Was ist der Unterschied zwischen VNF und CNF?

VNFs (virtualisierte Netzfunktionen) sind Softwareanwendungen, die Netzfunktionen wie Directory Services, Router, Firewalls oder Load Balancer bereitstellen.  Sie werden als VMs (virtuelle Maschinen) bereitgestellt und waren für Telco-Anbieter oft der nächste Schritt in der digitalen Transformation – weg von den PNFs (physischen Netzfunktionen) der Legacy-Netzwerkgeräte, die auf proprietärer Hardware basierten. 

VNFs sind zentrale Bestandteile der NFV-Architektur (Network Functions Virtualization) und setzen auf der NFVI (NFV-Infrastruktur) auf. Dazu gehört auch ein VIM (Virtual Infrastructure Manager) wie Red Hat® OpenStack®, um Computing-, Speicher-, Netzwerk- und andere Ressourcen effizient unter den VNFs aufzuteilen. Die MANO-Elemente (Management, Automatisierung und Netzwerkorchestrierung), die durch die NFV definiert werden, bilden dabei das Framework für das NFVI-Management und die Provisionierung neuer VNFs. 

Hinzu kommt, dass mit dieser Art von Legacy-VNFs eine Skalierbarkeit in Cloud-Umgebungen nur schwer zu erreichen ist. Einige der ursprünglichen VNF-Implementierungen wurden mittlerweile verbessert. Auch haben viele Service-Anbieter eine gemeinsame, horizontale NFVI-Cloud-Plattform eingeführt, um ihre Umgebungen zu vereinfachen und so die Ausführung einer größeren Zahl von VNFs zu ermöglichen. Durch diese Veränderungen kann NFV als grundlegende Technologie für 5G oder Edge-Netzwerke dienen. Das „Gewicht" der VMs kann die Effizienz der VNFs aber immer noch beeinträchtigen, wenn es um umfangreiche 5G- oder Edge-Deployments geht, die nach mehr Agilität, Skalierbarkeit und weniger Aufwand verlangen. 

Wie die NFV den Telco-Anbietern bei der Anpassung an Edge Computing hilft

Digitale Service-Anbieter, die einen cloudnativen Ansatz einführen und sowohl zentrale als auch

verteilte Standorte für Anwendungen verwenden, können von einer verbesserten Flexibilität, Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und Portierbarkeit profitieren. Wer über die Virtualisierung hinaus auf ein vollständig cloudnatives Design setzt, kann ein neues Maß an Effizienz und Agilität erreichen. Nur so lassen sich schnell die innovativen, differenzierten Angebote verwirklichen, die von Märkten und Kunden gefordert werden.

Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal des cloudnativen Ansatzes ist die Verwendung von Containern statt VMs. Mithilfe von Containern können Nutzer Software-Pakete (z. B. aus Anwendungen, Funktionen oder Microservices) erstellen, in denen bereits alle für die Ausführung benötigten Dateien enthalten sind – während gleichzeitig auf das Betriebssystem oder andere Server-Ressourcen zugegriffen werden kann. Durch diesen Ansatz können die enthaltenen Komponenten leicht und voll funktionsfähig zwischen einzelnen Umgebungen (Entwicklung, Test, Produktion usw.) – und sogar zwischen Clouds – verschoben werden.

Als Weiterentwicklung von VNFs werden CNFs (cloudnative Netzfunktionen) für die Ausführung von Netzfunktionen innerhalb von Containern entworfen und implementiert. Durch diese Containerisierung der Netzwerkkomponenten können mehrere Services auf demselben Cluster ausgeführt und bereits zerlegte Anwendungen einfacher integriert werden, während der Netzwerkverkehr dynamisch zu den richtigen Pods geleitet wird.

Diese Abbildung zeigt die Entwicklung der Netzfunktionen vom herkömmlichen Ansatz der vertikalen Integration zu den VNFs, die über eine zentrale VM-Orchestrierungsplattform gemanagt werden, und weiter zu CNFs, die über eine zentrale Container-Orchestrierungsplattform gemanagt werden.

Die Einführung von CNFs kann einige der grundlegenden Einschränkungen der VNFs beheben, indem viele dieser Funktionen in Container verschoben werden. Durch die Containerisierung von Netzwerkkomponenten lässt sich außerdem managen, wie und wo diese Funktionen in den Clustern der Umgebung ausgeführt werden. 

Bei CNFs geht es aber um mehr als nur um die Containerisierung von Netzfunktionen. Um abgesehen von Container-Paketen alle Vorteile cloudnativer Prinzipien voll auszuschöpfen, muss die Software der Netzfunktionen weiter umgestaltet werden. Das kann beispielsweise durch die Zerlegung in Microservices erfolgen, was mehrere Versionen bei Updates ermöglicht, oder durch die Verwendung von verfügbaren Plattformservices wie generischen Load Balancern oder Datastores. 

Die Einführung von cloudnativen Umgebungen nimmt zu – die CNFs müssen daher während dieses Übergangs mit den Legacy-VNFs koexistieren. Digitale Service-Anbieter müssen die Entwicklung, Bereitstellung, Wartung und den Betrieb des Netzwerks vollständig automatisieren, damit sie die eskalierende Nachfrage bewältigen, Deployments beschleunigen und die Komplexität reduzieren können. Standardisierte Methoden für Konfigurationen und Deployments, in Open Source Communities entwickelte Tools und strenge Tests und Zertifizierungen sind dabei für die Anbieter wichtiger als je zuvor.

Eine offene, konsistente Basis gibt den Telco-Anbietern die Zuversicht, dass die von ihnen bereitgestellten Services zuverlässig funktionieren werden, unabhängig vom Standort oder IT-Footprint. Wenn sie diese Basis auf NFV (mit VNFs) – insbesondere auf cloudnativen Architekturen (mit CNFs) – aufbauen, können sie an Flexibilität und Agilität gewinnen. Automatisierung spielt eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht, den Betrieb von IT-Ökosystemen auch in großem Umfang effizient und einfach zu gestalten. Sie erlaubt es digitalen Service-Anbietern, Services und Features schneller zu ändern und hinzuzufügen, um so besser auf die Anforderungen und Erwartungen der Kunden zu reagieren.