讓網路功能虛擬化(NFV)成為現實
在被繫結到專有的、昂貴的硬體和軟體包多年之後，很多企業對軟體定義網路(SDN)和網路功能虛擬化(NFV)的發展前景感到興奮。這些方法提供了新的自由和靈活性，但是隨著資料中心技術的發展，它們已經落後了。軟體定義網路(SDN)和網路功能虛擬化(NFV)的行業潛力將受到挑戰和影響。
企業、移動運營商和資料中心歷來以其定製設計的物理硬體和軟體為基礎構建其網路基礎設施。其例子包括閘道器、交換機、路由器、網路負載均衡器、移動核心和無線接入網路中的移動應用，例如vEPC(虛擬演進分組核心)、vCPE(虛擬客戶端裝置)、vRAN(虛擬無線接入網路)，以及安全應用程式(例如防火牆、NGFW、IDS/IPS、SSL/IPSe解除安裝裝置、DLP和防病毒應用程式)。
傳統上，運營商不得不為這些不同的應用程式購買和部署定製網路裝置。網路功能虛擬化(NFV)背後的願景是運營商能夠支援這些功能作為軟體應用程式，稱為虛擬網路功能(VNF)，並在虛擬機器或標準伺服器上的容器中執行，而不是購買專用裝置來執行每個網路應用程式。從離散的客戶架構轉向更加統一的“僅限x86架構”，有望降低成本，簡化網路基礎設施的部署和管理，擴大供應商選擇範圍，最終實現網路和安全市場的橫向擴充套件。
大多數情況下，標準平臺上的軟體應用程式無需分配大量CPU資源即可滿足吞吐量和延遲需求，但這是不切實際的假設。運營商意識到虛擬網路功能(VNF)節省的成本被部署整個計算資源的需求所抵消，以解決單個裝置之前可以解決的問題。滿足專用解決方案相同效能所需的CPU和伺服器的成本、機架空間及功耗最終會比定製設計的替代方案更加昂貴。操作簡單性和顯著降低總體擁有成本的願景仍然是企業未來的夢想。
5G的複雜因素
隨著5G網路成為現實，運營商將通過其通用虛擬網路功能基礎設施(NFVi)面臨更大的效能和擴充套件問題。企業向5G的轉變為行動網路帶來了新的要求，並需要建立自己的超大規模網路版本，這是滿足技術性能目標所必需的，但是在適當的經濟規模上。與之前的3G/ 4G移動協議例項相比，許多因素對5G網路來說是唯一的。距離越短，頻率越高，因此，無線網路可以處理的頻寬越多。
隨著5G的出現，使用者、人員、物聯網裝置的數量激增，這從根本上影響了網路中獨特流的數量，並且需要非常低的延遲。與以前的移動技術相比，這項新技術還承諾降低能耗和成本。這些5G目標一旦實現，將推動無線通訊應用於全新領域。
智慧網絡卡(NIC)的強大功能
為了擴充套件虛擬網路功能以滿足效能目標，運營商必須基於基於FPGA的智慧網絡卡(NIC)部署資料加速。這種技術可以解除安裝託管各種虛擬網路功能(VNF)的x86處理器，以支援承諾的廣泛服務。
事實證明，使用智慧網絡卡(NIC)加速虛擬交換是部署虛擬網路功能(VNF)的效能最高、最安全的方法。虛擬機器(VM)可以使用加速資料包I/O，並通過硬體保證資料流量的隔離，同時保持vSwitch功能。基於FPGA的智慧NIC專門用於vSwitch所需的匹配/動作處理，可以解除安裝關鍵的安全處理，為虛擬網路功能(VNF)應用程式釋放CPU資源。虛擬交換、流分類、過濾、智慧負載均衡和加密/解密等功能都可以在智慧網絡卡中執行，並從容納虛擬網路功能(VNF)的x86處理器解除安裝，同時通過VirtIO等技術保持虛擬網路功能(VNF)透明，提供網路結構的通用管理和編排層。
一種新的架構
執行固定功能、硬化、昂貴、操作緩慢且成本高昂的網路和安全解決方案不再可行。克服虛擬網路功能(VNF)部署面臨挑戰的技術需要基於標準伺服器的可重新配置計算平臺。此外，這些伺服器必須能夠使用內聯或後備模型解除安裝和加速計算密集型工作負載，以便在x86通用處理器和針對虛擬環境優化的基於軟體可重配置FPGA的智慧網絡卡(NIC)之間適當分配工作負載。
當COTS(商務現貨供應)伺服器平臺與支援最苛刻要求的基於FPGA的智慧網絡卡(NIC)耦合時，網路應用程式能夠以數百千兆位的吞吐量執行，並支援數百萬個併發流。憑藉這種獨特的架構，利用COTS(商務現貨供應)硬體的優勢進行網路應用，網路功能(VNF)的願景並未出現，但顯然是可以實現的。可重新配置的計算平臺架構使組織能夠參與軟體定義和虛擬化計算，並且不會犧牲效能。