VNF e CNF: qual é a diferença?

Funções de rede virtual (VNFs) são aplicações que oferecem funções de rede, como serviços de diretório, roteadores, firewalls, balanceadores de carga e muito mais.  Elas são implantadas como máquinas virtuais e costumam ser o próximo passo para provedores de telecomunicações durante o processo de transformação digital das funções de rede física (PNFs) dos equipamentos de rede legada em hardware proprietário. 

Por serem componentes essenciais na arquitetura de virtualização das funções de rede (NFV), as VNFs são criadas na infraestrutura de NFV (NFVI), incluindo um gerenciador virtual de infraestrutura (VIM), como o Red Hat® OpenStack®, para alocar de maneira eficiente recursos como processamento, armazenamento e rede entre as VFNs. O framework para gerenciar NFVI e provisionar novas VNFs está presente nos elementos de gerenciamento, automação e orquestração de rede (MANO) definidos pelo NFV. 

Embora as VNFs atualmente sejam parte de uma arquitetura de rede padrão, elas ainda apresentam limitações à medida que os provedores de serviços digitais passam a oferecer mais serviços ágeis. No início do processo de transação de elementos físicos para VNFs, os provedores simplesmente removiam totalmente os sistemas de software incorporados aos equipamentos e criavam uma grande máquina virtual. No entanto, sem a otimização dessas máquinas virtuais, eles criaram equipamentos virtuais ineficientes, limitados a apenas uma função e que continuavam sendo de difíceis gerenciamento e manutenção. 

Além disso, é difícil obter escalabilidade em ambientes de nuvem com esses tipos de VNFs legadas. Alguns adotaram medidas para aprimorar as implementações iniciais de VNF. Além disso, vários provedores de serviços adotaram uma plataforma de nuvem NFVI horizontal padrão para simplificar os ambientes a fim de executa várias VNFs. Essas mudanças ajudam a NFV a atuar como uma tecnologia de base para redes 5G ou de edge. Mesmo assim, o "peso" das máquinas virtuais ainda pode limitar a eficiência das VNFs para implantações 5G ou edge de grande escala que precisem de agilidade, escalabilidade e baixa sobrecarga. 

Provedores de serviços digitais que adotam uma abordagem nativa em nuvem usando locais

centralizados e distribuídos para aplicações podem se beneficiar de maiores flexibilidade, escalabilidade, confiabilidade e portabilidade. Migrar de uma arquitetura virtualizada para um ambiente totalmente nativo em nuvem ajuda obter a eficiência e a agilidade necessárias para implementar com rapidez as soluções inovadoras e diferenciadas que os mercados e clientes exigem.

Um diferencial da abordagem nativa em nuvem é que ela usa containers em vez de máquinas virtuais. Os containers permitem que os usuários "empacotem" software (aplicações, funções ou microsserviços, por exemplo) com todos os arquivos necessários para executá-lo, ao mesmo tempo que compartilha o acesso ao sistema operacional e a outros recursos do servidor. Dessa forma, fica mais fácil migrar os componentes conteinerizados de um ambiente para outro (desenvolvimento, teste, produção etc.) - e até mesmo entre nuvens - sem perder funcionalidades.

Por se tratarem de uma evolução das VNFs, as funções de rede nativas em nuvem (CNFs) foram projetadas e implementadas para execução dentro dos containers. A conteinerização dos componentes da arquitetura de rede possibilita a execução de vários serviços no mesmo cluster, facilita a integração de aplicações decompostas e permite o direcionamento dinâmico do tráfego da rede para os pods corretos.

Esta imagem mostra a evolução das funções de rede, partindo da abordagem tradicional integrada verticalmente, passando pelas VNFs gerenciadas por uma plataforma de orquestração de máquinas virtuais padrão e, por fim, CNFs gerenciadas por uma plataforma de orquestração de containers padrão.

A adoção de CNFs pode resolver algumas das limitações básicas relacionadas às VNFs ao migrar várias dessas funções para containers. A conteinerização permite gerenciar como e quando as funções serão executadas nos clusters do ambiente. 

No entanto, as CNFs vão além da conteinerização. Para obter todos os benefícios dos princípios da tecnologia nativa em nuvem, além do empacotamento em containers, é preciso reprojetar os software da função de rede. Exemplos disso são a divisão dele em microsserviços, o que possibilita várias versões durante as atualizações, e o uso de serviços de plataforma disponíveis, como balanceadores de carga ou armazenamentos de dados genéricos. 

Além disso, à medida que aumenta a adoção de ambientes nativos em nuvem, as CNFs precisam coexistir com VNFs legadas durante a transação. Provedores de serviços digitais precisam automatizar totalmente o desenvolvimento, a implantação, a manutenção e a operação da rede, pois só assim conseguirão administrar a demanda cada vez maior, acelerar as implementações e reduzir a complexidade. Metodologias padronizadas para configuração e implantação, ferramentas aprimoradas em comunidades open source e testes e certificações rigorosos se tornaram mais importantes do que nunca para os provedores.

Uma base aberta e consistente, dá aos provedores de telecomunicações a tranquilidade de saber que os serviços que oferecem serão executados de maneira confiável, independentemente do local ou do espaço. Desenvolver essa base em NFV (com VNFs) e, principalmente, com arquiteturas nativas em nuvem (com CNFs) possibilita maior flexibilidade e agilidade. A automação é fundamental para manter o ecossistema operando de modo simples e eficiente em escala, e permite que os provedores de serviços digitais mudem e adicionem serviços e recursos com maior rapidez para responder melhor às necessidades e demandas dos clientes.