NFV & SDN

Entstehung und Beteiligte

Network Functions Virtualisation wurde 2012 durch ein Whitepaper großer Telekommunikationsanbieter angestoßen. ETSI gründete eine NFV-Arbeitsgruppe. SDN hat ältere Wurzeln in programmierbaren Netzen und wurde durch OpenFlow ab 2008 bekannt.

Welches Problem sollte gelöst werden?

Provider betrieben für Firewall, Mobilfunkkern, Load Balancing und Routing viele spezialisierte Appliances. Standardserver und Software sollten Beschaffung, Skalierung und Automatisierung flexibler machen.

Technische Hürden und Lösungen

Allzweckhardware musste Paketleistung, Timing und Verfügbarkeit liefern. Orchestrierung, Beschleuniger, Zustandsmigration und Herstellergrenzen erschweren das Ziel. SDN und NFV ergänzen sich, sind aber nicht dasselbe.

Standardisierung und Einordnung

Cloud- und Plattformtechnik entstand aus Rechenzentrum, Virtualisierung, verteilten Systemen und automatisierter Softwareauslieferung. Die grundlegenden Probleme sind nicht neu: Ressourcen müssen geteilt, Ausfälle abgefangen, Änderungen reproduzierbar und Lastspitzen bewältigt werden. Neu ist die hohe Automatisierung und die Möglichkeit, Infrastruktur über Programmierschnittstellen in kurzer Zeit zu erzeugen oder zu verwerfen.

Technik im praktischen Betrieb

Im praktischen Cloudbetrieb müssen Automatisierung und Kosten gemeinsam beobachtet werden. Ressourcen entstehen schnell, verschwinden aber nicht immer automatisch. Tags, Limits, Richtlinien und getrennte Konten oder Projekte schaffen Verantwortlichkeit. Verfügbarkeit sollte über mehrere Fehlerdomänen geplant und mit realen Wiederanlaufproben belegt werden. Ein Anbieter übernimmt Gebäude, Hardware und Teile der Plattform; Konfiguration, Identitäten, Daten, Anwendungen und Backups bleiben je nach Dienstmodell ganz oder teilweise beim Kunden.

Warum das Thema heute noch relevant ist

Viele Cloudbegriffe klingen neu, beschreiben aber bekannte verteilte Systeme unter stärkerer Automatisierung. Die Geschichte hilft, Marketing und Architektur zu trennen. Ein Dienst bleibt von Netz, Speicher, Konsens und Identitäten abhängig, auch wenn diese Schichten nicht sichtbar sind. Betreiber sollten deshalb Ausfallmodelle, Datenexport und Abhängigkeiten dokumentieren. Je bequemer ein verwalteter Dienst ist, desto wichtiger wird die Frage, welche Kontrolle bewusst an den Anbieter abgegeben wurde.

Daten und Meilensteine

• 2012 veröffentlichen Provider das NFV-Whitepaper.
• ETSI NFV definiert MANO für Management und Orchestrierung.
• OpenFlow trennt Steuer- und Weiterleitungsebene.
• Eine virtualisierte Appliance ist noch keine cloudnative Netzwerkfunktion.

Was ist NFV?

NFV (Network Functions Virtualization) ist ein Netzwerkarchitekturansatz, der traditionelle Netzwerkfunktionen – Firewalls, Router, Load Balancer, IDS/IPS, WAN-Optimierung – aus proprietärer Hardware auf Standard-x86-Server (oder Cloud-VMs) verlagert.

Vorteile: Günstigere Standard-Hardware statt teurer proprietärer Appliances, Skalierung per Software statt Hardware-Kauf, schnelleres Deployment neuer Netzwerkfunktionen, zentrales Management.

SDN – Software-Defined Networking

SDN (Software-Defined Networking) trennt die Netzwerkebenen: Control Plane (Routing-Entscheidungen, zentralisiert im SDN Controller) und Data Plane (Paketweiterleitung, verteilt in Switches). Switches werden zu einfachen Weiterleitungsgeräten, die der Controller per OpenFlow-Protokoll programmiert.

Vorteile: Zentrale Netzwerkübersicht und -steuerung, programmatische Konfiguration, einfachere Umsetzung von Sicherheitspolicies. Einsatz: Rechenzentren, Service-Provider, Cloud.

NFV und SDN in der Praxis

NFV und SDN ergänzen sich: SDN steuert, wie Traffic durch das Netzwerk fließt. NFV definiert, welche Funktionen auf diesem Weg ausgeführt werden.

In der Praxis bei ISPs (ETSI NFV-Referenzarchitektur): Virtuelle CPE (vCPE) beim Kunden statt dedizierter Hardware, Carrier-Grade NAT als Software, Virtuelle IMS (IP Multimedia Subsystem) für VoIP. Bei Cloud-Providern: Virtuelle Firewalls (AWS Security Groups, Azure NSG), Virtual Routers (VPC Router), Software Load Balancer.