Diferencias entre las VNF y las CNF

Las funciones de red virtualizadas (VNF) son aplicaciones de software que ofrecen este tipo de funciones, como los servicios de directorio, los enrutadores, los firewalls, los equilibradores de carga y mucho más.Se implementan como máquinas virtuales y suelen ser el paso que sigue en el proceso de transformación digital de los proveedores de telecomunicaciones, en el cual dejan atrás las funciones de red física (PNF) de los dispositivos heredados que se ejecutan en sistemas de hardware propietarios. 

Las VNF son un elemento fundamental de las arquitecturas de virtualización de las funciones de red (NFV) y se diseñan a partir de su infraestructura (NFVI), lo que incluye un gestor de infraestructura virtual (VIM), como Red Hat® OpenStack®, para asignar recursos informáticos, de almacenamiento y de red a las VNF de manera eficiente. El marco para gestionar la infraestructura de NFV e implementar VNF nuevas surge de los elementos de gestión, automatización y organización de la red (MANO) que define la virtualización de las funciones de red. 

Si bien las VNF forman parte de una arquitectura de red estándar, los proveedores de servicios digitales que buscan agilizar la prestación de servicios encuentran algunas limitaciones en ellas. En un primer momento, los proveedores que decidieron dejar de usar elementos físicos y adoptar las VNF se limitaban a eliminar por completo los sistemas de software integrados de los dispositivos y a crear una gran máquina virtual. Sin embargo, sin buscar optimizar estas máquinas virtuales, crearon aplicaciones virtuales ineficientes y para un solo propósito, así que seguían siendo difíciles de gestionar y mantener. 

Además, estos tipos de VNF heredadas dificultan el poder obtener una mayor capacidad de ajuste en los entornos de nube. Algunos han tomado medidas para mejorar las implementaciones iniciales de estas funciones, y muchos proveedores de servicios han adoptado una plataforma de nube NFVI común y horizontal que permite simplificar los entornos para ejecutar varias VNF. Estos cambios permiten que la virtualización de las funciones de red sirva como base tecnológica para las redes 5G o de edge computing. Sin embargo, el "peso" de las máquinas virtuales sigue limitando la eficiencia de las funciones de red virtualizadas, sobre todo cuando este tipo de redes se implementan a gran escala, ya que se necesita agilidad, capacidad de ajuste y menos sobrecarga. 

Los proveedores de servicios digitales que adoptan un enfoque de desarrollo en la nube, y utilizan ubicaciones concentradas y

distribuidas para sus aplicaciones pueden obtener más flexibilidad, mejorar su capacidad de ajuste y aumentar la confiabilidad y la portabilidad. Sin embargo, al concentrarse únicamente en el desarrollo en la nube, pueden lograr el nivel de eficiencia y agilidad necesario para implementar rápidamente las ofertas innovadoras y diferenciadas que exigen hoy en día los mercados y los clientes.

Una característica importante del enfoque de desarrollo en la nube es que utiliza contenedores en lugar de máquinas virtuales. Gracias a ellos, los usuarios pueden empaquetar el software (p. ej.: aplicaciones, funciones o microservicios) con todos los archivos necesarios para ejecutarlo y, al mismo tiempo, ofrecer acceso al sistema operativo y a otros recursos del servidor. Este enfoque facilita el traslado de las aplicaciones que se encuentran dentro del contenedor entre los entornos (de desarrollo, de prueba, de producción, etc.) e incluso entre las nubes, sin perder ninguna de sus funciones.

La evolución de las VNF dio como resultado las funciones de red creadas en la nube (CNF), las cuales se diseñan e implementan para ejecutarse dentro de los contenedores. El uso de estos últimos para organizar los elementos de la arquitectura de red permite ejecutar distintos servicios en el mismo clúster, incorporar fácilmente las aplicaciones divididas y dirigir el tráfico de la red a los pods adecuados de forma dinámica.

Esta imagen muestra la evolución de las funciones de red: primero se utilizó un enfoque tradicional con una integración vertical; luego se pasó a las VNF, las cuales se administraban con una plataforma común de organización de máquinas virtuales; y por último se adoptaron las CNF, las cuales se gestionan con una plataforma común de organización de contenedores.

La adopción de las CNF puede resolver algunas de las limitaciones más importantes de las VNF, ya que ejecutan muchas de estas funciones en los contenedores. La organización en contenedores de los elementos de la red permite gestionar cómo y dónde se ejecutarán las funciones en los clústeres del entorno. 

Sin embargo, las CNF implican mucho más que la organización en contenedores. Para aprovechar todas las ventajas del desarrollo en la nube además del empaquetado en contenedores, debe rediseñar el software de las funciones de red, lo cual implica dividirlo en microservicios, permitir que haya varias versiones durante las actualizaciones y utilizar los servicios de la plataforma disponibles, como los almacenes de datos o los equilibradores de carga genéricos. 

Además, a medida que aumenta la adopción de entornos creados en la nube, las CNF deben coexistir con las VNF heredadas. Los proveedores de servicios digitales deben automatizar por completo los procesos de desarrollo, implementación, mantenimiento y operación de las redes para gestionar el aumento de la demanda, agilizar las implementaciones y reducir la complejidad de manera eficiente. Ahora más que nunca, los proveedores necesitan metodologías estandarizadas para configurar e implementar los sistemas, las herramientas desarrolladas por las comunidades open source, y las pruebas y certificaciones rigurosas.

Los proveedores de telecomunicaciones cuentan con una base abierta y uniforme, la cual garantiza que sus servicios funcionen de forma confiable, independientemente de la ubicación o el tamaño del entorno. Si diseña esa base en arquitecturas de virtualización de las funciones de red (con VNF) y, principalmente, en las creadas en la nube (con CNF), obtendrá un mayor nivel de flexibilidad y agilidad. La automatización es fundamental para garantizar que el ecosistema funcione de forma eficiente y más sencilla según sea necesario. Además, permite que los proveedores de servicios digitales incorporen funciones y servicios nuevos, o modifiquen los actuales, con mayor rapidez para responder a las necesidades y las demandas de los clientes.