مجازی سازی توابع شبکه چیست؟
مجازی‌سازی توابع شبکه یا NFV، یکی از تحولات کلیدی در زیرساخت‌های نوین شبکه است که امکان اجرای عملکردهای شبکه مانند فایروال، روتر و توازن بار را بدون وابستگی به سخت‌افزارهای اختصاصی فراهم می‌کند. به‌جای استفاده از تجهیزات خاص، این سرویس‌ها در قالب ماشین‌های مجازی بر روی سرورهای معمولی اجرا می‌شوند و این رویکرد، به‌ویژه در زیرساخت‌های ابری مخابراتی یا Telco Cloud نقشی اساسی دارد.
به زبان ساده، NFV به اپراتورها و ارائه‌دهندگان خدمات اجازه می‌دهد که عملکردهای سنتی شبکه را از سخت‌افزار جدا کرده و روی زیرساخت‌های انعطاف‌پذیرتر پیاده‌سازی کنند. نتیجه؟ افزایش چابکی، کاهش وابستگی به تجهیزات خاص و فراهم شدن امکان ارائه‌ی خدمات نوین در زمانی کوتاه‌تر.
اصول معماری NFV
برای پیاده‌سازی موفق NFV، یک معماری مشخص و استاندارد مورد نیاز است. موسسه‌ی ETSI (مؤسسه استانداردهای مخابراتی اروپا) ساختاری برای این منظور تعریف کرده که شامل سه لایه‌ی اصلی است:
توابع شبکه مجازی (VNF): این‌ها برنامه‌های نرم‌افزاری هستند که عملکردهایی مانند تخصیص آدرس IP، اشتراک‌گذاری فایل یا اجرای سرویس‌های دایرکتوری را بر عهده دارند.
زیرساخت مجازی‌سازی توابع شبکه (NFVi): مجموعه‌ای از منابع محاسباتی، ذخیره‌سازی و شبکه است که در کنار یکدیگر محیطی برای اجرای VNFها فراهم می‌کنند. هایپروایزرهایی مانند KVM یا پلتفرم‌های مدیریت کانتینر معمولاً در این لایه نقش دارند.
مدیریت و ارکستراسیون (MANO): این بخش، چارچوبی برای راه‌اندازی، کنترل و نظارت بر توابع مجازی شبکه ارائه می‌دهد. در واقع، MANO هماهنگی بین منابع، بارگذاری VNFها و کنترل چرخه عمر آن‌ها را انجام می‌دهد.
ارتباط میان NFV و SDN
اگرچه NFV و شبکه‌های نرم‌افزارمحور (SDN) از لحاظ فنی دو فناوری مستقل هستند، اما نقاط اشتراک قابل‌توجهی دارند. هر دو مفهوم به دنبال جدا کردن لایه‌های نرم‌افزاری از سخت‌افزار هستند تا مدیریت و مقیاس‌پذیری شبکه آسان‌تر شود.
در SDN، کنترل و هدایت شبکه از هم تفکیک می‌شوند تا امکان برنامه‌ریزی و خودکارسازی فراهم شود. NFV در سمت دیگر، زیرساختی برای اجرای نرم‌افزارهای شبکه فراهم می‌آورد. این دو می‌توانند در کنار هم به‌کار گرفته شوند تا ساختارهایی پویا، مقرون‌به‌صرفه و مبتنی بر سخت‌افزار کالا (commodity hardware) شکل بگیرد.
مزایای کلیدی NFV برای اپراتورها و مراکز داده
مزایای استفاده از NFV، گسترده و چندبُعدی است. از جمله:
کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری: با اجرای توابع شبکه روی سرورهای معمولی، نیازی به خرید تجهیزات اختصاصی نیست. این موضوع به کاهش قابل‌توجه هزینه‌ها در مراکز داده منجر می‌شود.
افزایش بهره‌وری از منابع: چندین VNF می‌توانند همزمان روی یک سرور اجرا شوند. این ویژگی باعث استفاده بهتر از منابع فیزیکی و کاهش فضای اشغال‌شده در رک‌ها می‌شود.
انعطاف‌پذیری در استقرار خدمات: VNFها می‌توانند به‌سادگی بین سرورها جابه‌جا شوند یا در صورت نیاز به‌صورت پویا افزایش یا کاهش یابند. این توانایی به ارائه‌دهندگان کمک می‌کند تا سریعاً به نیاز بازار پاسخ دهند.
ساده‌سازی فرآیند آزمایش خدمات جدید: ایجاد یک ماشین مجازی برای ارائه‌ی یک سرویس آزمایشی، ریسک پایین‌تری نسبت به خرید و نصب سخت‌افزار جدید دارد. بنابراین شرکت‌ها می‌توانند محصولات جدید را با هزینه و ریسک کمتر تست کنند.
نمونه‌ای از کاربردهای واقعی NFV
فرض کنید اپراتوری نیاز دارد که برای مشتری سازمانی خود یک فایروال سفارشی راه‌اندازی کند. با استفاده از NFV، تنها کافی‌ست یک ماشین مجازی جدید راه‌اندازی شود که فایروال مورد نظر را در خود داشته باشد. در صورت عدم نیاز، همان ماشین می‌تواند از مدار خارج شود. این مدل نه‌تنها سریع و مقیاس‌پذیر است، بلکه باعث صرفه‌جویی چشمگیری در منابع می‌شود.
جمع‌بندی
مجازی‌سازی توابع شبکه، قدمی بلند در مسیر حرکت از سخت‌افزارهای ثابت به زیرساخت‌های نرم‌افزاری و منعطف است. NFV در ترکیب با SDN، امکان خلق شبکه‌هایی پویا، مقیاس‌پذیر و هوشمند را فراهم می‌آورد که نیازهای متغیر دنیای دیجیتال امروزی را به شکلی مؤثرتر پاسخ می‌دهد. برای کسب‌وکارهای مخابراتی، این یعنی آینده‌ای چابک‌تر، سریع‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر.