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Le funzioni di rete virtualizzate (VFN) sono applicazioni software che forniscono funzioni di rete come servizi di directory, router, firewall, bilanciamento del carico e altre funzionalità. Sono distribuite come macchine virtuali (VM) e per i provider di telecomunicazioni spesso costituiscono la fase successiva del loro processo di trasformazione digitale, dopo le funzioni di rete fisiche (PNF) dei dispositivi di rete tradizionali su hardware proprietario.
In quanto componenti chiave dell'architettura di virtualizzazione delle funzioni di rete (NFV), le VNF sono sovrapposte all'infrastruttura NFV (NFVI) e includono un sistema di gestione di infrastruttura virtuale (VIM) come Red Hat® OpenStack Services on OpenShift® per allocare in modo efficiente le risorse tra le VNF, ad esempio quelle di elaborazione, storage e rete. Il framework per la gestione della NFVI e l'adozione delle nuove VNF è formato dai componenti di gestione, automazione e orchestrazione della rete (MANO) definiti dalla NFV.
Le sfide legate alle VNF
Benché attualmente facciano parte delle architetture di rete standard, le VNF presentano alcune limitazioni legate al passaggio verso una maggiore agilità dei servizi digitali offerti dai provider. Nella transizione iniziale da elementi fisici a VNF, i fornitori spesso estraevano semplicemente i sistemi software integrati dai dispositivi per creare una macchina virtuale di grandi dimensioni. Tuttavia, senza tentare di ottimizzare queste VM, i dispositivi virtuali creati risultavano inefficienti, poco duttili ed erano comunque difficili da gestire e mantenere.
Inoltre, con questi tipi di VNF tradizionali ottenere la scalabilità negli ambienti cloud non è facile. Alcuni fornitori hanno migliorato le implementazioni iniziali VFN e molti provider di servizi hanno adottato una piattaforma cloud NFVI comune, orizzontale, per semplificare i loro ambienti e consentire l'esecuzione di numerose VNF. Grazie a questi miglioramenti la NFV è diventata la base tecnologica per il 5G o le reti all'edge. Malgrado ciò, il "peso" delle VM può ancora limitare l'efficienza delle VNF per i deployment su larga scala del 5G o delle tecnologie edge che hanno bisogno di agilità, scalabilità e minori costi di gestione.
Risorse da Red Hat
CNF: l'evoluzione dalle macchine virtuali ai container
I provider di servizi digitali che scelgono un approccio cloud native, combinando posizioni centralizzate e distribuite per le applicazioni, sono in grado di migliorare la flessibilità, la scalabilità, l'affidabilità e la portabilità. Il passaggio dalla virtualizzazione a un'architettura completamente cloud native aiuta a offrire livelli notevolmente superiori di efficienza e agilità, necessari per accelerare il deployment di svariati prodotti innovativi in linea con la domanda dei mercati e dei clienti.
Una caratteristica distintiva dell'approccio cloud native è l'uso dei container in sostituzione delle macchine virtuali. I container consentono agli utenti di create pacchetti di software (ad esempio applicazioni, funzioni o macroservizi) con tutti i file necessari per eseguirli, e al contempo condividere l'accesso al sistema operativo e ad altre risorse su server. Con questo approccio è più facile trasferire le applicazioni da un ambiente all'altro (sviluppo, test, produzione, ecc.) e perfino spostarle tra i diversi cloud, conservandone tutte le funzionalità.
Le funzioni di rete cloud native (CNF) sono un'evoluzione delle VNF e sono progettate e realizzate per essere eseguite in container. Questa containerizzazione dei componenti dell'architettura di rete rende possibile eseguire vari servizi sullo stesso cluster e gestire più facilmente l'onboarding di applicazioni già destrutturate, indirizzando in modo dinamico il traffico di rete ai pod corretti.
Questa figura mostra l'evoluzione delle funzioni di rete dall'approccio tradizionale integrato verticalmente, a VNF gestite tramite una piattaforma di orchestrazione VM comune, per arrivare a CNF gestite da una piattaforma comune per l'orchestrazione dei container.
I benefici delle CNF
L'adozione delle CNF consente di ovviare ad alcune delle limitazioni fondamentali delle VNF, trasferendo molte di queste funzioni nei container. La containerizzazione dei componenti di rete rende possibile gestire come e dove le funzioni sono eseguite tra i cluster nell'ambiente.
Le CNF non si limitano tuttavia a containerizzare le funzioni di rete. Per ottenere tutti i vantaggi dei principi cloud native oltre alla creazione di pacchetti e container occorre riorganizzare l'architettura del software con funzione di rete, ad esempio scomponendolo in microservizi. Ciò permette di utilizzare più versioni durante gli aggiornamenti e di sfruttare i servizi di piattaforma disponibili come il bilanciamento di carico generico o i datastore.
Inoltre, con la diffusione degli ambienti cloud native, le CNF devono coesistere con le VNF tradizionali durante la transizione. I provider di servizi digitali devono automatizzare completamente lo sviluppo, il deployment, la manutenzione e le operazioni della rete per gestire in modo efficace la maggiore domanda, accelerare la distribuzione e ridurre la complessità. Ecco perché per i provider moderni è fondamentale poter fare affidamento su metodologie standardizzate per la configurazione e il deployment, strumenti sviluppati nelle community open source, test rigorosi e certificazioni.
VNF e CNF sono fondamentali per la trasformazione digitale
Una base aperta e coerente garantisce ai provider di telecomunicazioni la possibilità di offrire servizi affidabili, indipendentemente dall'ubicazione o dal footprint. Realizzare questa base su NFV (con VNF) e in particolare con architetture cloud native (con CNF) determina una maggiore flessibilità e agilità. L'automazione riveste un ruolo fondamentale per assicurare un funzionamento più semplice, efficiente e scalabile dell'ecosistema. Inoltre consente ai provider di servizi digitali di ottenere una maggiore adattabilità e di aggiungere funzionalità e servizi per rispondere più efficacemente alle esigenze dei clienti.
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