Was ist Netzwerkvirtualisierung?

Netzwerkvirtualisierung ist die Umwandlung eines hardwarebasierten in ein softwarebasiertes Netzwerk. Wie bei allen Formen der IT-Virtualisierung besteht das grundlegende Ziel der Netzwerkvirtualisierung darin, eine Abstraktionsschicht zwischen physischer Hardware und den Aktivitäten einzuführen, die diese Hardware nutzen.

Genauer gesagt ermöglicht die Netzwerkvirtualisierung das Bereitstellen von Netzwerkfunktionen, Hardwareressourcen und Softwareressourcen unabhängig von der Hardware – als virtuelles Netzwerk. Sie kann verwendet werden, um zahlreiche physische Netzwerke zu konsolidieren, ein Netzwerk zu unterteilen oder um virtuelle Maschinen (VMs) miteinander zu verbinden.

Mithilfe von Netzwerkvirtualisierung können Anbieter digitaler Services ihre Serverressourcen optimieren. Dies führt zu weniger Serverleerlauf und ermöglicht es, Standardserver für Funktionen zu verwenden, die früher teure proprietäre Hardware erforderten. Auch die Geschwindigkeit, Flexibilität und Zuverlässigkeit von Netzwerken wird dadurch verbessert.

Es gibt zwei Arten der Netzwerkvirtualisierung: extern und intern. Die externe Netzwerkvirtualisierung kann Systeme, die physisch an dasselbe lokale Netzwerk (LAN) angeschlossen sind, in separate virtuelle lokale Netzwerke (VLANs) kombinieren oder umgekehrt separate LANs in dasselbe VLAN aufteilen. Dies ermöglicht es Serviceanbietern, die Effizienz eines großen Netzwerks zu verbessern.

Im Gegensatz zur externen Netzwerkvirtualisierung, die auf Systemen außerhalb eines einzelnen Servers agiert, agiert die interne Netzwerkvirtualisierung innerhalb eines Servers, um ein physisches Netzwerk zu emulieren. Dies geschieht normalerweise, um die Effizienz eines Servers zu verbessern, und beinhaltet die Konfiguration eines Servers mit Software-Containern. Mit Containern lassen sich einzelne Anwendungen isolieren oder unterschiedliche Betriebssysteme auf demselben Server ausführen.

Die Netzwerkvirtualisierung abstrahiert die physischen IT-Infrastrukturelemente (Computer, Netzwerk und Storage) von proprietärer Hardware und bündelt sie in einem Pool. Aus diesem Pool können Ressourcen automatisch dort bereitgestellt werden, wo sie am dringendsten benötigt werden, wenn sich Nachfrage und geschäftliche Anforderungen ändern. Dies ist besonders in der Telekommunikationsbranche relevant, wo Anbieter vor der Herausforderung stehen, ihre Netze und Abläufe zu transformieren, um mit der technologischen Innovation Schritt zu halten.

Von der Virtual Reality in der Remote-Chirurgie bis hin zu Smart Grids, die Krankenwagen automatisch eine Grüne Welle verschaffen – neue Entwicklungen versprechen radikal verbesserte und optimierte Erfahrungen. Doch die herkömmlichen hardwareabhängigen Netzwerke vieler Serviceanbieter müssen transformiert werden, um dieser Innovation gerecht zu werden. Die Netzwerkvirtualisierung bietet Serviceanbietern die Agilität, die sie benötigen, um mit der Entwicklung Schritt zu halten.

Hyperscale-Public-Cloud-Anbieter haben gezeigt, wie sich Servicebereitstellung, Deployment und Iteration durch cloudnative Architekturen und Open Source-Entwicklung beschleunigen lassen. Serviceanbieter in der Telekommunikation können denselben Ansatz verfolgen, um mit größerer Agilität, Flexibilität, Resilienz und Sicherheit zu arbeiten. Sie können die Komplexität der Infrastruktur durch Automatisierung und eine gemeinsame horizontale Plattform managen. Sie können auch die höheren Erwartungen von Verbraucherinnen und Verbrauchern sowie Unternehmen in Bezug auf Leistung, Sicherheit, Verfügbarkeit und Benutzerfreundlichkeit erfüllen. Mit cloudnativen Architekturen und Automatisierung können Anbieter Dienste und Funktionen schneller ändern und hinzufügen, um besser auf Kundenbedürfnisse und -anforderungen zu reagieren.

Die meisten Anbieter digitaler Services haben sich bereits der Virtualisierung von Netzwerkfunktionen (NFV) verschrieben. NFV ist eine Methode zur Virtualisierung von Netzwerkservices wie Router, Firewalls, VPNs (Virtual Private Networks) und Load Balancer, die ursprünglich auf proprietärer Hardware ausgeführt wurden. Bei einer NFV-Strategie werden diese Services stattdessen als VMs oder Container auf Standardhardware paketiert, sodass Serviceanbieter ihr Netzwerk auf kostengünstigeren Standardservern ausführen können.

Wenn diese Services virtualisiert sind, können Anbieter Netzwerkfunktionen auf verschiedene Server verteilen oder verschieben, wenn sich die Nachfrage ändert. Mit dieser Flexibilität lässt sich die Geschwindigkeit von Netzwerkprovisionierung, Service-Updates und Anwendungsbereitstellung verbessern, ohne dass zusätzliche Hardwareressourcen benötigt werden. Die Segmentierung von Workloads in VMs oder Container kann auch die Netzwerksicherheit erhöhen.

Dieses Konzept bietet folgende Vorteile:

• Es wird weniger (und günstigere) Hardware verwendet.
• Flexibilität und Workload-Portabilität werden erhöht.
• Es ist möglich, Workloads im Handumdrehen hoch- und herunterzufahren.
• Netzwerkressourcen können flexibel skaliert werden, um auf veränderte Anforderungen zu reagieren.

Die wirtschaftlichen Vorteile einer virtualisierten Netzwerkinfrastruktur können enorm sein. Dabei stellt insbesondere das Radio Access Network (RAN) eine wichtige Möglichkeit für Serviceanbieter dar, Netzwerkabläufe zu vereinfachen und die Flexibilität, Verfügbarkeit und Effizienz zu verbessern. ACG Research schätzt, dass Netzanbieter, die das gesamte RAN virtualisieren, TCO-Einsparungen (Gesamtbetriebskosten) in Höhe von 44 % erzielen können.

Red Hat bietet eine Lösung auf Betreiber-Ebene auf der Basis von Open Source an: Red Hat Solution for NFV. Diese Lösung hilft Anbietern von Kommunikationsdiensten, IT- und Netzwerkkonvergenz zu erreichen, indem sie NFV-Funktionen auf bestehenden Open Source-Produkten wie Red Hat®️ OpenStack®️ Platform verfügbar macht.