2018.02.08

NFV 핵심 요약 : 정의, 표준, 아키텍처, 요구사항, 과제

Lee Doyle | Network World
네트워크 기능 가상화(Network Functions Virtualization, NFV)는 표준 서버 플랫폼에서 실행되는 모듈형 소프트웨어를 사용해 네트워크를 현대화하는 기술이다.

NFV는 전통적인 네트워킹 장비를 사용해 구축된 네트워크보다 더 낮은 비용으로 더 높은 확장성과 탄력성, 적응성을 갖춘 고성능 네트워크를 구현한다. NFV는 광범위한 네트워크 애플리케이션을 포괄하지만 NFV를 이끄는 주 원동력은 비디오, SD-WAN, 사물 인터넷, 5G를 포함한 새로운 네트워크 요구 사항이다.

Image Credit : GettyImagesBank

NFV의 정의
ETSI에 따르면 NFV의 목표는 표준 IT 가상화 기술을 발전시켜 많은 유형의 네트워크 장비를 데이터센터, 네트워크 또는 최종 고객 사업장에 위치하는 산업 표준 대용량 서버, 스위치 및 스토리지로 통합함으로써 네트워크를 설계하는 방식을 전환하는 데 있다.

NFV 아키텍처
NFV는 여러 가지 유연한 NFV 솔루션 배치 옵션이 포함된 개방형 아키텍처를 제공한다. NFV의 일반적인 아키텍처는 다음과 같은 세 가지 층으로 구성된다.

- 네트워크 기능 가상화 인프라(NFVi) : 네트워크 애플리케이션을 실행하는 데 필요한 하드웨어 및 인프라 소프트웨어 플랫폼.
- 가상 네트워크 기능(VNF) : 라우팅, 보안, 모바일 코어, IP 멀티미디어 하위 시스템, 비디오 등의 특정 네트워크 기능을 제공하는 소프트웨어 애플리케이션
- 관리, 자동화 및 네트워크 오케스트레이션(MANO) : NFVi 및 다양한 VNF 관리와 오케스트레이션을 위한 프레임워크

NFV vs. SDN
소프트웨어 정의 네트워크는 일반적으로 네트워크 요소에서 데이터 플레인과 컨트롤 플레인의 분리로 정의된다. SDN은 향상된 제어/관리 기능과 네트워크 프로그래밍 가능성을 제공한다. SDN은 NFV와 구분되지만 많은 NFV 구축 환경에서 SDN 컨트롤러를 전체적인 NFV 아키텍처의 일부로 사용한다.



NFV 플랫폼 요구 사항
The NFV architecture is designed augment or replace traditional, highly reliable network appliances. Thus, NFV must deliver the following
NFV 아키텍처는 높은 안정성을 제공하는 전통적인 네트워크 어플라이언스를 보강하거나 대체하도록 설계된다. 따라서 NFV는 다음과 같은 기준을 충족해야 한다.

- 100Gbps 이상의 높은 성능
- 높은 신뢰성 : 99.999%의 가동시간
- 수백만 명의 사용자를 수용할 수 있는 확장성
- 실시간 애플리케이션을 낮은 지연으로 전달
- 레거시 네트워크 아키텍처와 통합하고 기존 운영 및 청구 시스템과 연결할 수 있는 기능

NFV 아키텍처
네트워크 사업자는 하드웨어 플랫폼, 가상화 인프라 관리(VIM), 애플리케이션 및 관리/오케스트레이션을 포함해서 NFV 배포를 위해 여러 가지를 선택해야 한다.

NFV 하드웨어
안정적인 고성능 서버는 NFV의 핵심이다. 인텔 기반 서버가 가장 보편적으로 사용된다.

NFV 가상화 계층 – 오픈스택, VM웨어, 컨테이너
NFV는 서버 가상화 기술에 의존한다. 주 하이퍼바이저 옵션은 오픈스택과 VM웨어다. 컨테이너 기술은 차세대 애플리케이션을 위한 성능 측면의 이점을 제공하지만 아직 폭넓게 구축되지는 않았다.

NFV MANO 계층
Network operators can choose from a variety of vendor supplied and open standard based MANO architectures. The leading MANO open source option comes from Open Network Automation Platform (ONAP) – which is part of the Linux Foundation. MANO must be customized by network operators to meet the requirements of their specific operations and billing architectures.
네트워크 사업자는 다양한 솔루션 업체 제공 및 개방형 표준 기반 MANO 아키텍처 중에서 선택할 수 있다. MANO 오픈소스 옵션으로는 주로 리눅스 재단에 속하는 오픈 네트워크 오토메이션 플랫폼(ONAP)이 사용된다. 네트워크 사업자는 각 운영 및 청구 아키텍처 요구 사항을 충족하도록 MANO를 맞춤 구성해야 한다.

애플리케이션 계층(VNF)
VNF는 다기능 네트워크 애플리케이션을 위한 코드를 제공한다. 예를 들어 SBC(Session Border Control) 또는 NAT(Network Address Translation) 등이 있다. 복잡한 사용 사례의 경우 여러 VNF가 서비스 체인으로 연결되어 폭넓은 네트워크 기능을 제공한다. 네트워크 사업자는 다수의 네트워크 공급업체 또는 오픈소스 옵션이 제공하는 수십 가지의 VNF 중에서 선택해야 한다.

NFV 애플리케이션
NFV는 고정 및 모바일 네트워크를 포함한 광범위한 네트워크 기능에 적용할 수 있다. 주요 NFV 애플리케이션은 다음과 같다.

- EPC(Evolved Packet Core)
- 소프트웨어 정의 브랜치 및 SD-WAN
- IMS(IP Multi-Media Subsystem)
- SBC(Session Border Control)
- 비디오 서버
- vCPE(Virtual Customer Premises Equipment)
- CDN(Content Delivery Networks)
- 네트워크 모니터링
- 네트워크 분할
- 서비스 제공
- 다양한 보안 기능 : 방화벽, 침입 탐지 및 방지 시스템, NAT 등

NFV 표준
네트워크 사업자는 다루는 주제가 상호 중복되기도 하는 다수의 NFV 표준 기구에서 NFV 아키텍처를 살펴봐야 한다. 현재 선택안에는 ONAP, NFV를 위한 오픈 플랫폼(OPNFV), ETSI, 오픈 데이라이트 파운데이션(ODL), 오픈스택, 오픈소스 MANO(OSM) 등이 포함된다. 사업자는 NFVi와 MANO 계층을 중심으로 풍부한 오픈소스 NFV 소프트웨어 중에서 선택할 수 있다. 그러나 완전한 NFV 솔루션에 필요한 복잡한 소프트웨어 시스템을 통합한 경험이 거의 없다.

NFV의 장점
NFV는 네트워크 운영업체에 여러 가지 혜택을 약속한다.

- 표준 서버에서 실행되는 소프트웨어로의 마이그레이션을 통해 네트워크 장비 구입 비용 절감
- 공간, 전력 및 냉각 효율성
- 배포 시간 단축
- 유연성 : 용량을 탄력적으로 확장 및 축소
- 오픈소스를 포함한 광범위한 독립 소프트웨어 커뮤니티에 연결

NFV의 과제
사업자 관점에서 NFV는 대규모로 구축하기가 복잡하고 어려운 경우가 많다. 아키텍처의 범위가 넓고 개별 구성 요소의 수가 많아 설계, 구축, 지원하기가 까다롭다. NFV는 기존 네트워크 아키텍처와 통합되고 운영 시스템에 연결되어야 한다. NFV 구현을 위한 성숙한 표준과 “청사진”의 부재 역시 배치를 가로막는 장애물이다. NFV 구축이 연구실, 개념 증명, 현장 시범 운영 단계를 거쳐 프로덕션 네트워크에서의 전체 규모 솔루션에 이르기까지 몇 년의 시간이 걸렸다.

NFV 배치를 촉진하는 요소
가장 설득력 있는 NFV 비즈니스 사례는 새로운 또는 빠르게 발전하는 네트워크다. 예를 들어 SD-WAN이 주는 장점은 네트워크 사업자가 비즈니스 네트워크의 아키텍처를 바꾸는 촉매가 되고 있다(예를 들어 가상 고객 사업장 장비, vCPE). 흔히 사물 인터넷으로 지칭되는 연결된 장치와 센서의 증가도 고정 및 모바일 네트워크에 대한 새로운 요구 사항으로 이어지고 있다. 5G 무선 네트워크로 마이그레이션할 계획을 가진 모바일 사업자는 첨단 고속 5G 아키텍처의 일부로 현재 NFV 솔루션을 설계 중이다.

주요 NFV 공급업체
네트워크 사업자가 NFV 아키텍처와 관련하여 선택할 수 있는 공급업체는 많다. 전체 범위를 포괄하는 솔루션(NFVi, VNF, MANO 및 통합 서비스)을 제공하는 대규모 공급업체에는 에릭슨, 노키아, 화웨이, 시스코 등이 있다. NFV의 특정 측면에 전문화된 소규모 솔루션 업체도 있다. 예를 들어 어펌드 네트워크(Affirmed Networks)는 가상 EPC를 제공하며 메타스위치(Metaswitch)는 가상 IMS 전문 업체다. HPE, 델-EMC, VM웨어, 레드햇 등의 주요 IT 공급업체는 NFVi 솔루션을 제공한다.  editor@itworld.co.kr

2018.02.08

NFV 핵심 요약 : 정의, 표준, 아키텍처, 요구사항, 과제

Lee Doyle | Network World
네트워크 기능 가상화(Network Functions Virtualization, NFV)는 표준 서버 플랫폼에서 실행되는 모듈형 소프트웨어를 사용해 네트워크를 현대화하는 기술이다.

NFV는 전통적인 네트워킹 장비를 사용해 구축된 네트워크보다 더 낮은 비용으로 더 높은 확장성과 탄력성, 적응성을 갖춘 고성능 네트워크를 구현한다. NFV는 광범위한 네트워크 애플리케이션을 포괄하지만 NFV를 이끄는 주 원동력은 비디오, SD-WAN, 사물 인터넷, 5G를 포함한 새로운 네트워크 요구 사항이다.

Image Credit : GettyImagesBank

NFV의 정의
ETSI에 따르면 NFV의 목표는 표준 IT 가상화 기술을 발전시켜 많은 유형의 네트워크 장비를 데이터센터, 네트워크 또는 최종 고객 사업장에 위치하는 산업 표준 대용량 서버, 스위치 및 스토리지로 통합함으로써 네트워크를 설계하는 방식을 전환하는 데 있다.

NFV 아키텍처
NFV는 여러 가지 유연한 NFV 솔루션 배치 옵션이 포함된 개방형 아키텍처를 제공한다. NFV의 일반적인 아키텍처는 다음과 같은 세 가지 층으로 구성된다.

- 네트워크 기능 가상화 인프라(NFVi) : 네트워크 애플리케이션을 실행하는 데 필요한 하드웨어 및 인프라 소프트웨어 플랫폼.
- 가상 네트워크 기능(VNF) : 라우팅, 보안, 모바일 코어, IP 멀티미디어 하위 시스템, 비디오 등의 특정 네트워크 기능을 제공하는 소프트웨어 애플리케이션
- 관리, 자동화 및 네트워크 오케스트레이션(MANO) : NFVi 및 다양한 VNF 관리와 오케스트레이션을 위한 프레임워크

NFV vs. SDN
소프트웨어 정의 네트워크는 일반적으로 네트워크 요소에서 데이터 플레인과 컨트롤 플레인의 분리로 정의된다. SDN은 향상된 제어/관리 기능과 네트워크 프로그래밍 가능성을 제공한다. SDN은 NFV와 구분되지만 많은 NFV 구축 환경에서 SDN 컨트롤러를 전체적인 NFV 아키텍처의 일부로 사용한다.



NFV 플랫폼 요구 사항
The NFV architecture is designed augment or replace traditional, highly reliable network appliances. Thus, NFV must deliver the following
NFV 아키텍처는 높은 안정성을 제공하는 전통적인 네트워크 어플라이언스를 보강하거나 대체하도록 설계된다. 따라서 NFV는 다음과 같은 기준을 충족해야 한다.

- 100Gbps 이상의 높은 성능
- 높은 신뢰성 : 99.999%의 가동시간
- 수백만 명의 사용자를 수용할 수 있는 확장성
- 실시간 애플리케이션을 낮은 지연으로 전달
- 레거시 네트워크 아키텍처와 통합하고 기존 운영 및 청구 시스템과 연결할 수 있는 기능

NFV 아키텍처
네트워크 사업자는 하드웨어 플랫폼, 가상화 인프라 관리(VIM), 애플리케이션 및 관리/오케스트레이션을 포함해서 NFV 배포를 위해 여러 가지를 선택해야 한다.

NFV 하드웨어
안정적인 고성능 서버는 NFV의 핵심이다. 인텔 기반 서버가 가장 보편적으로 사용된다.

NFV 가상화 계층 – 오픈스택, VM웨어, 컨테이너
NFV는 서버 가상화 기술에 의존한다. 주 하이퍼바이저 옵션은 오픈스택과 VM웨어다. 컨테이너 기술은 차세대 애플리케이션을 위한 성능 측면의 이점을 제공하지만 아직 폭넓게 구축되지는 않았다.

NFV MANO 계층
Network operators can choose from a variety of vendor supplied and open standard based MANO architectures. The leading MANO open source option comes from Open Network Automation Platform (ONAP) – which is part of the Linux Foundation. MANO must be customized by network operators to meet the requirements of their specific operations and billing architectures.
네트워크 사업자는 다양한 솔루션 업체 제공 및 개방형 표준 기반 MANO 아키텍처 중에서 선택할 수 있다. MANO 오픈소스 옵션으로는 주로 리눅스 재단에 속하는 오픈 네트워크 오토메이션 플랫폼(ONAP)이 사용된다. 네트워크 사업자는 각 운영 및 청구 아키텍처 요구 사항을 충족하도록 MANO를 맞춤 구성해야 한다.

애플리케이션 계층(VNF)
VNF는 다기능 네트워크 애플리케이션을 위한 코드를 제공한다. 예를 들어 SBC(Session Border Control) 또는 NAT(Network Address Translation) 등이 있다. 복잡한 사용 사례의 경우 여러 VNF가 서비스 체인으로 연결되어 폭넓은 네트워크 기능을 제공한다. 네트워크 사업자는 다수의 네트워크 공급업체 또는 오픈소스 옵션이 제공하는 수십 가지의 VNF 중에서 선택해야 한다.

NFV 애플리케이션
NFV는 고정 및 모바일 네트워크를 포함한 광범위한 네트워크 기능에 적용할 수 있다. 주요 NFV 애플리케이션은 다음과 같다.

- EPC(Evolved Packet Core)
- 소프트웨어 정의 브랜치 및 SD-WAN
- IMS(IP Multi-Media Subsystem)
- SBC(Session Border Control)
- 비디오 서버
- vCPE(Virtual Customer Premises Equipment)
- CDN(Content Delivery Networks)
- 네트워크 모니터링
- 네트워크 분할
- 서비스 제공
- 다양한 보안 기능 : 방화벽, 침입 탐지 및 방지 시스템, NAT 등

NFV 표준
네트워크 사업자는 다루는 주제가 상호 중복되기도 하는 다수의 NFV 표준 기구에서 NFV 아키텍처를 살펴봐야 한다. 현재 선택안에는 ONAP, NFV를 위한 오픈 플랫폼(OPNFV), ETSI, 오픈 데이라이트 파운데이션(ODL), 오픈스택, 오픈소스 MANO(OSM) 등이 포함된다. 사업자는 NFVi와 MANO 계층을 중심으로 풍부한 오픈소스 NFV 소프트웨어 중에서 선택할 수 있다. 그러나 완전한 NFV 솔루션에 필요한 복잡한 소프트웨어 시스템을 통합한 경험이 거의 없다.

NFV의 장점
NFV는 네트워크 운영업체에 여러 가지 혜택을 약속한다.

- 표준 서버에서 실행되는 소프트웨어로의 마이그레이션을 통해 네트워크 장비 구입 비용 절감
- 공간, 전력 및 냉각 효율성
- 배포 시간 단축
- 유연성 : 용량을 탄력적으로 확장 및 축소
- 오픈소스를 포함한 광범위한 독립 소프트웨어 커뮤니티에 연결

NFV의 과제
사업자 관점에서 NFV는 대규모로 구축하기가 복잡하고 어려운 경우가 많다. 아키텍처의 범위가 넓고 개별 구성 요소의 수가 많아 설계, 구축, 지원하기가 까다롭다. NFV는 기존 네트워크 아키텍처와 통합되고 운영 시스템에 연결되어야 한다. NFV 구현을 위한 성숙한 표준과 “청사진”의 부재 역시 배치를 가로막는 장애물이다. NFV 구축이 연구실, 개념 증명, 현장 시범 운영 단계를 거쳐 프로덕션 네트워크에서의 전체 규모 솔루션에 이르기까지 몇 년의 시간이 걸렸다.

NFV 배치를 촉진하는 요소
가장 설득력 있는 NFV 비즈니스 사례는 새로운 또는 빠르게 발전하는 네트워크다. 예를 들어 SD-WAN이 주는 장점은 네트워크 사업자가 비즈니스 네트워크의 아키텍처를 바꾸는 촉매가 되고 있다(예를 들어 가상 고객 사업장 장비, vCPE). 흔히 사물 인터넷으로 지칭되는 연결된 장치와 센서의 증가도 고정 및 모바일 네트워크에 대한 새로운 요구 사항으로 이어지고 있다. 5G 무선 네트워크로 마이그레이션할 계획을 가진 모바일 사업자는 첨단 고속 5G 아키텍처의 일부로 현재 NFV 솔루션을 설계 중이다.

주요 NFV 공급업체
네트워크 사업자가 NFV 아키텍처와 관련하여 선택할 수 있는 공급업체는 많다. 전체 범위를 포괄하는 솔루션(NFVi, VNF, MANO 및 통합 서비스)을 제공하는 대규모 공급업체에는 에릭슨, 노키아, 화웨이, 시스코 등이 있다. NFV의 특정 측면에 전문화된 소규모 솔루션 업체도 있다. 예를 들어 어펌드 네트워크(Affirmed Networks)는 가상 EPC를 제공하며 메타스위치(Metaswitch)는 가상 IMS 전문 업체다. HPE, 델-EMC, VM웨어, 레드햇 등의 주요 IT 공급업체는 NFVi 솔루션을 제공한다.  editor@itworld.co.kr

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