NFV
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#15
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국내 네트워크 기능 가상화(NFV)는 전통적인 전용 사례하드웨어 장비에서 수행되던 네트워크 기능을 가상 머신이나 컨테이너와 같은 소프트웨어 형태로 구현하여 범용 서버에서 실행하는 네트워크 아키텍처 패러다임이다. 이는 라우터, 방화벽, 로드 밸런서 등 다양한 네트워크 장비의 기능을 소프트웨어로 분리하는 것을 핵심으로 한다.
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#16
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각주 1
국내NFV 개념은 2012년 주요 통신사업자들이 주도한 ETSI(SK텔레콤, KT, LG U+유럽전기통신표준협회) 산하 NFV Industry Specification Group(NFV ISG)을 통해 표준화 작업이 본격화되었다. 기존의 vCPE, 5G 코물리적 어망 등플라이언스에 의존하는 네트워크는 장비 도입 비용이 높고, 공간 및 검증 진행전력 소비가 크며, 새로운 서비스 배포에 수주에서 수개월이 걸리는 등 비효율성이 있었다. NFV는 이러한 문제를 해결하기 위해 IT 가상화 기술을 네트워크 영역에 적용한 것이다.
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#17
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NFV(Network Functions Virtualization)의 주요 목표는 네트워크 기능 가상화를 운영의미 유연성과 민첩성을 극대화하는 통신 산업의 핵심 패러다임것이다. 이는 기존에 전용 하드웨어 어플라이언서비스 형태로 제공되던 라우터, 방자는 표준화벽, 로드 밸런된 상용 서 등 다양한버(COTS) 상에서 네트워크 기능을 가상 머신필요에 따라 빠르게 배포, 확장, 축소 또는 업그레이나 컨테드할 수 있다. 이너 형태의 소프트는 하드웨어로 전환하여 표준화된 서버 의존성을 낮추고, 스토리자본 지출(CapEx)과 운영 지출(OpEx)을 절감하며, 스위치 상에서 실행비스 혁신 주기를 단축하는 기술 접근법이효과를 가져온다.
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#18
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이NFV는 종종 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN)과 함께 언급되지만, 두 개념은 2012년 주요 통신 서비스구분된다. SDN이 네트워크의 제공업체(CSP)들어 평면과 데이 주도하여 ETSI(유럽 전기 통신 표준 협회) 산하에 NFV 산업 규격 그룹(ISG)터 평면을 설립분리하면서 본격적여 중앙 집중식으로 표준화되기 시작했네트워크를 제어하는 데 초점을 맞춘다.면, NFV의 근본적인 목표는 네트워크 서비스의기능 자체를 가상화하여 실행 환경을 제공 방식을 혁신하여 하드웨어 의존성는 데 중점을 낮추고, 운영의둔다. 두 기술은 상호 보완적으로 결합되어 더욱 유연성과 효율성을 극대하고 자동화된 네트워크를 구축하는 데 있기여한다.
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#19
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NFV는 클라우드 컴퓨팅 기술과 가상화 원리를 네트워크 영역에 적기능을 전용한 결과물 하드웨어 어플라이언스에서 가상 머신이나 컨테이너 형태의 소프트웨어로 볼 수 있전환하여 실행하는 패러다임이다. 이를 통해 서비스 제공자는 접근 방식은 네트워크 기능서비스의 설계, 배포, 확장, 업그레이드, 유지보수 과정운영 방식을 소프트웨어 중심근본적으로 관리할 수 있게 되었변화시킨다. 이는 전통적인NFV의 구현은 크게 세 가지 핵심 개념, 즉 가상 네트워크 아키텍처가 가진 장비 도입 비용의 증가기능(VNF), 공간 및 전력 소비NFV 인프라(NFVI), 서비그리고 NFV 관리 및 오케스 출시 기간의 장기화 등의 한계를 해결하기 위한 대안으트레이션(MANO) 프레임워크로 등장했구성된다.
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#20
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NFV는가상 네트워크에서 전통적으 기능(VNF)은 NFV의 핵심 구성 요소로 전용 , 기존의 물리적 네트워크 장비가 수행하드던 기능을 소프트웨어로 구현한 것이다. 예를 들어플, 라이언스 형태로 제공되던 라우터, 방화벽, 로드 밸런서, 세션 경계 컨트롤러(SBC) 등의 네트워크 기능들을이 VNF 형태로 패키징되어 가상화 환경에서 실행된다. 각 VNF는 하나 이상의 가상 머신이나 컨테이너 형태의 소프트웨어로 전환하여, 범용 서버위에서 실행할 수 있도록 동작하는 패며, 필요에 따라 여러다임이다. 이 개념은 VNF를 연결하여 완전한 네트워크의 설계, 배포, 운영 방식을 근본적으로 변화시켰다. NFV의 핵심 개념은 크게 세 가지 요소로 서비스를 구성되며, 이들은 상호 연계되어 작동한할 수 있다.
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#21
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첫 번째 핵심 요소NFV 인프라(NFVI)는 VNF가 실행되는 물리적 및 가상 네트워크 기능(VNF)이화된 리소스의 전체 집합을 의미한다. VNF이는 컴퓨팅, 스토리지, 네트워크 기능 자체를 소프트킹 하드웨어로 구현한 실체와 이다. 예를 들어, 가상화된 방화벽하는 하이퍼바이저 또는 컨테이너 런타임(vFirewall)도커, 가상 라우터(vRouter), 가상 세션 경계 제어기(vSBC)쿠버네티스 등이 VNF에 해당한)으로 구성된다. 이 소프트웨어NFVI는 NFV데이터 센터에 구축된 클라우드 인프라(NFVI) 상에서 독립적으로 실행되와 유사한 역할을 하며, 하나의 물리적 서버에서 여러 종류의 VNF 인에 필요한 유연한 리소스턴스 할당과 관리를 동시에 운영하는 것이 가능하제공한다.
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#22
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두 번째 핵심 요소는 NFV 인프라관리 및 오케스트레이션(NFVIMANO)은 NFV 환경의 생명주기를 관리하는 프레임워크이다. NFVIMANO는 주로 VNF들이 실행되의 배포, 구성, 모니터링, 확장/축소를 담당하는 물VNF 매니저(VNFM), NFVI 리적 및소스를 제어하고 할당하는 가상화된 인프라 매니저(VIM), 그리소스의고 전체 계층을 의미한다. 이는 컴퓨팅, 서비스토리지, 네 오케스트워킹 하드웨어와 레이를 가상화션을 조정하는 소프NFV 오케스트웨어 계층(하레이퍼바이저 또는 컨테이너 런타임터(NFVO)으로 구성된다. NFVI는 VNF에 필요이 세 계층의 협업을 통해 복잡한 처리 능력, 메모리, 저장 공간, 네트워크 연결성을 제공하는 기반 플랫폼 역할을 한서비스의 자동화된 배포와 운영이 가능해진다.
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#23
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세 번째가상 네트워크 기능(VNF)은 NFV 아키텍처의 핵심 구성 요소는 NFV 관리와 오케로, 기존의 전용 하드웨어 어플라이언스에서 수행되던 네트레이션(MANO) 프레임워크 이다. MANO는 NFV 환경의 생명주기 관리와 자동화를 담당하능을 소프트웨어 형태로 구현한 가상 머신 또는 두뇌에 해당컨테이너를 의미한다. VNF의 배포, 설정, 모니이는 라우터링, 확장/축소방화벽, 종료로드 밸런서, 와 같은 작업을 오케스트레이션하며드 에어리어 네트워크 가속기, NFVI세션 경계 컨트롤러 등 다양한 네트워크 장비의 가상화된 리소스를 효율적으로 할당하고 관리기능을 대체한다. ETSI가 정의한 MANO 아키텍처VNF는 주로 NFV 오케스트레이터(NFVO), VNF 매니저(VNFM), 가상화 인프라 매니저(VIM)라는 세 가지 기능 블록으로 설명된다. 이 세 요소(VNF, NFVI, MANO) 상에 배포되어 실행되며, 하나의 긴밀한 협력을 통해 NFV는 네트워크물리적 서버에서 여러 개의 유연성과 효율성을 실현한서로 다른 VNF 인스턴스를 동시에 운영할 수 있다.
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#24
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가상 네트워크 기능(Virtualized Network Function, VNF)은 NFV 아키텍처의 핵심 구성 요소는 일반적으로, 기존의 전용 하드웨어 어플라나 이언스에서 수행되던 네트워크 기능을 소프트웨어로 구현한 것을 상의미한다. 이는 가상 머신 이미지 또는 컨테이너 형태이미지로 NFV 인프라(NFVI) 상에서 실행패키징된다. 각 VNF는 단일 기능을 수행특정 네트워크 서비스를 제공하는기 위해 설계된 독립적인 소프트웨어 인스턴스모듈이며다. 예를 들어, 가상화된 진화된 패킷 코어(vEPC) 서비스는 여러 VNF를(예: 가상화 이동성 관리 엔터티(vMME), 가상화 서비스빙 게이트웨이(vSGW), 가상화 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(vPGW))의 체인으로 구성된다. 이러한 VNF들은 서비스 기능 체이닝을 통해 유연결하여 복잡한게 연결되어 종단 간 네트워크 서비스를 구형성할 수 있한다.
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#25
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VNF의 범수명 주기는 매우 NFV 관리 및 오케스트레이션(MANO) 프레임워크에 의해 관리된다양하. 이는 VNF의 온보딩, 인스턴스화, 확장/축소, 업데이트, 종료 등의 전 과정을 포함한다. VNF는 VNF 디스크립터(VNFD)라는 메타데이터 파일을 통해 기술되며, 여기존의 물에는 필요한 컴퓨팅 리적소스, 스토리지, 네트워크 기능(Physical Network Function인터페이스, PNF)을 대체하는 형태로 발전하고배포 및 확장 정책 등의 정보가 담겨 있다. 주요 예시는 다음과 같다.
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vFirewallNFV 인프라(NFVI)는 가상 네트워크 기능(VNF)을 실행하기 위한 물리적 및 가상 자원의 집합체이다. NFVI는 클라우드 컴퓨팅 데이터 센터의 개념을 네트워크 영역에 적용한 것으로, 컴퓨팅, 스토리지, 네트워크 자원을 가상화된 풀로 통합하여 제공한다. 이 인프라는 VNF가 필요로 하는 가상 머신(VM) 또는 컨테이너를 생성하고 운영하는 기반이 된다.
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NFVI는 크게 세 가지 계층으로 구성된다. 첫째는 실제 하드웨어 자원을 포함하는 하드웨어 자원 계층이다. 이 계층에는 범용 서버, 스토리지 장치, 네트워크 스위치 등이 포함된다. 둘째는 이 하드웨어를 가상화하는 소프트래픽 필터링 및 보안 정책 적용웨어 계층, 즉 하이퍼바이저 또는 컨테이너 런타임(도커, 쿠버네티스 등)이다. 셋째는 가상화된 자원을 관리하고 VNF에 할당하는 가상화 계층이다. 이 계층은 가상 컴퓨트, 가상 스토리지, 가상 네트워크를 형성한다.
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EPC 노드NFVI의 설계 목표는 탄력성과 다중 테넌시를 보장하는 것이다. 이를 통해 여러 서비스 제공자나 내부 부서가 동일한 물리적 인프라를 공유하면서도 논리적으로 격리된 자원을 사용할 수 있다. 또한, 오케스트레이션 시스템의 지시에 따라 자원을 동적으로 할당하거나 회수하여 트래픽 부하 변화에 자동으로 대응한다. 이는 전통적인 전용 네트워크 장비 기반 아키텍처와 구별되는 NFV의 핵심 특성이다.
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NFV 관리와 및 오케스트레이션(MANO)
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#51
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VNF는 자체적인 수명 주기를 가지며, NFV 관리와 및 오케스트레이션(NFV Management and Orchestration, MANO)은 가상 네트워크 기능의 라이프사이클을 관리하고 NFV 인프라의 자원을 오케스트레이션하는 프레임워크에 이다. 이는 NFV 아키텍처의해 생성 두뇌 역할을 하며, 서비스의 자동화된 배포, 구성, 모니터링, 업데이트,확장 및 종료된를 담당한다. 각 VNFMANO는 하나 이상의 가상 네트워크 기능 컴포넌트(VNFC)주로 구성될 수 있으며, VNFC는 개별 가상 머신 또는 컨테이너ETSI에 배포되어 특서 정 하위 기능을 담당의한다. 예 표준 참조 아키텍처를 들어따르며, 하나의 vFirewallNFV 인프라와 VNF는 트래픽 분류, 정책 실행, 를 효율적으로깅을 담당 운영하는 여러 VNFC로기 위한 핵심 관리 계층을 구현될 수 있성한다.
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#52
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VNF의 도입은MANO 프레임워크는 크게 세 가지 핵심 기능 블록으로 구성된다. 첫째는 NFV 오케스트레이터(NFVO)로, 네트워크 서비스의 제공 방식라이프사이클을 근본관리하고 NFVI 자원의 전역적으로 변화시킨 관리를 담당한다. 서비스 사업자둘째는 필요에 따라 VNF 매니저(VNFM)로, 하나 이상의 특정 VNF 인스턴스를 신속하게 배포하거나 제거할 수 있으며, 소의 라이프트웨어사이클(예: 인스턴스화, 업데이트를 통해 새로운 기능, 확장, 종료)을 추가하관리한다. 셋째는 것도 훨씬 용이해진가상화 인프라 매니저(VIM)로, 컴퓨트, 스토리지, 네트워크 자원을 포함한 NFVI 자원의 제어와 관리를 담당한다. 이 세 요소는 하드웨어 교체 주기에 의존하던 전통적 방식에 비해 큰 운영 유상호 연성을 제공동되어 작동한다.
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#53
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NFV 인프라(NFVI)는 가상 네트워크 기능(VNF)이 실행되는 물리적 및 가상 자원들의 총체를 의미한협업 과정은 다음과 같다. NFVINFVO는 클라우드 컴퓨팅 데이터 센터의 개념을새로운 네트워크 영역에 적용한 것서비스 요청을 받으로면, 가상화 기술을 통해 컴퓨팅, 스토리필요한 VNF 패키지,와 네트워킹 자원을 통합된 풀(Pool)크 서비스 토폴로 추상화지를 확인한다. 이후 VIM에게 자원을 할당하도록 지시하고, VNFM에게 특정 VNF의 인프라는 NFV 관리와 오케스트레턴스 생성을 요청한다. VNFM은 VIM과 협력하여 가상 머신이션(MANO) 프레임워크나 컨테이너에 의해 제어VNF를 배포하고 구성한다. 이 모든 과정은 자동화되어 있으며, VNF에 유연운영자는 높은 수준의 정책(예: 서비스 수준 계약)만 정의하게 할당되고 관리면 된다.
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#54
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NFVI는 크게 세 가지 가상화 계층MANO의 구현은 벤더 종속적 솔루션과 오픈 소스 기반 솔루션으로 구성된나뉜다. 첫째주요 오픈 소스 프로젝트로는 물리적 OpenStack 기반의 VIM 기능을 제공하드웨어 계층으는 프로, 상용 서버, 스토리지 장치, 네젝트워크 와 통합 오케스트레이션을 위치 등으한 Open Source MANO 프로 이루어진젝트가 있다. 둘째는 이 물리효과적 자원을인 MANO 구현은 NFV의 핵심 가상치인 유연성과 자동화를 실현하는 소프트웨어 계층, 즉 하데 필수적이퍼바이저 또는 컨테이너 런타임(예: KVM, VMware vSphere, Docker)이다. 셋째는 가상화된 자원 자체, 즉 가상 머신(VM)이나 컨테이너, 가상 네트워크, 가상 스토리지 볼륨 등이다.
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#55
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NFV의 주요 구성 요소장점
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#56
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NFVI의 설계NFV는 네트워크 기능을 전용 하드웨어에서비스 가상 머신이나 컨테이너 형태의 성능,소프트웨어로 전환함으로써 여러 가용성, 보안 지 중요구사항한 장점을 충족시키는 것이 핵심이제공한다. 이를 위해 고성능 CPU, SR-IOV 접근 방식은 기술을 지원하는 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 그리고 저지연 스토리지가 활용된다. 또한,존의 물리적 네트워크와 가상 네트워크 아키텍처에 비해 근본적인 변화를 연결하는 가상 스위치(예: Open vSwitch)는 NFVI 내부의 트래픽 흐름을 제어하는 중요한 요소이져온다.
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#57
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컴퓨팅 하첫째, 유연성과 확장성이 크게 향상된다. 서비스 제공자는 특정 네트워크 기능(예: 방화벽, 로드 밸런서)이 필요할 때, 필요한 만큼의 소프트웨어 인스턴스를 빠르게 생성하거나 제거할 수 있다. 이는 트래픽 수요의 변화에 탄력적으로 대응할 수 있게 하며, 신규 서비스를 시험하거나 론칭하는 시간을 단축시킨다. 또한, 다양한 벤더의 VNF를 동일한 표준화된 인프라 위에서 실행할 수 있어 벤더 종속성을 줄이고 최적의 솔루션을 선택할 수 있는 자유도를 높인다.
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#58
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VNF를 실행하둘째, 비용 효율성을 달성한다. CAPEX(자본적 지출) 측면에서는 물범용 서버, 스토리지, 네트워크 스위치로 구성된 표준화된 하드웨어 인프라를 대량 구매하여 비용을 절감할 수 있다. OPEX(운영적 지출) 측면에서버는 에너지 소비와 공간 점유율이 감소하며, 자동화된 오케스트레이션을 통해 운영 인력을 효율적으로 활용할 수 있다. 네트워크 기능의 라이프사이클 관리가 소프트웨어 중심으로 이루어지므로 유지보수와 업그레이드도 더 간편해진다.
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#59
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상셋째, 서비스 배포 가속화를 가능하게 한다. 새로운 네트워크 서비스를 도입하려면 기존에는 전용 x86 장비의 조달, 설치, 구성에 수주에서버 수개월이 걸렸다. NFV 환경에서는 소프트웨어 이미지를 네트워크를 통해 전송하고, 오케스트레이션 시스템의 명령으로 몇 분 안에 서비스를 배포하고 활성화할 수 있다. 이는 시장 요구에 대한 대응 속도를 획기적으로 높여 경쟁력을 강화한다.
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컴퓨팅 가상화유연성과 확장성
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NFV는 네트워크 기능을 전용 하드웨어에서 가상 머신이퍼바나 컨테이저너 형태의 소프트웨어로 전환한다. 이로 인해 서비스 제공자는 네트워크 자원을 물리적 제약 없이 유연하게 할당하고 관리할 수 있다. 예를 들어, 특정 서비스의 수요가 증가하면 필요한 가상 네트워크 기능 인스턴스를 신속하게 추가하여 대응한다. 반대로 수요가 감소하면 불필요한 인스턴스를 종료하여 자원을 확보한다. 이는 전통적인 네트워크에서는 새로운 하드웨어를 구매하고 설치해야 했던 과정을 소프트웨어 조정만으로 가능하게 만든다.
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#62
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물리확장성 측면에서 NFV는 수평적 자원확장을 가상 자원용이하게 한다. 서비스 부하에 따라 VNF 인스턴스의 수를 동적으로 추상화하늘리거나 줄이는 소프오토 스케일링이 핵심 메커니즘이다. 이는 클라우드 네이티브 원칙을 네트워크 영역에 적용한 결과이다. 또한, 다양한 벤더의 VNF를 표준화된 NFV 인프라 위에서 실행할 수 있어, 특정 하드웨어 벤더에 종속되지 않는 개방적인 생태계를 구축하는 데 기여한다.
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#72
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MANO이러한 유연성과 확장성은 서비스 제공자가 시장 변화나 신기술 도입에 더 빠르게 대응할 수 있는 일기반적으을 제공한다. 새로 세 가지운 네트워크 서비스를 기존 하드웨어 교체 주요 기능 블록에 맞추지 않고도 빠른 시간 내에 론칭하고, 실험적인 서비스를 저비용으로 구시도해 볼 수 있다. 결과적으로 네트워크의 진화 속도와 혁신 가능성이 크게 향상된다.
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네트워크 가상화비용 효율성
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* NFV 오케스트레이터(NFVO): 가장 상위 계층에서 작동는 전통적인 전용 하며,드웨어 기반 네트워크 장비를 범용 서버에서 실행되는 소프트웨어로 대체함으로써 상당한 비용 절감 효과를 제공한다. 가장 직접적인 비용 절감은 캐피털 익스펜디처의 라이프사이클을 관리한감소에서 나타난다. 이고가의 특수 목적 하드웨어를 구매하는 여러 VNF대신, 상용 COTS 서버와 물스토리적 네트워크 기능을 연결지, 스위치를 활용하여 인프라를 구축할 수 있다. 이는 하나의 완전한 서드웨어 비스 체인용을 생절감할 뿐만 아니라, 공급업체 종속성하을 낮추고 오케스트레이션경쟁을 통한다. 또한, NFVI 자원에 대한 전역적인 인벤토리 관리와 권한 부 가격 경쟁력을 확보하는 데 기여를 수행한다.
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#75
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* VNF 매니저(VNFM): 하나 운영 비용 측면에서도 효율성이 향상된다. 가상 네트워크 기능의 특정 VNF 인스턴스의 라배포, 확장, 업그레이드가 소프사트웨어 기반으로 이클을 관루어지므로 물리한다. VNF적 장비의 교체나 추가 설치에 따른 시간과 인스턴스화력 비용이 크게 줄어든다. 또한, 업여러 VNF를 동일한 물리적 자원 풀에서 공유하여 운영할 수 있어 데이트터 센터 공간, 질의, 확장/축전력 소 및 종료와비, 냉각 비용과 같은 작업을 담당간접비를 최적화한다. 자원 사용률이 향상되면 필요한 전체 서버 수가 감소하는 효과도 있다.
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#76
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* 가상화 인프라 매니저(VIM): NFV 인프라의 컴퓨팅, 서비스토리지, 네트워크 자원을 제어하고 수명 주기 관리한 측면에서의 비용 이점도 중요하다. 주새로운 서비스를 도입하이퍼바이저거나 컨테이너 오케기존 서비스를 업데이트할 때, 새로운 전용 장비를 도입하는 대신 기존 NFVI에 소프트웨어를 배포하거나 업그레이터와 상호작용드하며, 자원 는 방식으로 신속하게 대응할당, 수 있다. 이는 시장 변화에 대한 민첩성능 모니터링을 높이고, 장애기적으로 유지보수 및 기술 교체 주기와 관련된 비용을 예측 가능하고 관리를 수행하기 쉬운 형태로 전환한다.
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#77
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서비스토리지 배포 가상속화
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#78
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기존의 물리적 어플라이 세 요소언스는 상호 연계주문, 납품, 설치, 구성에 긴 시간이 소요되어 작동한었다. 예를 들반면 NFV는 소프트웨어, 새 기반의 가상 네트워크 기능을 사용하므로운, 필요한 서비스를 배포할 때 NFVO는 서비스 템플릿을 분석하고 VNFM에게 특정 VNF의 생성을 지즉시 한다. VNFM은 차례운로 VIM에게드하고 가상 머신이나 컨테이너와 같은 필요한 인프라 자원의 할당을 요청한에 배포하는 방식으로 전환된다. 이러한 분리된 계층 구조는 서비스 제공의 자동화와 민첩성을 극대화하는 동론칭 시에, 벤더 간 상호운용성을 촉진하몇 주 또는 데 기여한몇 달에서 몇 분 또는 몇 시간으로 단축시킨다.
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#79
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NFV의 주요 구성 요소는서비스 배포 가상 네트워크 속화는 새로운 서비스의 시장 출시 시간을 앞당기능는 데 직접적인 영향을 미친다. 통신 사업자는 고객의 요구동나 시장 변화에 신속하기 위한 기반 인프라게 대응하여 새로운 서비스를 형성신속하는 세 가지 핵심 가상화게 론칭하거나 기술로 구성된존 서비스를 업데이트할 수 있다. 이들은 NFV 인프라예를 구성하며들어, 전통적인 독립형 네트워크 장비의 특정 지역에 갑자기 능을 소프트웨어로 분리래픽이 증가하고 표준 서버 상면, 해당 지역의 NFVI에서 실행 추가적인 VNF 인스턴스를 빠르게 스핀업하여 용량을 확장할 수 있게 하는 토대를 제공한다.
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#80
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첫 번째 구이러한 민첩성 요소는 컴퓨팅 가상화은 DevOps 및 CI/CD 파이프라인과 결합될 때 더욱 극대화된다. 이는 하이퍼바이저를 통해 물리적네트워크 서버비스의 컴퓨팅 자원(CPU설계, 메테스트, 배포, 모리)을 추상니터링이 자동화하여 여러된 소프트웨어 개의 독립적인 가상 머신 또는 컨테발 라이너를 생성하는 기술프사이클에 통합된다. 각 VNF는결과적으로 네트워크 운영은 더 이러한 가상화된 컴퓨팅 환경 위에서 하나드웨어 중심의 정적인 프로세스가 아니라, 소프트웨어 중심의 민첩하고 반복적인 프로세스턴스로 실행된다. 이를 통해 단일 서버에서 방진화벽, 라우터, 로드 밸런서 등 다양한 네트워크 기능을 동시에 운영할 수 있다.
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#81
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NFV의 장점과 가치 아키텍처
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#82
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두 번째 구성 요소NFV 아키텍처는 가상 네트워크 가상화기능(VNF), NFV 인프라(NFVI), 그리고 NFV 관리 및 오케스트레이션(MANO)이라는 세 가지 핵심 요소로 구성된다. 이 아키텍처는 물리전통적인 네트워크 스위치, 라우터, 로드 밸런서 등장비의 기능을 소프트웨어로 구현분리하고, 가상여 표준화된 환경 내서버, 스토리지, 네트워크 자원 위에서 VNF 간의 연결성을 제공하는 기술이실행할 수 있도록 설계되었다. 가상 스위치와 가상VNF는 방화벽, 로드 밸런서, 라우터를 사용하여 논리적인 등과 같은 네트워크 세그먼트서비스를 생성제공하고, 오버레이 네는 소프트워크 웨어 인스턴스이다. NFVI는 이러한 VNF를 실행하기술을 활용해 위한 물리적 네트워크 토폴로지와 독립적인및 가상 자원(컴퓨팅, 스토리지, 네트워크를 구성한다. 이는 서비스 킹)의 전체인 집합을 유연하게 구성하는 데 필수적이말한다.
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#83
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각주 1
세 번째 구성ETSI(유럽 전기 통신 표준 협회)가 제시한 NFV 참조 아키텍처는 이 요소는 스토리지 가들의 상화이호작용과 계층을 명확히 정의한다. 이 아키텍처는 물리적 저장 장치(HDD, SSD)크게 두 개의 자원을 풀링주요 도메인으로 나뉜다. 하고 추상화하여나는 VNF에 필요한 가상 디스크 형태로 할당 실행되는 NFVI 도메인이고, 다른 하나는 기술전체 NFV 환경을 관리하는 MANO 도메인이다. 각MANO는 다시 VNF의 수명 주기를 관리하는 운영 체제, 애플VNF 관리자(VNFM), NFVI 자원을 제어하는 NFVI 오케이션 소프스트웨어, 구성 데레이터(NFVO), 로그 등을 저장하기 위해 이러한리고 가상화된 스토인프라 자원을 관리지를 사용한다. 스토리지하는 가상화는 데이터의 고가용성, 확장성, 그리고 VNF의 라이 인프사이클라 관리자(예: 인스턴스화, 이전, 백업VIM)를 지원한로 구성된다.
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#84
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이 참조 아키텍처의 구성 요소 간 관계는 다음과 같은 표로 요약할 수 있다.
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#85
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#86
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#88
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#89
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#94
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#96
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#97
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역링크 1
방식이러한 계층화된 구조는 서비스 제공자에게 네트워크 기능의 배포, 확장, 업그레이드를 독립적으로 수행할 수 있는 유연성을 부여한다. 예를 들어, 새로운 VNF를 배포할 때 하드웨어를 교체할 필요 없이 소프트웨어 이미지를 NFVI에 프로비저닝하기만 하면 된다. 이 아키텍처는 또한 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN)의 컨트롤 플레인과 연동되어 네트워크의 프로그래밍 가능성과 자동화 수준을 더욱 높일 수 있다.
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#98
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비용 절감과 자본 효율구성 요소
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#99
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전NFV 아키텍처는 크게 세 가지 핵심 구성 요소로 나뉜다. 이는 가상화 (Full Virtualization) 네트워크 기능, NFV 인프라, 그리고 NFV 관리 및 오케스트레이션이다. 각 구성 요소는 특정한 역할을 담당하며, 상호 연동되어 완전한 NFV 시스템을 구성한다.
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#100
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가상 네트워크 기능은 기존의 물리적 네트워크 장비가 제공하던 기능을 소프트웨어로 구현한 것이퍼바다. 예를 들어, 라우터, 방화벽, 로드 밸런서 등의 기능이 저가 모든 상 머신이나 컨테이너 형태로 패키징되어 실행된다. NFV 인프라는 이러한 VNF를 실행하기 위한 하드웨어를 완전히 에뮬레이션 및 가상화 계층을 포괄한다. 게이는 컴퓨팅, 스토리지, 네트 OS워킹 자원을 제공하는 수정 없물리적 인프라와 하이 실행퍼바이저 또는 컨테이너 런타임 같은 가능상화 계층으로 구성된다.
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#101
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호NFV 관리 및 오케스트레이션은 전체 NFV 환경의 수명 주기를 관리하는 두뇌 역할을 한다. 이 구성 요소는 VNF의 배포, 구성, 모니터링, 스케일링, 종료 등을 자동화한다. MANO 프레임워크 내부는 다시 NFV 오케스트레이 뛰어나지만터, 에뮬VNF 관리자, 가상화 인프라 관리자로 세분화된다. 각 관리자는 오케스트레이션 오버헤드로, VNF 인해 성능 저하가 발생할 수 있음스턴스 관리, NFVI 자원 관리라는 특화된 책임을 진다.
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#102
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반가이 세 구성 요소 간의 상호작용은 표준화 (Paravirtualization)된 인터페이스를 통해 이루어진다. 주요 참조 포인트는 다음과 같다.
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#103
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#104
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#114
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#115
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운영 유연성과 신속성참조 아키텍처
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#116
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역링크 4
이를 통해 얻ETSI에서 정의한 NFV 참조 아키텍처는 주요 이점은 물리적NFV 인프라(NFVI), 가상 네트워크의 복잡한 기능(VNF), 그리고 NFV 관리 및 오케스트레이션(MANO)이라는 세 가지 주요 구성 변경 없이 요소프트웨어 정의 방식으로 네트워크 토폴로지를 신속하게 생구성, 수정, 제거할 수 있된다는 점이다. 이 아키텍처는 서비스 체인링을각 구현하는 데 필수적성 요소 간의 상호작용과 인터페이며, 각 서비스별로 격리된 논리적 네트워크를 제공표준화하여 보안과 관리를 다중 벤더 환경에서의 상호운용이하게 성을 보장한다.
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#117
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NFVI는 가상화 구성 요계층을 포함한 모든 하드웨어 및 소프트웨어 자원을 포괄한다. 이는 컴퓨팅, 스토리지, 네트워킹 자원을 제공하는 물리적 인프라와 이를 가상화하는 소프트웨어 계층(예: 하이퍼바이저)으로 나뉜다. VNF는 이러한 가상화된 인프라 위에서 실행되는 실제 네트워크 기능 소프트웨어 인스턴스이다. 예를 들어, 가상화된 방화벽이나 가상 로드 밸런서가 VNF에 해당한다.
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#118
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MANO 프레임워크는 NFV 환경의 운영 자동화를 담당하는 핵심이다. 이는 다음 세 가지 주요 프로토콜/기술 예시능 블록으로 구성된다.
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#119
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#120
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#122
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#123
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#125
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#126
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#127
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VXLAN이 참조 아키텍처는 주요 기능 블록 간의 표준화된 인터페이스를 정의한다. 예를 들어, GeneveVNF와 VNFM 사이의 Ve-Vnfm 인터페이스, STTNFVO와 VIM 사이의 Or-Vi 인터페이스 등이 있다. 이러한 표준 인터페이스는 서비스 제공자가 서로 다른 벤더의 구성 요소를 통합하여 유연한 NFV 솔루션을 구축할 수 있는 기반을 제공한다.
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#128
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NFV의 구현 기술적 도전 과제
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#129
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스토리지 가상화는 NFV 인프라의 핵심 구성 요소 중 하나로, 물리현의 기술적인 스토리지 장치들을 추 기반은 가상화하여 논리적인 풀(pool) 기술과 컨테이너 기술로 구분된다. 전통합적인 NFV는 하고 이퍼바이저를 필요에 따라 동적기반으로 할당하는 기술이다. 이는한 가상 머신 위에 가상 네트워크 기능이 데이터를 안정적으로 저장을 배포하고 접근하는 데 필요한 기반방식을 제공사용한다. 전통이 방식은 물리적 인 네트워크에서는 각 네트워크 장치에 전용 스토리지가 내장되어 있었으나, NFV 환경에서는 중앙화된 가상 스토리지 풀을 통해버 자원을 효율논리적으로 분할하여 각 VNF에 독립적인 운영 체제와 실행 환경을 제공유하고 관므로, 높은 수준의 격리성과 안정성을 보장한다. 주로 KVM, VMware vSphere, Microsoft Hyper-V 등의 하이퍼바이저가 활용된다.
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#130
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역링크 3
주요 구현 방식보다 경량화된 접근법으로는 블록, 파일, 객체 스토리지 가컨테이너 기술이 부상화가하고 있으며, 각각 다른 접근 방식과. 도커나 쿠버네티스와 같은 플랫폼을 사용 사례를 가진다. 블록 수준 가상화는 하면, VNF를 컨테이퍼바너 이저가 직접 제어미지로 패키징하여 배포할 수 있다. 컨테이너는 게스트 운영 체제가상 디 필요 없이 호스크에 주트 운영 체제의 커널을 공유하므로 사용되며, VM에 비해 더 빠른 시작 시간과 더 높은 자원 효율성능이 요구되는 환경에 적합하을 제공한다. 파일 및 객체 스토리지 가상화이는 빠른 확장성이 뛰어나 대규모 비정형 데이터를 저장하과 축소가 요구되는 데 용마이하다. 이러한 가상화 계층은 NFVI 내에크로서 컴퓨팅 및비스 기반의 네트워크 가상화 자원과 긴밀하게 연동되어 통기능에 특히 적합된 서비스를 구성한하다.
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#131
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역링크 2
스토리지 가상화는 NFV 아키텍처에 몇 가지 중요한 이점을 제공한다. 첫째는 종종 소프트웨어 정의 네트워킹과 함께 논의되며, 물리적 스토리지두 기술의 독립성을 통해 VNF연동은 현대 네트워크 자동화의 핵심이동성과 이식성을 높인다. 둘째, 스토리지 자원SDN이 네트워크의 동적 할당제어 평면과 확장데이터 평면을 분리하여 중앙 집중식으로 네트워크 트래픽을 프로그래밍 가능하게 하여 운영의 유연성을 증대시킨만든다. 셋째면, 중복 제거, 씬 프로비저닝, 스냅샷 같은 고급NFV는 네트워크 기능을 통해 전 자체적인 스토리지 이용 효율을 극대를 소프트웨어화하고 비용을 절감한다. 그러나 성능 지연, 데NFV와 SDN이터 보안 결합되면, 그리고 다양한 가NFV 인프라 상화 기술에 배포된 VNF들 간의 상호운용성은 지속네트워킹을 SDN 컨트롤러를 통해 동적인 기술적 도전 과이고 유연하게 제어할 수 있다. 예를 들어, 오픈플로 남아우 프로토콜을 지원하는 SDN 컨트롤러는 VNF 체인 내의 트래픽 경로를 실시간으로 구성할 수 있다.
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#132
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#133
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#143
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#144
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이러한 기술들의 발전과 융합을 통해 NFV는 더욱 민첩하고 효율적인 네트워크 서비스의 구축과 운영 비용 (Opex)을 가능하게 한다.
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#145
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확장성과 서비스 혁신가상화 기술
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#146
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높가상화 기술은 전력/공NFV의 근간/냉각 을 이루는 핵심 기술이다. 이는 물리적인 네트워크 장비용에서 소프트웨어로 구현된 가상 네트워크 기능(VNF)을 분리하여, 복잡범용 하드웨어 상에서 실행될 수 있게 한 유지보다. 주로 하이퍼바이저 기반의 서버 가상화 기술이 활용되며, 이를 통해 단일 물리 서버(호스트) 위에 여러 개의 독립적인 가상 머신(VM)을 생성하고 운영할 수 있다. 각 VM은 자체 운영 체제와 애플리케이션을 포함하며, 다른 VM과 완전히 격리된 환경에서 VNF를 실행하는 단위가 된다.
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#147
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통합된 인프라가상화 기술의 적용은 네트워크 기능의 배포와 관리 방식을 근본적으로 낮은 운영 변화시켰다. 기존에는 라우터, 방화벽, 로드 밸런서 등 각 기능별로 전용 하드웨어 장비를 구매, 설치, 유지보수해야 했다. 반면 가상화를 통해 이러한 네트워크 기능들은 표준화된 상용 서버(예: x86 아키텍처) 상의 VM으로 패키징되어 실행된다. 이는 하드웨어 의존성을 낮추고, 자원을 효율적으로 공유하며 활용할 수 있게 하는 기반을 제공한다.
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#152
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단일 물리 서비스 배포 시간버를 논리적으로 분할하여 여러 가상 머신을 생성함
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#153
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#154
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#156
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#157
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#158
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+229자
역링크 2
운영NFV 환경에서 가상화 기술은 높은 수준의 유연성을 보장한다. 필요에 따라 VM 인스턴스를 신속하게 생성은 자, 이동화와 오케, 중단 또는 삭제할 수 있어 서비스트레 확장과 축소가 용이션을 통해 더욱 강화된진다. NFV MANO 프레임워크는 서비스 라또한, 하이프사퍼바이클을저는 물리 자동으로 관원(CPU, 메모리한다., 스토리지, 네트워크 트래픽이 증)을 가하면 오케스트레이터가 이를 감지하고상 자동원으로 추가 VNF 인스턴스를 스핀업상화하고 풀링하여 수요를 처리한 후, 트래픽이 감소하면 리소스를 해제한다. 이양한 VNF 워크로드에 동적 확장 기능은 수동 개입 없이 실시간으로 서비스 품질을 유지할당하면서도는 역할을 수행한다. 이는 자원 활용도를 극대화하고 비용 효율성을 보장높이는 데 기여한다.
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#159
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성능 보장과 지연 시간컨테이너 기술
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#160
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역링크 4
결과적으로 NFV컨테이너 기술은 가상 머신에 비해 더 가볍고 빠르게 애플리케이션을 패키징하고 실행하기 위한 기술이다. 컨테이너는 네호스트워크 운영 체제의 커널을 공유하드웨어 중심의 정적 모델며, 애플리케이션과 그 실행에서 소프트웨어 중심 필요한 라이브러리, 바이너리, 설정 파일 등을 하나의 동적 모델이미지로 전묶어 독립된 환경을 제공한다. 이는 서비스 제공자로 하여금 시장 기회인해 NFV 환경에 더 빠르게 대응서 가상 네트워크 기능을 배포하고, 실험적인 서비스를 저비용 관리하는 새로운 방안으로 신속하게 출시하며, 주목받고객에게 맞춤형 서비스를 제공할 수 있는 능력을 부여한다.
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#161
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역링크 3
NFV컨테이너 기반 VNF는 물리적 장비의 제약에서 벗어나 소프트웨어 기존 VM 기반의 방식에 비해 몇 가상 네트워크 기능을 활용함으로써 네트워크의 확지 장성점을 근본적으로 향상시킨가진다. 기존 방식에서첫째, 컨테이너는 트래픽 증가에 대응하기 위해 새로운 하상화 오버헤드웨가 적어를 구매, 설치, 구성 더 빠른 시작 시간과 높은 밀도로 배포가 가능하는 데 수주에서 수개월이 소요되었다. 반면 NFV 환경에둘째, 마이크로서는 필요에 따라 VNF 인비스턴스를 신속 아키텍처와 잘 부합하게 증설하거나 감축할 수 있다. 이는 클라우드 컴퓨팅의 탄력적 확장 원리를여, 복잡한 네트워크 영역에 기능을 작고 독립적용한 것으인 서비스 단위로 분해하여 개발, 수요 변동에 실시간으로 대응배포, 확장할 수 있는 능력다. 셋째, 도커나 쿠버네티스와 같은 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼을 제공한활용하면 VNF의 자동화된 배포, 스케일링, 라이프사이클 관리가 용이해진다.
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#165
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#180
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NFV 환경에서 성능 보장은 전통적인 전용 하드웨어그러나 컨테이너 기반 네트워크 장비와 비교할 때 주요한 기술의 NFV 적용에는 고려사항도전 과제 중 하나이 존재한다. 가상화 계층의 도입과컨테이너는 커널을 공유 인프라하기 때문에서의 자원 경합은 패킷 처 VM에 비해 격리성능과 지연 시간보안 측면에 직접서 상대적인 영향으로 취약점이 있을 미친수 있다. 특히 고대역폭과 저지연을 요구하는 실시간 서비스(예: VoLTE또한, 5G고성능 패킷 처리와 같은 특정 네트워크 슬라기능은 커널 바이싱)나 초고속 데이터 평면 처리패스 기술(예: 라우터DPDK, 방화벽SR-IOV)를과의 통합이 필요하며, 이는 구현할 때 이 문제 복잡성을 증가시킬 수 있다. 따라서 NFV 환경에서는 더욱 두VM과 컨테이너를 혼용하거나(하이브리드러진 모델), 특정 서비스 요구사항에 맞춰 적절한 기술을 선택하는 접근이 일반화되고 있다.
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#181
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보안소프트웨어 정의 네트워킹(SDN)과 다중 테넌시의 연동
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#182
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성NFV는 네트워크 기능 저하의 주요 원인은 일반적으로 하이퍼바이저와을 가상 머신 간의 I/O 오화하여 범용 서버헤드에 있서 실행하는 패러다. 가상임이며, SDN은 네트워크 기능(VNF)이 패킷을 송수신할 때,의 제어 평면과 데이터는 물 평면을 분리적 NIC(하여 중앙 집중식으로 네트워크 인터페를 프로그래밍하고 관리하는 접근 방식이스 카드)에서 다. 이 두 기술은 상호스 보완적이며, 함께 구현될 때 네트워크의 가상 스위치를 거쳐 게스트 VM의 가상 NIC로 전달되자동화와 유연성을 극대화한다. NFV는 여러네트워크 기능 자체를 소프트웨어 계층화하는 데 초점을 통과해야 한맞춘다. 이 과정에서 컨텍스트 스위칭과 데이터 복사가 반복되며면, SDN은 이러한 기능들이 동작하는 CPU 사용률네트워크 경로와 트래픽 흐름을 증가시키고 처리 지연동적으로 제어하는 데 초점을 발생시킨맞춘다.
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#183
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이연동의 핵심은 SDN 컨트롤러한 성능 문제를 완화가 NFV 관리 및 오케스트레이션(MANO) 프레임워크와 협력하기 위해 여러 최적화 기술이 적용된 종단 간 서비스를 생성하는 데 있다. 대표적인 기술예를 들어, 새로는 SR-IOV(Single Root I/O Virtualization)운 가 있으며, 이를 통해 VM이 하이퍼바이저의 개입 없이 물리적 NIC의 가상 네트워크 기능(VFVNF)에 직접 접근할 수 있어 I/O 성능을 극대화한다. 또한, DPDK(Data Plane Development Kit)나 FD.io와 같은 사용자 공간 데 인스턴스가 NFV 오케스트레이터 평에 의해 배포되면 가속 라이브, SDN 컨트롤러리는 해당 인터럽스턴스로 트 기반 처리 대신 폴링 모드를 사용하고 메모리 공래픽을 유를 최적화도하여 패킷 처리 성능을 획기적 위해 필요한 네트워크 연결과 라우팅 정책을 자동으로 향상구성한다. 이는 기존의 수동 장비 구성 과정을 대체하여 서비스 배포 시간을 크게 단축시킨다.
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#184
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성능 보장을 위한 접근 방식은 단순한 처리량 향상을 넘어서 예측 가능한 지주요 연 시간과 서비스 품질(QoS) 보장으로 확장된다. NFV 인프라(NFVI) 수준에서는 CPU 코어 고정(pinning), NUMA 인지 배치, 실시간 KVM 확장 등의 기술을 활용하여 컴퓨팅 자원을 격리하고 성능 변동성을 줄인다. NFV 관리와 오케스트레이션(MANO) 프레임워크는 성능 모니터링 데이터를 기반으로 VNF 인스턴스를 자동으로 확장하거 시나 최적의 물리적 노드에 배치하는 정책 기반 오케스트레이션을 수행하여 서비스 수준 협약(SLA)을 충족시킨는 다음과 같다.
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#185
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#186
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이러한 연동을 통해 네트워크 운영자는 물리적 토폴로지에 구애받지 않고 소프트웨어 기반의 정책으로 네트워크와 서비스를 통합적으로 제어할 수 있다. 결과적으로 NFV와 SDN의 결합은 더욱 민첩하고 비용 효율적이퍼바이저 취약점며, 호스프로그래밍 가능한 차세대 네트 OS 보안워크 인프라의 기반을 마련한다.
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#193
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NFV와 SDN의 관계주요 적용 분야
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#194
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정기NFV는 전통적인 전용 하드웨어 기반의 네트워크 기능을 소프트웨어로 구현해 범용 서버에서 실행하는 패치러다임이다. 이 기술은 특히 네트워크 운영의 유연성과 효율성을 극대화하는 데 기여하며, 최소 권한 원칙여러 주요 분야에 적용, 침입 탐지 되어 산업 구조를 변화시키고 있다. 통신 서비스템(IDS) 제공자는 가장 대표적인 적용 분야로, 기존의 물리적 라우터, 방화벽, 로드 밸런서 등을 가상 네트워크 기능으로 대체하여 서비스 배치포 시간을 단축하고 자원 활용도를 높인다.
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#195
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테넌엣지 컴퓨팅 환경에서 NFV는 중요한 역할을 수행한다. 네트 격워크의 가장자리, 즉 사용자와 가까운 곳에서 지연 시간이 짧은 서비스를 제공해야 할 때, NFV를 통해 필요한 네트워크 기능을 신속하게 배포하고 확장할 수 있다. 이는 사물인터넷, 자율 주행차, 실시간 미디어 스트리밍과 같은 서비스에 필수적이다.
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#196
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VM 간 불법보안 분야에서 NFV는 동적이고 유연한 보안 서비스 체인 구축을 가능하게 한다. 기존에는 별도의 물리적 보안 어플라이언스를 설치해야 했지만, NFV를 통신해 침입 탐지 시스템, 자원 경합 공격가상 사설망, 웹 애플리케이션 방화벽 등의 보안 기능을 소프트웨어 형태로 필요에 따라 배치하고 연결할 수 있다. 이를 통해 위협에 따라 실시간으로 보안 정책을 조정하는 대응이 용이해진다.
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#197
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#198
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상호운용성과 표준화통신 서비스 제공자(CSP)
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상호운용성은 NFV 생태계가 성통신 서비스 제공자는 NFV를 도입하여 기 위한 핵존의 전용 하드웨어 기반 네트워크 아키텍처를 소프트웨어 중심의 유연한 구조건이로 전환하고 있다. NFV 환경은 일반이는 네트워크 기능의 배포, 관리, 확장 방식을 근본적으로 여러 벤더의변화시켰다. 예를 들어, 가상 네트워크 기능, 하이퍼바이저, 관리 도 형태로 구, 현된 가상용 COTS 하드웨화된 진화된 패킷 코어, 브로 구성된다. 이러한 이기종 요소들이 원활하드밴드 네트워크 게 통합되고 협력하려면 공통의 인터페이스와 데트웨이터 모델이 필요하다., 세션 경계 컨트롤러 등을 표준화가 부족할 경우, 벤더 종속성이 발생 서버에서 실행하고 네트워크여 서비스의 통합 및 배포가 복잡해지며, 결국 NFV가 약속하는 운영 유연성과 비용 절감 효과를 달성하기 어려워진제공한다.
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#209
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표준화 작업NFV는 통신 서비스 제공자에게 네트워크 슬라이싱과 같은 주새로 ETSI의 NFV 산업 규격 그룹(ISG)운 서비스 창출을 중심으로 진행된가능하게 한다. ETSI NFV는 NFV단일 물리적 인프라 위에 여러 개의 논리적, 독립적인 가상 네트워크를 생성하여 각기능, NFV 관리와 오케스트레이션에 대한 아키텍처 프레임워크와 다른 요구사항(예: 낮은 지연율, 높은 대역폭)을 정의한다. 특히 NFV 관리와 오케가진 서비스트레이션 내의 구성 요소들(예: NFV 오케스트레5G 이터동 통신, VNF 매니저) 간의 표준 사물인터페이넷, 대용량 비디오 스트리밍)에 맞춤형 네트워크 자원을 할당할 수 있다. 이는 상호운용성서비스 수준 협약을 보장하효율적으로 충족시키는 데 중추적 역할을 기여한다.
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표준화다음은 NFV가 통신 서비스 제공자 네트워크에 적용되는 주요 서비스 영역의 예시이다.
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ETSI NFV MANO, TOSCA 기반 모델링vBNG 형태의 VNF
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NFV는 네트워크 기능을이러한 전용 하드웨어에환을 통해 통신 서 x86 서버와 같은 범용 하드웨어에서 실행되는 소프트웨어 인비스턴스로 전환하 제공자는 데 초점신규 서비스 출시 시간을 맞춘다. 반면단축하고, SDN은 네트워크의 제어 평면(Control Plane)과 데이터 전송 평면(Data Plane)자본 및 운영 비용을 분리절감하여 중앙 집중식 컨트롤러를 통해며, 네트워크 트래픽혁신 속도를 가속화할 수 있다. 또한, 다양한 벤더의 흐름을 VNF를 NFV 인프로그래밍 방식라 상에서 통합 운영함으로 관리하고 제어하는 아키텍처써 벤더 종속성을 줄이고 다. 간단히 말해, NFV는 '무엇(What)중 공급자 환경을 실행구축하는가'에 관한 것이고, SDN은 '트래픽이 어떻게(How) 흐르는가'에 관한 것이 데 유리해진다.
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가상화된 CPE (vCPE)엣지 컴퓨팅
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두 기술엣지 컴퓨팅은 데이터 처리와 애플리케이션 실행을 클라우드 데이터 센터가 아닌 네트워크의 관계가장자리, 즉 사용자나 데이터 소스와 물리적으로 가까운 곳에서 수행하는 패러다음과 같임이다. NFV는 이러한 엣지 환경에서 네트워크 서비스를 유연하게 배포하고 관리하기 위한 핵심 인프라로 작동한다. 전통적인 네트워크 장비는 설치와 확장에 시간이 많이 소요약되지만, NFV를 통해 가상 네트워크 기능을 엣지 노드에 소프트웨어 형태로 신속하게 배포할 수 있다.
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#230
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엣지 컴퓨팅에서 NFV의 주요 적용은 낮은 지연 시간과 높은 대역폭이 요구되는 서비스를 가능하게 하는 데 있다. 예를 들어, 자율 주행 자동차, 실시간 비디오 분석, 증강 현실 서비스 등은 데이터를 중앙 클라우드로 모두 전송해 처리하기에는 지연이 너무 크다. NFV를 활용하면 방화벽, 라우터, 로드 밸런서 등의 네트워크 기능을 엣지 사이트에 필요한 만큼 동적으로 인스턴스화하여, 이러한 실시간 애플리케이션에 최적화된 로컬 네트워크 서비스 환경을 제공할 수 있다.
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#231
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엣지 NFV 구현은 중앙 데이터 센터와는 다른 특성을 가진다. 엣지 노드는 일반적으로 공간, 전력, 냉각 능력이 제한된 환경에 분산되어 배치된다. 따라서 NFV 인프라는 경량화되고 자원 효율적이어야 한다. 이를 위해 완전한 가상 머신 대신 컨테이너 기반의 VNF 배포가 선호되는 추세이다. 또한 수천 개에 달하는 분산된 엣지 사이트를 중앙에서 통합 관리하고 오케스트레이션하는 것은 NFV MANO 프레임워크의 중요한 과제가 된다.
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가장 대표적인 사례는 가상화된 CPE(vCPE)이다. 기존 고객 구내 장비는 복잡하고 비용이 많이 드는 하드웨어였러한 방식으나, vCPE로 NFV는 표준화된 저비용 장비를 설치하고 방화벽, 라우엣지 컴퓨팅, VPN 같은 기능을 데이터 센터의 VNF로 이전한다. 이를 통해 서비스 신속 배포, 중앙 집중식 관리, 새로운 기능의 원격 추가가 가능해져 운영 비용확산을 크게 절감한촉진하며, 보다. 반응적이동통신고 분야에서는 가상화산된 Evolved Packet Core(vEPC)가 핵심 적용 사례다. vEPC는 패킷 코어 네트워크의 구성 요소들을 상용 서버에서 실행되는 소프트웨어로 구현하여, 5G 네트워크 슬라이싱과 같은 유연한 서비스 구성과 트래픽 증감에 따른 탄력적인 확장제공 모델의 기반을 지원마련한다.
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가상화된 Evolved Packet Core (vEPC)보안 서비스
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보안 영역에서도 NFV는 중요한 역할가상화 기술을 활용하여 네트워크 보안 기능을 소프트웨어 형태로 구현하고 유연하게 배포할 수 있게 한다. 전통적인 물리적기존에는 방화벽이나, 침입 탐지 시스템(IDS), 침입 방지 시스템(IPS) 등이 전용 하드웨어 어플라이언스를 가상화된 방화벽 및로 제공되어 유연성이 부족하고 확장에 시간이 걸렸다. NFV 기반 보안 서비스로 대체할 수 있다. 이는 보안 정책이러한 기능들을 소프가상 네트웨어워크 기능(VNF) 또는 컨테이너 형태로 정의패키징하고,여 필요에 따라 네트워크의 특정 지점에 신속하게 배포프로비저닝하거나 제거할 수 있게 한다. 또한고, 가상화된 라우터, 가상화된 로드 밸런서, 가상화된 세션 경계 컨네트롤러(vSBC) 등이 광대역 접속, 데이터 센터, VoLTE 서비스 등워크 트래픽 경로에 동적용되고으로 삽입할 수 있다.
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주요 가상이를 통해 보안 서비스의 배포와 관리 방식이 근본적으로 변화 기한다. 예를 들어, 특정 서비스나 테넌트를 위해 전용 보안 체인을 신속하게 구성하거나, 트래픽 증가에 따라 보안 VNF 인스턴스를 수평적으로 확장하는 것이 가능해진다. 또한, 소프트웨어 정의 네트워킹(VNFSDN)과 연동하면 네트워크 트래픽을 지능적으로 분류하여 적절한 보안 VNF로 유도하는 정책 기반의 세분화된 보안이 실현된다.
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달성하는NFV 기반 보안의 주요 가치적용 사례는 다음과 같다.
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#261
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역링크 1
이그러나 NFV 보안 서비스는 새로운 과제도 제기한 적용 사례들은다. 가상화 계층과 NFV 인프라(NFVI) 자체가 네공격 표면이 될 수 있으며, 다중 테넌트워크의 환경직성을 해소하고, 클라우드 컴퓨팅 원리에 기반서의 격리 실패는 큰 위험이다. 또한 더욱 민첩, 전용 하고 경제적인 서드웨어에 비스 제공을 가해 성능 오버헤드가 발생할 수 있어, 고속 패킷 처리와 심층 패킷 검사(DPI)를 요구하게 하는 고급 보안 기술능 구현에는 최적화가 필요하다. 따라서 NFV 기반임을 보여준안 아키텍처는 VNF 자체의 보안뿐만 아니라 인프라의 보안 강화와 성능 보장을 함께 고려해야 한다.
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#262
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NFV의 주요 적용 도입 시 고려사례항
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#263
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가상화된 CPE(vCPE)는 NFV의 대표적인 적용 사례로, 기존 고객 구내 장비(CPE)의 기능을 소프트웨어 형태로 가상화하여 중앙 데이터 센터나 엣지 클라우드에서 실행하는 아키텍처를 의미한다. 도입은 전통적인 CPE는 라우터, 방화벽, VPN 게이트하드웨이 등 다양한어 기반 네트워크 기능을 수행하는 물리적 박스 형태로 고객 사이트에 설치되었다. vCPE는 이러한서 소프트웨어 기능들을 가상반 네트워크 기능(VNF)로의 전환을 의미하여며, 범용 서버 기반의 NFV 인프라(NFVI) 상이 과정에서 운영몇 가지 중요한 고려사항이 발생한다.
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#264
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역링크 6
vCPE 모델에서는 고객 사첫째, 성능 및 안정성 문제이트에는 최소한의 저비용 장치(Thin CPE)만 배치다. 가상화 계층이 추가되고, 복잡한면서 네트워크 패킷 처리에 오버헤드가 발생할 수 있으며, 이는 지연 시간 증가와 처리량 저하로 이어질 수 있다. 특히 실시간 통신이나 초저지연이 요구되는 서비스 로직은 원격지에서는 중요한 문제공가 된다. 이는또한, 단일 물리 서비스 제공자버에게 다음과 같은 수의 가상 네트워크 기능이점 동작할 경우, 한 VNF의 장애나 자원 경쟁이 다른 VNF의 성능에 영향을 미치는 '소음 이웃' 현상이 발생할 수 있다. 따라서 하드웨어 가져온속화 기술 도입과 철저한 성능 테스트 및 모니터링이 필요하다.
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#265
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역링크 4
배포 및 관둘째, 보안 문제이다. NFV 환경은 기존의 물리 효율성: 새로운 서비�적 경계 기반 보안 모델을 약화시킨다. 하이퍼바이저나 기능 업데NFV 인프라 자체의 취약점이 전체 네트를 고객 사워크 서비스의 위협이 될 수 있으며, 다중 테넌트 환경에 물서의 논리적 장비를 교체하지 않고도 중앙에서격리 실패는 데이터 유출로 이어질 수 있다. 또한, 소프트웨어 배포만로 구현된 VNF는 새로운 형태의 사이버 공격에 노출될 가능성이 높다. 이에 대한 대응으로 신보안 정책의 자동화, 지속히적인 취약점 관리, 그리고 제공할 수 있로 트러스트 보안 모델의 적용이 고려되어야 한다.
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#266
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역링크 2
마지막으로 운영 비용 절감: 및 관리의 복잡성 증가이다양한 고객별 CPE. NFV는 물리 장비의 유지보수, 업그가상화 계층, VNF, 오케스트레이드, 인벤토리션 플랫폼 등 관리 포인트가 기하급수적으로 늘어난다. 이종 벤더의 VNF와 인프라를 통합·운영하는 것은 상호운용성 문제를 야기하며, 기존의 네트워크 운영 경험과는 다른 새로운 DevOps 및 CI/CD 기반의 운영 방식이 요구된다. 이러한 복잡성을 해결하기 위해서는 표준화된 인터페이 크게 줄어든스 채택과 종합적인 관리·조정 도구의 도입, 그리고 운영 조직의 기술 역량 재구성이 필수적이다.
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#267
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가상화된 방화벽성능 및 보안 서비스정성
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#268
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역링크 9
가상 네트워크 기능이 전용 하드웨어 장비에서 실행될 때는 해당 장비스 유연성: 고객의 요구에 따라 필요한 VNF(예: 라우팅성능이 보장되지만, 방NFV 환경에서는 가상화벽, 오버헤드와 하이드 에어퍼바이저의 자원 경쟁이 성능 저하의 주요 원인이 된다. 특히 패킷 처리어 지연시간, 처리량, 대역폭 등 네트워크(WAN) 가속화) 성능 지표는 물리적 하드웨어에 비해 낮아질 수 있다. 이를 유연완화하게 조합기 위해 SR-IOV 기술을 적용하여 제공거나, CPU 코어를 VNF에 전용으로 할 수 있당하는 CPU 핀닝 기법, 그리고 DPDK와 같은 사용자 공간 패킷 처리 가속 라이브러리를 활용한다.
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#269
현재
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각주 1
vCPE안정성 측면에서는 단일 물리 서버의 구현 방식은 주로 두 장애가지로 나뉜다. 그 위에서 동작하나는 모든여러 VNF에 동시에 영향을 미칠 수 있어 위험이 증폭된다. 또한, 소프트웨어 기반의 네트워크 기능을 중앙 데이터 센터에서 처리은 하는 '클라우드 중심' 모델이고, 웨어 장비보다른 하 소프트웨어 버그나는 지연 시간이 민감 구성 오류로 인한 일부 기장애 발생 가능은 엣지 노드에성이 상대적으로 높다. 따라서, 나머지는 중앙 NFV 환경에서 처리하는 '하이브리드' 모델이다. 하이브리드 모델은 지연 시간과 대역폭 사고가용성을 최적화보장하는 데 유리하다. vCPE의 도입은 기업용 브로드밴드 접 위해 VNF의 상태를 지속적으로 모니터링하고, 소프트웨어 정의 WAN(SD-WAN) 서비장애 발생 시 자동으로 다른 호스, 보안 서비스 제공의 근간트로 재배치하는 복구 메커니즘이 되었필수적이다.
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#270
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vEPC는 LTE 및 5G 이동 통신 네트워크의 핵심 구성 요소인 Evolved Packet Core를 NFV 원칙에 따라 소프트웨어로 구현한 것입니다. 기존 EPC는 전용 하드웨어 어플라이언스(예: MME, SGW, PGW)로 구성되었지만, vEPC는 이러한 네트워크 기능과 안정성을 가상 머신 또는 컨테이너 형태로 표준 서버에서 실행합니보장하기 위한 주요 접근법은 다. 음과 같이는 이동 통신 코어 네트워크의 설계, 배포, 운영 방식을 근본적으로 변화시킵니 정리할 수 있다.
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#286
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오픈 소스 프로젝트 (예: OPNFV, OSM)보안 문제
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#287
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NFV 환경에서의 보안 문제는 전통적인 물리적 네트워크 장비와는 다른 새로운 위협을 수반한다. 핵심적인 문제는 멀티테넌시 환경에서의 가상 자원 간 분리 실패, 하이퍼바이저 또는 컨테이너 엔진 자체의 취약점, 그리고 복잡한 관리 계층을 통한 공격 경로 확대이다. 특히 VNF 인스턴스 간의 트래픽이 물리적 하드웨어 내부에서 가상 네트워크를 통해 이루어지기능과 결합하여 복합적인 보안 때문에, 외부에서비스 파이프라인을 구 가시성한이 떨어져 공격 탐지가 어려워질 수 있다.
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#288
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중앙 집중식 관리주요 보안 위협은 다음과 같이 분류된다.
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이러한 위협에 대응하기 위해 보안 강화 조치가 필수적이다. 주요 대응 방안으로는 VNF 간 통신을 위한 마이크로 세분화 정책 적용, 하이퍼바이저 및 호스트 시스템의 지속적인 패치 관리자 , MANO 구성 요소에 대한 강력한 접근 제어 및 암호화, 그리고 VNF 생명주기(VNFM온보딩, 인스턴스화, 종료) 전 과정에 걸친 보안 감사와 규정 준수 검증을 들 수 있다. 또한, 전통적인 경계 중심 보안에서 벗어나, NFV 환경 전체를 아우르는 지능형 위협 탐지 및 대응 체계를 구축하는 것이 점점 더 중요해지고 있다.
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#302
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하이퍼바이저 선택운영 및 관리 복잡성
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#303
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개별 VNFNFV 도입은 기존의 물리적 어플라이언스 기반 네트워크 운영 모델에서 소프트웨어 기반의 가상화 환경으로의 전환을 의미합니다. 이로 인해 운영 팀은 가상 머신 관리, 하이퍼바이저, 컨테이너 오케스턴트레이션 플랫폼, 그리고 NFV MANO 프레임워크와 같은 새로운 기술 스의 수명 주택을 숙달해야 합니다. 전통적인 네트워크 운영 경험만으로는 이러한 복합적인 환경을 효과적으로 관리하기 어렵습니다. 또한, 다수의 VNF를 다양한 벤더로부터 조달하여 단일 인프라 위에 운영할 경우, 각 VNF의 라이프사이클 관리(예: 인스턴스화, 업그레이드, 확장, 종료 등)를 관리한와 상호 운용성 보장이 주요 과제로 부상합니다.
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#304
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가상운영 복잡성은 주로 통합과 자동화 인프라의 부재에서 비롯됩니다. 여러 벤더의 VNF와 관리 도구가 혼재하면, 종단 간 서비스 프로비저닝과 장애 조치, 성능 모니터링을 일관된 방식으로 수행하기 어려워집니다. 예를 들어, 방화벽 VNF 하나를 업그레이드하는 작업이 관련된 로드 밸런서나 라우팅 정책에 어떤 영향을 미치는지 파악하는 것이 복잡해질 수 있습니다. 따라서 서비스 제공자 (VIM)들은 종종 다중 도메인, 다중 벤더 환경을 조율할 수 있는 강력한 오케스트레이션과 자동화 플랫폼의 도입 필요성을 겪게 됩니다.
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#305
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NFVI의 컴퓨팅, 스토관리지, 네트워크 자원을 제어하고 측면에서의 복잡성은 다음 표와 같은 새로운 관리한 영역의 등장으로 요약할 수 있습니다. (예: OpenStack)
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#306
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#326
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선택 시 고려이러한 복잡성을 극복하기 위해야 할 주요 요소서는 기존의 네트워크 운영 중심 조직을 DevOps 또는 NetDevOps 문화를 수용한 조직으로 전환하는 것이 필수적입니다음. 또한, 운영 지원 시스템(OSS)과 같비즈니스 지원 시스템(BSS)을 NFV 환경에 맞게 현대화하고, 정책 기반의 자동화와 인공지능 기반 운영(AIOps) 도구를 도입하여 운영 부담을 줄이는 노력이 지속되고 있습니다.
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#327
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NFV의 표준화와 및 산업 동향
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#328
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NFV의 발전과 상호운용성을 보장하기 위해 여러 표준화 기구와 산업 컨소시엄이 활동하고려 있다. 가장 대표적인 표준화 기관은 유럽 전기 통신 표준 협회(ETSI) 산하의 NFV 산업 표준화 그룹(ISG)이다. ETSI NFV ISG는 2012년에 설립되어 NFV의 참조 아키텍처, 요구사항, 용어집 등을 정의한 일련의 표준 문서를 발표했다. 이 그룹이 제시한 NFV 참조 아키텍처는 NFV 인프라(NFVI), 가상 네트워크 기능(VNF), NFV 관리 및 오케스트레이션(MANO) 프레임워크를 핵심 구성 요소로 규정하며, 업계의 사실상(de facto) 표준으로 자리 잡았다.
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#329
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오픈 소스 커뮤니티는 NFV 구현의 실질적인 추진력으로 작용하고 있다. 리눅스 재단의 OPNFV(Open Platform for NFV) 프로젝트는 다양한 오픈 소스 구성 요소를 통합하여 NFV 플랫폼의 기능 및성과 성능을 검증하는 것을 목표로 했다. 이후 OPNFV는 다른 네트워킹 오버헤픈 소스 프로젝트들과 통합되어 LF Networking(LFN) 에코시스템의 일부가 되었다. 또한 OpenStack은 NFVI의 클라우드 인프라 계층을 제공하는 데 널리 사용되며, Kubernetes와 같은 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼은 경량화된 VNF 배포의 핵심 기술로 부상하고 있다.
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#330
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산업 동향으로는 초기 NFV 구현이 주로 코어 네트워크 패킷 처리량기능에 집중했다면, 최근에는 엣지 컴퓨팅과의 결합이 활발해지고 있다. 5G 네트워크의 등장은 네트워크 슬라이싱과 함께 엣지에서의 유연 시간한 서비스 체인 구성을 요구하며, CPU/메모리 NFV를 핵심 인프라로 활용하고 있다. 또한, VNF의 패키징과 배포를 표준화하기 위한 노력이 지속되고 있으며, 클라우드 네이티브 원칙을 적용한 클라우드 네이티브 네트워크 기능(CNF)으로의 진화가 두드러진다. 이는 기존의 가상화 머신 기반 VNF보다 더 빠른 확장성과 효율성이 VNF 성능을 결정합니제공한다.
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#331
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ETSI는 2012년에 NFV 산업 규격 그룹(Industry Specification Group, ISG)을 설립하여 NFV의 표준화를 주도했다. 이 그룹은 통신 업계의 주요 사업자와 벤더들이 참여하여, 상호 운용성을 보안 장하고 시장 분열을 방지하기능 위한 일련의 규격 문서들을 발표했다. ETSI NFV ISG의 작업은 NFV의 참조 아키텍처, 요구사항, 개념, 증명(Proof of Concept) 프레임워크 등을 정의하는 데 중점을 두었다.
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#332
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격리 강도, 보안 업데이ETSI NFV의 표준 문서 세트는 주로 NFV 아키텍처 프레임워크를 설명하는 일련의 백서로 구성된다. 가장 핵심적인 문서는 NFV의 전체적인 참조 아키텍처를 정의한 ETSI GS NFV 002이다. 이 문서는 NFV 인프라(NFVI), 가상 네트워크 기능(VNF), 다중 테넌그리고 NFV 관리 및 오케스트레이션(MANO) 프레임워크를 포함한 주요 기능 블록과 그 사이의 참조 포인트를 명시 환경에서한다. MANO 프레임워크는 VNF의 보안 보장수명 주기 관리와 NFVI 자원의 오케스트레이 중션을 담당하는 핵심 요합니소로, NFV 구현의 표준적인 청사진을 제공한다.
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#333
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호환성표준화 작업은 지속적으로 발전하여 초기 릴리즈 이후 여러 단계를 거쳤다. 주요 릴리즈와 그 초점은 다음과 같다.
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#334
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#335
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도입 시에는 플랫폼ETSI의 기능 범위와 지원 표준을 면밀히 검토해야 한다. 이상적인 플랫폼화 노력은 VNFNFV 기술의 온보딩기반을 마련했지만, 인스턴스화, 모니터링, 스케일링(확장/축상세한 구현은 주로 오픈 소), 업데이스 프로젝트, 종료 등의 전 과정을 자동화할 수 있어야 한나 벤더별 솔루션에 맡겨졌다. 또한,이로 인해 실제 배포 환경에서는 ETSI NFV 표준에을 준수하면서도 특정의한 NFV 관리와 오케스트레이션 구현체(MANO) 프레임워크예: OpenStack, 특히 NFV 오케스트레이터(NFVOKubernetes), VNF 매니저(VNFM), 가상화 인프라 매니저(VIM) 간에 의 인터페이스를 얼마나 잘 준수존하는지 경우가 중요하많다. 이는ETSI NFV 표준은 업계의 공통 언어와 목표를 제시함으로써, 다중양한 벤더 환경에서간의 상호운용통합과 NFV 생태계의 성을 보장을 촉진하는 데 기반이 된여했다.
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#336
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오케픈 소스 프로젝트레이션 플랫폼 도입
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#337
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다음과NFV 생태계는 ETSI와 같은 표준화 기구의 활동과 함께 여러 오픈 소스 프로젝트에 의해 주도적으로 발전하고 있다. 이러한 프로젝트들은 NFV의 핵심 구성 요 선택소인 NFV 인프라(NFVI), 가상 네트워크 기준을 능(VNF), 그리고려 NFV 관리 및 오케스트레이션(MANO) 프레임워크를 구현하여는 데 필요한 소프트웨어를 공동으로 개발하고 검증하는 플랫폼 역할을 평한다. 오픈 소스 모델은 벤더 종속성을 줄이고, 상호운용성을 촉진하며, 혁신 속도를 가속화하는 것이 일반적이데 기여한다.
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#338
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고려 사항주요 오픈 소스 NFV 프로젝트는 다음과 같다.
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#339
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각주 1
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#340
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주요 이러한 프로젝트들은 서로 경쟁하기보다는 상호 보완적인 관계를 형성하며 발전해 왔다. 예를 들어, OpenStack은 가상 머신 기반 NFV 인프라의 기반을 제공하고려사항, Kubernetes는 클라우드 네이티브 방식의 컨테이너 오케스트레이션을 담당한다. 한편, ONAP과 Open Source MANO는 서비스 오케스트레이션 영역에서 다양한 접근 방식을 제시한다. 산업계는 이러한 오픈 소스 생태계를 통해 표준에 부합하는 상용 솔루션을 빠르게 개발하고, 다중 벤더 환경에서의 통합 문제를 해결하며, 통신 서비스 제공자가 네트워크를 소프트웨어 정의 방식으로 전환하는 것을 지원한다.
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#341
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계층적 통합
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#342
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OSS가 최상위 관리 계층으로 동작하며, 하위의 MANO 및 물리 네트워크 관리 시스템을 통제하는 방식이다.
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#343
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기존 OSS의 확장성과 MANO에 대한 추상화 능력이 중요하다.
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#344
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#345
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#346
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-1130자
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삭제
#347
삭제됨
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-5자
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