NFV 개념은 서버, 스토리지 및 네트워크 자원을 가상화하고, 오픈 인터페이스를 통해 가상화 네트워킹 기능(VNF)을 구성하는 기술입니다. 이 문서에서는 NFV 개념, 구조 및 네트워크 가상화 사례를 정리해 보겠습니다.
NFV 개념
배경
스마트폰과 같은 다양한 디바이스 및 OTT 서비스 이용에 따라 네트워킹 환경은 예전보다 시간과 장소에 따라 다이나믹한 서비스 요구사항의 변화가 나타나게 되었습니다.
가령 4K 동영상 전송을 위한 고용량 데이터부터 저지연 5G망 서비스까지 애플리케이션마다 각각 다른 요구사항을 유연하게 대응하기 위한 필요성이 증가하였습니다.
개념
아래 그림의 좌측은 기존 통신사업자의 네트워크 구성입니다. 각 장치별로 각각 물리적인 사이트에 배치되어있으며 사실상 소수의 벤더에 의한 과점체제 방식입니다.
반면에 오른쪽의 NFV를 이용한 구성은 표준 서버, 스토리지, 이더넷 스위치 위에 네트워크 가상화 기술을 기반으로 다양한 기능을(NFV) 유연하게 구성할 수 있습니다.
> 시스코 엔터프라이즈 네트워크 기능가상화 솔루션 보기
NFV 기술은 고성능 스마트폰의 앱에 비유할 수 있습니다. 빠른 CPU와 대용량 램, 그리고 통신기능이 있다면, 필요한 앱을 설치해 게임, 인터넷, 동영상 재생, 문서작성이 가능한 것과 같습니다.
이처럼 가상화된 NFV 앱을 중앙집중식으로 관리하는 네트워크 기술이 SDN으로 두가지가 결합되었을 때 더 큰 시너지 효과를 낼 수 있습니다.
장점
1. 총 소유비용(TCO) 절감
네트워크 기능을 범용서버 형태로 구성하여 필요에 따라 구축하므로 비용과 운영의 단순화로 유지비용을 절감할 수 있습니다.
2. 전력 소비량 감소
서버 가상화를 통해 다양한 네트워크 기능이 가상화되어 동작하므로, 기존 네트워킹 장비에 비해 전력 소비의 감소를 가져옵니다.
3. 통신환경 변화에 유연하게 대응
마치 스마트 폰에 필요한 앱을 설치하는 것처럼 간단하게 네트워킹 기능의 구축 및 운영을 할 수 있어 band width, 지연감소 등의 통신환경에 유연한 대응이 가능합니다.
구성요소
다음은 NFV를 이용한 네트워크의 기본아키텍처 구성도입니다. 크게 OSS/BSS, MANO VNF, NFVI 등으로 구성됩니다.
1. OSS/ BSS 관리 서비스
OSS는 네트워크, 장애, 구성, 서비스 등을 관리하는 부분으로 사업자의 영역에 해당합니다. 실제 인프라 운영 및 관리를 하는 부분으로, 표준 인터페이스를 통해 오른쪽의 MANO와 통합될 수 있습니다.
2. 관리 및 오케스트레이션 (MANO)
NFVI 자원(컴퓨팅, 저장 및 네트워킹 기능 등)을 관리하고 제어하는 기능을 제공합니다. 그리고 각 VNF 들의 라이프 사이클 관리기능을 제공합니다.
3. VNF (가상 네트워크 기능)
NFV는 실제 범용서버와 같은 모습을 하고 있으며, VNF는 여기에서 라우팅, 방화벽, 로드밸런싱, 암호화 기능을(Fuction) 구현한 소프트웨어로 볼 수 있습니다.
즉, NFV를 고성능 스마트폰 시스템으로 비유한다면 VNF는 여기에서 동작하는 각각의 애플리케이션입니다.
4. NVFI (네트워크 기능 가상화 인프라스트럭처)
VNF 기능은 실제 가상화된 컴퓨팅, 스토리지, 네트워크 장치를 제어하게 됩니다. NVFI는 이런 가상화 장치를 제어할 수 있는 가상화 레이어를 제공하는 부분입니다.
스마트폰의 비유를 이어가자면 다양한 앱(VNF)의 기능을 구현하기 위해 각 CPU, 저장장치, 통신 기능을 추상화하여, 이 리소스를 앱 개발시 쉽게 이용할 수 있도록 한 미들웨어와 같은 부분입니다.
5. Compute, Storage, Networking 리소스
실제 NFVI의 물리적인 요소입니다. 이런 물리자원을 인스턴스화 해서 가상의 자원이 활용하게 되며, 물리적인 스위치, 서버, 스토리지 등이 여기에 해당합니다.
네트워크 가상화 기술
컴퓨팅 성능의 향상 및 가상화 기술의 등장으로 네트워킹 장치도 가상화를 통해 효율성을 추구하고 있습니다. NFV 또한 이런 배경을 통해 등장한 기술의 하나입니다.
가상화 유형
네트워크 가상화 기술은 유형별로 호스트, 링크, 라우터, 스위치 가상화 등으로 분류해볼 수 있습니다.
| 가상화 유형 | 설명 |
| 호스트 가상화 | WMWare, Xen, OpenVZ, Linux VServer와 같은 가상화 소프트웨어를 기반으로 네트워크 호스트를 생성하는 기술입니다. |
| 링크 가상화 | VLAN과 같이 하나의 인터페이스를 여러개의 링크로 보이도록 만드는 가상화입니다. |
| 라우터 가상화 | 물리적 라우터 자원을 분리하여 다수의 가상 라우터를 구현하는 기술입니다. |
| 스위치 가상화 | OpenFlow 기능과 같이 네트워크 환경에 따라 스위칭 경로와 기능을 동적으로 변경할 수 있는 기술입니다. |
자동으로 가상 네트워크의 생성 및 해체가 가능하여 다양한 요구사항에 동적으로 대응이 가능하기에, 네트워크 가상화 기술은 SDN, NFV 등의 서비스에 확대 적용되고 있습니다
이상으로 NFV 개념과 구조 및 네트워크 가상화 기술에 대해서 알아보았습니다.