do servidor. Dessa forma, fica mais fácil migrar os componentes empacotados entre ambientes (desenvolvimento, teste, produção etc.) e nuvens, sem prejuízo à funcionalidade.
Como uma evolução das VNFs, as funções de rede nativas em nuvem (CNFs) foram projetadas e implementadas para serem executadas em containers. Ao empacotar os componentes da arquitetura de rede em containers, é possível executar uma variedade de serviços no mesmo cluster, integrar aplicações fragmentadas com mais facilidade e direcionar dinamicamente o tráfego de rede para os pods corretos.
A figura mostra a evolução das funções de rede, partindo da abordagem tradicional integrada verticalmente, passando pelas VNFs gerenciadas por uma plataforma de orquestração de máquinas virtuais padrão e, por fim, as CNFs gerenciadas por uma plataforma de orquestração de containers padrão.
A promessa das CNFs
A adoção de CNFs pode resolver algumas das limitações fundamentais das VNFs ao migrar muitas dessas funções para containers. A conteinerização de componentes de rede possibilita o gerenciamento de como e onde as funções são executadas nos clusters do ambiente.
No entanto, as CNFs são mais do que apenas a conteinerização de funções de rede. Para usufruir plenamente da abordagem nativa em nuvem, além do empacotamento em containers, é necessário reestruturar ainda mais o software de funções de rede. Isso inclui desmembrá-lo em microserviços, permitir múltiplas versões durante as atualizações e utilizar serviços de plataforma disponíveis, como balanceadores de carga genéricos ou bancos de dados.
Além disso, conforme a adoção de ambientes nativos em nuvem aumenta, as CNFs precisam coexistir com as VNFs legadas durante a transição. Para serem eficientes ao lidar com a demanda crescente, acelerar as implantações e reduzir a complexidade, os provedores de serviços digitais devem automatizar totalmente o desenvolvimento, a implantação, a manutenção e as operações de rede. Atualmente, metodologias padronizadas para configuração e implantação, ferramentas desenvolvidas nas comunidades open source, além de testes rigorosos e certificação, são cruciais para os provedores.
VNFs e CNFs: tecnologias fundamentais para a transformação digital
Uma base aberta e consistente proporciona às operadoras de telecomunicações a tranquilidade de saber que os serviços oferecidos serão executados de maneira confiável, independentemente do local ou área de ocupação. Desenvolver essa base na NFV (com VNFs) e, especialmente, nas arquiteturas nativas em nuvem (com CNFs) possibilita maior flexibilidade e agilidade. A automação desempenha um papel fundamental em manter o ecossistema operando de forma eficiente e escalável, permitindo que os provedores de serviços digitais mudem e disponibilizem serviços e funcionalidades com mais rapidez para atender às necessidades e demandas dos clientes.
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