môn học các hệ thống truyền thông thế hệ mới tên đề tài tìm hiểu về nfv

TỔNG QUANTrong thời đại mạng số phát triển mạnh mẽ hiện nay, việc khaithác sức mạnh của công nghệ để tối ưu hóa và hiện đại hóa hệthống mạng trở thành điều luôn được ưu tiên phát triển h

Sinh viên thực hiện:

Họ và tên: Nguyễn Thành Long Mã SV:

Tên đề tài: Tìm hiểu về NFV

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS ĐỖ XUÂN THU SINH VIÊN THỰC HIỆN : Nhóm 4

LỚP : 72DCDT22

CHUYÊN NGÀNH : CNKT ĐIỆN TỬ- VIỄN THÔNG

HÀ NỘI 05 - 2024

Sinh viên thực hiện:

Họ và tên: Lê Duy Nam Hà Mã SV:

Họ và tên: Hoàng Bảo Châu Mã SV:

Trình độ, loại hình đào tạo: Đại học chính quyNgành đào tạo: CNKT Điện tử, truyền thôngChuyên ngành: CNKT Điện tử viễn thôngKhóa học: 2021 – 2025

Tên đề tài: TÌM HIỂU VỀ NFV

1.2.3 Phần mềm giám sát máy ảo 12

1.3 Lợi ích của việc ảo hóa mạng 13

1.3.1 Tính linh hoạt của phần cứng và tính độc lập của nhà cung cấp 14

1.3.2 Vòng đời dịch vụ nhanh hơn 15

1.3.3 Triển khai nhanh các giải pháp 15

1.3.4 Khả năng mở rộng và độ đàn hồi 15

1.3.5 Tiêu thụ năng lượng thấp hơn 16

1.3.6 Hiệu quả hoạt động và sự linh hoạt 16

CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC VÀ KĨ THUẬT TRONG ẢO HÓA MẠNG 17

2.3.1 Miền tính toán (Compute Domain) 23

2.3.2 Miền ảo hóa(HypervisorDomain) 23

2.3.3 Miền hạ tầng mạng (Infrastructure Network Domain) 24

2.4 Khối điều phối và quản lý (NFV Manage and Orchestrate – NFV M&O)

2.4.1 Tổng quan 24

2.4.2 Kiến trúc của MANO 25

CHƯƠNG 3: CHỨC NĂNG CỦA NFV 28

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CỦA ẢO HÓA CHỨC NĂNG MẠNG 35

4.1 Một số ứng dụng của ảo chức năng hóa mạng 35

4.1.1 Điện toán biên di động 35

4.1.2 Công cụ điều phối 36

Hình 1.6 Các thiết bị trong ảo hoá 13

Hình 2.1 Kiến trúc tham chiếu của NFV – Theo ETSI 16

Hình 2.2 Mối liên hệ giữa NS, VNF và VM 19

Hình 2.3 Kiến trúc VNF 21

Hình 2.4: Các domain của NFVI 22

Hinh 2.5: Các thành phần của Hypervisor Domain 23

Hình 3.5 Sơ đồ khối MANO và các interfaces 26

Hình 3.1:Hình minh họa một cách sử dụng VLAN 29

Hình 3.2: Chuỗi dịch vụ từ tường lửa đến bộ cân bằng tải sao cho lưu 32

Hình 3.3 Hệ thống phát hiện xâm nhập 33

Hình 3.4 Sơ đồ mạng riêng ảo (VPN) 35

Hình 4.1 Kiến trúc điện toán biên di động 37

Hình 4.2 Sơ đồ các bước phân tách video 39

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

STTTỪ VIẾT TẮT

NGHĨA TIẾNG ANHNGHĨA TIẾNG VIỆT

Ảo hóa chức năng mạng

2 M2M Machine to Machine Máy tới máy

4 CPU Central Processing Unit bộ xử lý trung tâm5 LAN Local Area Network mạng máy tính nội bộ6 MPLS Multi-Protocol Label

Chức năng mạng ảo hóa

10 NFVI Network Functions Virtualisation Infrastructure

Chức năng mạng Cơ sởhạ tầng ảo hóa

11 NFV M&O NFV Manage and Orchestrate

NFV Quản lý và Điều phối

12 VIM Virtualized InfrastructureManager

Trình quản lý cơ sở hạ tầng ảo hóa

TỔNG QUAN

Trong thời đại mạng số phát triển mạnh mẽ hiện nay, việc khaithác sức mạnh của công nghệ để tối ưu hóa và hiện đại hóa hệthống mạng trở thành điều luôn được ưu tiên phát triển hàng đầu.Trong bối cảnh này, Network Function Virtualization (NFV) khôngchỉ là một khái niệm trừu tượng, mà còn là một bước tiến quantrọng, một tiêu chuẩn mới đang hình thành trong ngành viễnthông trong mười năm trở lại đây.

NFV không chỉ là việc đơn giản chuyển đổi các chức năng mạngtruyền thống từ phần cứng sang phần mềm Nó đại diện cho mộttriết lý mới, một cách tiếp cận linh hoạt và đột phá trong việc xâydựng và vận hành hệ thống mạng Bằng cách phân chia các chứcnăng mạng thành các ứng dụng phần mềm có thể triển khai linhhoạt trên cơ sở hạ tầng phần cứng tiêu chuẩn, NFV mở ra cánhcửa cho sự linh hoạt, tối ưu hóa và tiết kiệm chi phí.

Điều này không chỉ làm thay đổi cách chúng ta xây dựng và vậnhành mạng, mà còn mở ra tiềm năng biến đổi to lớn trong cáchchúng ta tương tác với công nghệ mạng Từ việc cung cấp dịch vụmạng đến trải nghiệm người dùng, NFV mang lại sự linh hoạt vàtính tiên tiến mà trước đây chỉ có thể tưởng tượng Điều này khiếncho việc tìm hiểu về NFV trở thành một hành trình thú vị và đầytriển vọng, đánh dấu bước ngoặt quan trọng trong sự phát triểncủa ngành viễn thông hiện đại.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ẢO HÓA CHỨCNĂNG MẠNG

1.1 NFV là gì?

NFV (Network Function Virtualization) là một phương pháptiên tiến trong lĩnh vực mạng máy tính, giúp tự động hóa và tối ưuhóa hạ tầng mạng bằng cách ảo hóa các chức năng mạng trêncác máy chủ phần cứng chung Thay vì sử dụng các thiết bị mạngriêng lẻ, NFV cho phép các chức năng như tường lửa, cân bằng tải,và định tuyến mạng được triển khai và quản lý dưới dạng phầnmềm trên các máy chủ ảo Điều này giúp giảm thiểu sự phụ thuộcvào phần cứng cụ thể và tăng cường tính linh hoạt và hiệu suấtcủa hạ tầng mạng.

Hình 1.1: NFV

- Với NFV, các nhà cung cấp dịch vụ mạng có thể dễ dàng triểnkhai và quản lý các dịch vụ mới một cách nhanh chóng và linhhoạt hơn, giúp tiết kiệm chi phí và thời gian Bằng cách tận dụng

ảo hóa, họ có thể thích ứng nhanh chóng với nhu cầu thay đổi củakhách hàng và thị trường mà không cần phải thay đổi hoặc nângcấp phần cứng mạng.

- NFV cũng mang lại nhiều lợi ích khác nhau cho doanh nghiệp và tổ chức, bao gồm khả năng mở rộng linh hoạt, tăng cường bảo mật mạng và cải thiện khả năng động của mạng Bằng cách tách rời chức năng mạng khỏi phần cứng, NFV cho phép các tổ chức tận dụng tài nguyên mạng hiệu quả hơn, từ đó tăng cường khả năng mở rộng và mở cửa cho sự phát triển và sáng tạo trong việc cung cấp dịch vụ mạng.

- Tóm lại, NFV đóng vai trò quan trọng trong việc biến đổi cách mạng mạng máy tính, mang lại những cơ hội mới và tối ưu hóa hiệu suất cho các nhà cung cấp dịch vụ mạng và tổ chức Bằng cách ảo hóa các chức năng mạng, NFV mở ra một thế giới mới củalinh hoạt và tiết kiệm chi phí trong việc triển khai và quản lý hạ tầng mạng.

1.2 Sơ lược về ảo hóa 1.2.1 Máy ảo

- Chúng ta có thể thấy rằng kỹ thuật ảo hóa đã tồn tại trong xử lý,lưu trữ và kết nối mạng trong vài thập kỷ Điều khiến ảo hóa trongthập kỷ qua trở nên khác biệt là khái niệm và sự phát triển củamáy ảo (VM) Nếu bạn tra cứu định nghĩa về VM, bạn sẽ tìm thấymột định nghĩa giống như định nghĩa được tìm thấy trên trangweb VMware: “VM là một bộ chứa phần mềm được cách ly chặtchẽ, chạy hệ điều hành và các ứng dụng của riêng nó như thể nólà một máy tính vật lý VM tạo phiên bản phần mềm của máy chủchạy bên trong máy chủ phần cứng VM này là bản sao chính xáccủa máy chủ vật lý Nhiều máy ảo có thể chạy trên cùng một máychủ vật lý và tất cả chúng đều có thể được tùy chỉnh theo nhu cầu

của ứng dụng Giờ đây, một máy chủ vật lý có thể kết hợp cácứng dụng Windows và Linux trên cùng một phần cứng Ngoài ra,vì VM là phần mềm nên bạn không chỉ có thể chạy chúng trên bấtkỳ máy chủ nào mà còn có thể tạm dừng hoặc đóng băng VM vàsau đó bạn có thể di chuyển nó sang máy chủ khác bất kỳ lúc nàobạn muốn Và tất cả đều nhanh chóng và dễ dàng Bạn cũng cóthể tạo một bản sao của VM hoặc thậm chí cả đống bản sao vàquay chúng trên nhiều máy chủ

Hình minh họa khái niệm về một ứng dụng độc lập – gói hệ điều hành (được gọi là VM) không bị ràng buộc với máy chủ hoặc phần cứng trên máy chủ đó.

Hình 1.2: Ứng dụng độc lập – Gói hệ điều hành

1.2.2 Hypervisor

- Hypervisor là một phần mềm nằm giữa hệ điều hành và tài

nguyên phần cứng chuyên dụng của máy chủ Hệ điều hành quản lý các kết nối giữa trình điều khiển và máy chủ tài nguyên Hình minh họa dưới đây cho thấy một hypervisor đóng vai trò là giao diện với các tài nguyên phần cứng của máy chủ dành cho nhiều hệ điều hành.

Hình 1.3: Giao diện với tài nguyên phần cứng của máy chủcho nhiều hệ điều hành

- Hypervisor đóng vai trò là giao diện với tài nguyên phần cứng của máy chủ cho nhiều hệ điều hành.

1.2.3 Phần mềm giám sát máy ảo

- Có hai loại trình ảo hóa, được ký hiệu là Loại 1 và Loại 2

+) Trình ảo hóa Loại 1 là trình ảo hóa chạy trực tiếp trên phần cứng máy chủ mà không có bất kỳ trình ảo hóa gốc nào của hệ điều hành Hypervisor là hệ điều hành của máy chủ cung cấp quyền truy cập trực tiếp vào tài nguyên phần cứng cho các máy ảo khách chạy trên nó Hầu hết các máy chủ đang được sản xuất ngày nay đều sử dụng bộ ảo hóa Loại 1.

Hình 1.5: Giao diện bộ ảo hóa loại 2 với hệ điều hành gốcchạy trên máy chủ.

1.3 Lợi ích của việc ảo hóa mạng

-Ảo hóa chức năng mạng hay NFV là một cách để giảm chi phí vàtăng tốc triển khai dịch vụ cho các nhà khai thác mạng bằng cáchtách các chức năng như tường lửa hoặc mã hóa khỏi phần cứngchuyên dụng và chuyển chúng sang máy chủ ảo Thay vì cài đặtphần cứng độc quyền đắt tiền, các nhà cung cấp dịch vụ có thểmua các thiết bị chuyển mạch, bộ lưu trữ và máy chủ rẻ tiền đểchạy các máy ảo thực hiện các chức năng mạng Điều này thugọn nhiều chức năng thành một máy chủ vật lý duy nhất, giảmchi phí đi rất nhiều.Nếu khách hàng muốn thêm chức năng mạngmới, nhà cung cấp dịch vụ có thể chỉ cần tạo một máy ảo mới đểthực hiện chức năng đó.Ví dụ: thay vì triển khai một thiết bị phầncứng mới trên mạng để kích hoạt mã hóa mạng, phần mềm mãhóa có thể được triển khai trên một máy chủ được tiêu chuẩn hóahoặc bộ chuyển mạch đã có trong mạng.Việc ảo hóa các chứcnăng mạng này giúp giảm sự phụ thuộc vào các thiết bị phầncứng chuyên dụng cho các nhà khai thác mạng và cho phép cảithiện khả năng mở rộng và tùy chỉnh trên toàn bộ mạng

Hình 1.6 Các thiết bị trong ảo hoá

1.3.1 Tính linh hoạt của phần cứng và tính độc lập của nhà cung cấp

- Các nhà cung cấp cũ cung cấp các chức năng mạng của họ trênphần cứng tùy chỉnh và chuyên dụng, không dễ nâng cấp và đòihỏi đầu tư lớn về thời gian và tiền bạc Với NFV, các chức năngmạng được ảo hóa và chạy trên phần cứng sẵn có trên thị trường(COTS), cho phép các nhà cung cấp dịch vụ chia sẻ phần cứngtrên nhiều chức năng mạng, mang lại cho họ lợi thế về việc táchrời phần mềm và xây dựng cơ sở hạ tầng ảo linh hoạt giúp tiếtkiệm không gian, năng lượng, thời gian và chi phí Giờ đây, cácnhà khai thác có thể kết hợp các nhà cung cấp và chức năng chocác tính năng khác nhau, chi phí cấp phép phần mềm, mô hình hỗtrợ sau triển khai, lộ trình, v.v.

1.3.2 Vòng đời dịch vụ nhanh hơn

- Không giống như phần cứng vật lý, VNF có thể được tạo và xóanhanh chóng Vòng đời của VNF ngắn hơn và năng động hơn vìcác chức năng này thường được bổ sung khi cần thiết và đượccung cấp dễ dàng thông qua các công cụ phần mềm tự độngkhông yêu cầu bất kỳ hoạt động tại chỗ nào Trên thực tế, NFVgiúp các nhà khai thác mạng vận hành hoặc ngừng hoạt động cácdịch vụ chỉ bằng một nút bấm mà không cần xe tải vận chuyểnhoặc giao hàng thực tế, giảm đáng kể thời gian triển khai từ vàituần xuống còn vài phút.

1.3.3 Triển khai nhanh các giải pháp

- Với việc tách rời chức năng phần mềm và phần cứng vật lý,người vận hành có thể triển khai các giải pháp mới và đưa cáctính năng vào sản xuất một cách nhanh chóng mà không yêu cầucác yêu cầu thay đổi dài dòng hoặc thiết bị mới từ các nhà cungcấp cũ Quá trình triển khai nhanh chóng này tạo điều kiện thuậnlợi hơn nữa cho sự hỗ trợ vốn có của NFV trong việc sử dụng cáccông cụ và dịch vụ phần mềm nguồn mở.

1.3.4 Khả năng mở rộng và độ đàn hồi

- Các nhà cung cấp dịch vụ luôn muốn đảm bảo rằng họ có thểđáp ứng các yêu cầu mới cũng như mở rộng quy mô công suất khimạng lưới của họ phát triển Làm như vậy với thiết bị mạngtruyền thống đòi hỏi phải có thời gian, lập kế hoạch và đầu tư tiềnbạc NFV loại bỏ những lo ngại này vì nó cho phép thay đổi nănglực bằng cách đưa ra cách mở rộng và giảm thiểu các nguồn lựcmà VNF sử dụng Nó cho phép khả năng mở rộng và tự động hóa,cải thiện tính linh hoạt của việc cung cấp dịch vụ mạng và giảmthời gian cần thiết để triển khai các dịch vụ mới Nó đảm bảo tính

linh hoạt một cách hiệu quả bằng cách giảm tải khối lượng côngviệc VNF và tạo một phiên bản mới để thực hiện cùng chức năngmạng và chia sẻ tải với VNF hiện có.

1.3.5 Tiêu thụ năng lượng thấp hơn

- NFV giúp giảm mức sử dụng năng lượng bằng cách khai thác cáctính năng quản lý năng lượng của máy chủ và bộ lưu trữ tiêuchuẩn, cũng như hợp nhất khối lượng công việc và tối ưu hóa vịtrí Ví dụ: dựa trên kỹ thuật ảo hóa, có thể tập trung khối lượngcông việc vào số lượng máy chủ nhỏ hơn trong giờ thấp điểm(chẳng hạn như ban đêm) để tất cả các máy chủ khác có thể tắthoặc chuyển sang chế độ tiết kiệm năng lượng.

1.3.6 Hiệu quả hoạt động và sự linh hoạt

- NFV vốn thân thiện với tự động hóa và có thể tối đa hóa lợi íchcủa việc sử dụng các công cụ Machine to Machine (M2M) Ví dụ:một công cụ tự động hóa quản lý thiết bị có thể được sử dụng đểxác định nhu cầu cần thêm bộ nhớ trong chức năng mạng NFVgiúp giảm thời gian ngừng hoạt động và cũng hỗ trợ các nhà khaithác thực hiện các hoạt động bảo trì mạng khác nhau

CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC VÀ KĨ THUẬT TRONGẢO HÓA MẠNG

2.1 Tổng quan kiến trúc NFV

Hình 2.1 Kiến trúc tham chiếu của NFV – Theo ETSI

Theo ETSI, một nền tảng NFV sẽ gồm có ba khối chính là:

- Các hàm chức năng mạng đã được ảo hóa (Virtualised Network Function –

VNF): là các phần mềm đảm nhiệm các chức năng mạng (Network Function) nhưswitching, routing, load balancing, đã được ảo hóa Điểm khác biệt cơ bản củaVNF so với các thiết bị mạng vật lý truyền thống (Physical Network Function –PNF): VNF chính là phần mềm và không cần yêu cầu phần cứng chuyên dụng bêndưới VNF chạy trên hạ tầng mạng được ảo hóa (NFVI), được quản lý bởi khốiđiều phối và quản lý (MANO) cũng như hệ thống quản lý các thực thể (ElementManagement System – EMS) bên trong các VNF

- Khối hạ tầng ảo hóa chức năng mạng (Network Functions Virtualisation

Infrastructure – NFVI): là tổng thể các thành phần (cả phần cứng lẫn phần mềm)cung cấp tài nguyên cần thiết cho các VNF hoạt động Tầng này bao gồm cácthành phần phần cứng phổ thông COTS (Commercial-Off-The-Shelf Hardware) vàmột lớp phần mềm ảo hóa abstract giữa VNF và tài nguyên phần cứng NFVI sẽthông qua lớp ảo hóa để cung cấp tài nguyên lên cho các VNF bên trên NFVIđược quản lý bởi khối MANO và có thể chạy trên nhiều node (high-volume server,switch, storage vật lý) cũng như nhiều vị trí địa lý khác nhau tùy theo kịch bảnriêng của từng dịch vụ NFVI bao gồm hai khối con là :

+ Hardware Resource: tài nguyên tính toán, lưu trữ và mạng vật lý.

+ Virtualisation Layer: lớp ảo hóa tạo ra các tài nguyên tính toán, lưu trữ và kết nối mạng ảo

- Khối điều phối và quản lý (NFV Manage and Orchestrate – NFV M&O) hay

thường gọi tắt là MANO: đảm nhiệm việc điều phối và quản lý vòng đời của cáctài nguyên vật lý, quản lý các phần mềm hỗ trợ ảo hóa, quản lý vòng đời của cácVNF NFV MANO có thể tương tác với nhiều hệ thống NFVI khác nhau do cácinterface giao tiếp đã được ETSI thống nhất Điều này giúp tăng tính linh hoạt chogiải pháp NFV Các nhà phát triển hệ thống NFV giờ đây không cần phải tập trungxây dựng một giải pháp NFV đầy đủ bao gồm cả khối NFVI, MANO và các VNFmà chỉ cần tập trung vào một thành phần Trong khối MANO, ta có các khối con:

+ NFV Orchestrator: Quản lý dịch vụ mạng (Network Services) hay có thể hiểu là quản lý chức năng của VNF và các gói VNF, quản lý vòng đời của dịch vụ mạng, tài nguyên toàn hệ thống, chứng thực, cấp quyền sử dụng tài nguyên cho NFVI (Network Functions Virtualization Infrastructure)

+ VNF Manager: Quản lý vòng đời của các thực thể VNF (VNF Instances) hay có thể hiểu là quản lý cho từng VNF, cũng như điều phối, tùy chỉnh cấu hình, cung cấp thông tin liên lạc giữa NFVI và E/ NMS.

+ Virtualized Infrastructure Manager (VIM): Quản lý và điều phối các tài

nguyên về compute, storage và network của NFVI hay có thể hiểu là quản lý NFVI

- Ngoài ra, theo mô hình, ta còn có các thành phần khác như :

+ OSS/BSS: Operation/Bussiness Support System là hệ thống quản lý việc vận hành hệ thống, tương tác với người vận hành, khách hàng

+ Service, VNF & Infrastructure Description: chính là các tập tin đặc tả,template để khởi tạo các dịch vụ mạng, các VNF hay kết nối với các hạ tầngảo hóa một cách nhanh chóng Tuy có thể tách biệt nhưng thành phần nàythường được các nhà phát triển khối MANO bao gồm cả vào trong sản phẩmcủa mình Khi được lưu trữ trong hệ thống, các tập tin này thường được lưulại dưới dạng catalog bao gồm nhiều các đối tượng cùng loại

2.2 Các hàm chức năng mạng đã được ảo hóa (Virtualised Network Function – VNF)

2.2.1 Tổng quan VNF

- Virtualised Network Function (VNF) là một trong ba thành phầncơ bản trong kiến trúc NFV Khác với các hàm mạng vật lý(Physical Network Function – PNF) truyền thống vốn đòi hỏi phầncứng riêng biệt, một VNF là một hàm đảm trách chức năng mạng(Network Function) được triển khai trên môi trường ảo hóa Điềunày giúp việc triển khai, quản lý và điều phối các VNF trở nên linhhoạt và dễ dàng hơn

- Giống như các PNF, các VNF sẽ đảm trách một chức năng mạngcụ thể nào đó như: routing, switching, firewall Nhưng dù là ảohóa, các VNF vẫn phải tuân thủ các chuẩn thiết kết chung của cáctổ chức như 3GPP hay IETF, Vậy nên, dù mỗi nhà phát triển sẽ cónhững công thức riêng cho mình nhưng các VNF dù cùng hay khácnhà phát triển cũng vẫn sẽ tương tác được với nhau và thậm chílà với các thiết bị PNF thông qua các Interface tiêu chuẩn chung

để có thể tạo thành một chuỗi các hàm chức năng mạng (VNFForwarding Graph)

- Trong kiến trúc của hệ thống NFV, các VNF chạy trong các máy ảo (VM hay

Deployment Unit) được tạo ra trên hạ tầng NFVI và được điềukhiển bởi khối quản lí và điều phối MANO Bên trong mỗi VNF làcác hệ thống quản lý thực thể (Element Management System –EMS) EMS sẽ thu thập các thông tin của VNF và truyền về chokhối MANO cũng như nhận lệnh từ MANO để thực hiện các tác vụquản lý trên VNF

Hình 2.2 Mối liên hệ giữa NS, VNF và VM

- Mỗi một VNF sẽ có những thông tin cấu hình cũng như cách thứchoạt động, chức năng cụ thể Các thông tin này của từng VNF sẽđược mô tả trong các tập tin gọi là Virtualized Network FunctionDescriptor (VNFD) VNFD bao gồm các mô tả về cấu hình của mộtVNF như: số vcpu, memory, số port, thông tin về các kết nối giữacác thành phần trong nội bộ VNF với nhau, Khi khởi tạo các VNF,khối MANO sẽ dựa trên những tập tin này để yêu cầu NFVI cungcấp tài nguyên cho hợp lí Tuy nhiên, việc lựa chọn tài nguyên nàyđôi khi còn phụ thuộc vào nhiều quy định, yêu cầu khác chứkhông nhất thiết phải hoàn toàn theo VNFD (Ví dụ như khả năngđáp ứng của hạ tầng lúc đó, các chính sách bảo mật ở mức người

dùng, ) Các VNFD có thể được lưu trữ trong VNF CatalogRepository của khối MANO Chi tiết về các VNFD và VNF Catalogsẽ trình bày ở phần MANO

Một cách tổng quan, quá trình phát triển một VNF sẽ bao gồm cácbước sau:

 Định nghĩa tập tin VNFD theo yêu cầu người dùng

 Định nghĩa các đoạn script quản lý vòng đời của VNF Các đoạn script này sẽ

 tạo ra các sự kiện trong vòng đời của một VNF như: khởi tạo máy ảo (Instantiate), cấu hình các thông tin ban đầu

(Configure), khởi chạy dịch vụ (Start), hủy dịch vụ

(Terminate), mở rộng dịch vụ (Scale Out), Các đoạn mã này sẽ do VNF Manager quản lý và được gửi đến EMS khi cầnđược thực thi

 Phát triển các tập tin image dùng để cài đặt hệ điều hành cho các máy ảo sẽ chạy các VNF

 Tải VNFD lên kho chứa VNF Catalogue Khi được tải lên, hệ thống sẽ kiểm tra thử tính tương thích của VNFD đó với các thông tin tài nguyên khả dụng của hệ thống Nếu khả thi, hệ thống mới chấp nhận lưu lại VNFD đó

 Triển khai thử dịch vụ Hệ thống sẽ cấp phát tài nguyên và cài đặt VNF

 Chạy thử dịch vụ Nếu cài đặt thành công, hệ thống mới chạythử nghiệm dịch vụ từ đó có thể đánh giá nghiệm thu VNF

2.2.2 Kiến trúc củaVNF

- Mỗi VNF là một phần mềm được cấu thành bởi một hoặc nhiềuthành phần gọi là VNF Components (VNFC) Các VNFC sẽ được càiđặt trên các máy ảo (Virtual Machine) trên hạ tầng ảo hóa do khốiNFVI cung cấp Việc cấu thành một VNF từ một bộ các VNFC như

thế nào phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thứ tự ưu tiên về hiệunăng, khả năng mở rộng, độ tin cậy, bảo mật, các mục tiêu phichức năng khác,

Hình 2.3 Kiến trúc VNF

- Một cách tổng quan, mỗi VNF có các interface để giao tiếp với các khối khác trong kiến trúc NFV như sau:

+ SWA-1: giao tiếp với các VNF hay PNF khác

+ SWA-2: giao tiếp giữa các VNFC trong cùng VNF với nhau + SWA-3: giao tiếp với VNF Manager trong khối MANO

+ SWA-4: giao tiếp với EM (Element Management) riêng của VNF đó

+ SWA-5: giao tiếp với khối NFVI bên dưới

2.3 Khối hạ tầng ảo hóa chức năng mạng (Network Functions Virtualisation Infrastructure – NFVI)

- NFVI là tập hợp các phần cứng và phần mềm dùng để khởi tạomôi trường cho các VNF hoạt động bên trên Về phần cứng, NFVIbao gồm các tài nguyên tính toán, lưu trữ, các thiết bị định tuyến,chuyển mạch mạng Về phần mềm bao gồm lớp ảo hóahypervisor, các trình điều khiển driver tương tác với các thiết bịvật lý, các trình điều khiển thiết bị mạng (OpenFlow, firmware)

Hình 2.4: Các domain của NFVI

- Do đây là một kiến trúc mở đã được định nghĩa và tiêu chuẩnhóa bởi ETSI nên ta có thể lựa chọn nhiều công nghệ khác nhauđể đảm trách vai trò NFVI mà không phụ thuộc vào bất kỳ mộthãng nào cả Một mô hình triển khai NFV có thể gồm nhiều côngnghệ NFVI nhưng vẫn tương tác được với nhau Một số giải phápNFVI phổ biến là OpenStack, CloudStack,

- ETSI tiếp tục chia NFVI thành 3 miền (domain) chính là: + Miền tính toán (Compute Domain)

+ Miền nhân ảo hóa (Hypervisor Domain)

+ Miền hạ tầng mạng (Infrastructure Network Domain)

2.3.1 Miền tính toán (Compute Domain)

- Miền tính toán là các thành phần tài nguyên phần cứng tính toánvà lưu trữ vật lý bên dưới Miền nhân ảo hóa ở trên sẽ dựa trênmiền tính toán để tạo ra môi trường cho các VNF hoạt động Ởđây, ta cần phân biệt giữa miền tính toán và miền hạ tầng mạng.Miền tính toán chỉ bao gồm phần cứng tính toán, phần cứng lưu