在我剛開始了解5G核心網架構的時候，我注意到軟體定義網絡（SDN）和網絡功能虛拟化（NFV）作為兩種新興技術被多次提及。然而，對于SDN和NFV技術在5G中扮演着的重要角色，很多文獻在這方面僅僅一筆帶過，很多技術部落格也是從專業的營運商角度來強調SDN和NFV的引入為營運商帶來的時間和成本上的節省，這其實讓我很困惑，因為我依舊不明白為什麼SDN和NFV技術可以具有這麼大的潛力，無法從根本上來了解這兩種技術對于5G至關重要的意義。作為初級入門者，如果不能從本質上了解這一點的話，我認為對于整個5G核心網技術系統的完整性認識是不會有幫助的。是以在這裡把我的一點了解歸納整理，希望對初學者有所幫助，如果有了解不到位的地方，歡迎各位批評指正。
接下來我将從我了解的角度來讨論為什麼要為5G引進SND技術和NFV技術。
這首先要從目前的核心網EPC的一大缺陷講起，這個缺陷就是耦合！EPC在建構之初并沒有從服務和基礎架構的出發點去考慮問題，而是針對單一服務（使用場景）設計的集中式架構，這就導緻EPC架構下實體元件之間的功能劃分非常耦合，功能的耦合也帶來部署的難度，同時功能的實作嚴重依賴于實體硬體，很多功能的實作必須建立在昂貴的專有裝置基礎之上。
總結來講，傳統EPC網絡的耦合主要展現在兩個方面：
☘ 控制平面和使用者平面的耦合；
☘ 硬體和軟體的耦合。
這兩方面的耦合帶來三個方面的限制：
☘ 這樣的傳統架構為營運商部署網絡帶來成本和時間上的挑戰；
☘ 随着終端類型和數量以及服務類型越來越多，很難為這個“龐然大物”拓展☘ 新的功能和服務，并且無法高效地配置設定資源；
☘ 降低使用者服務品質體驗（QoS）。
我們以接下來的EPC網絡架構圖來進一步說明上面提到的“耦合”問題。如
圖1，EPC中有四大元件：
☘ MME：移動管理實體，負責網絡連通性的管理，主要包括使用者終端的認證和授權、會話建立以及移動性管理；
☘ HSS：歸屬使用者伺服器，作為使用者資料集為MME提供使用者相關的資料，以此來協助MME的管理工作；
☘ SGW：服務網關，負責資料包路由和轉發，将接收到的使用者資料轉發給指定的PGW，并将傳回的資料傳遞給eNB；
☘ PGW：PDN網關，負責為接入的使用者配置設定IP位址以及進行使用者平面QoS的管理，并且是PND網絡的進入點。
從圖1中的虛線和實線标記可以看出，MME僅承擔控制面功能，但是SGW和PGW既承擔大部分使用者平面功能，又承擔一部分控制平面功能，這就使得使用者平面和控制平面嚴重耦合，進而限制了EPC的開放性和靈活性。另一方面，在這種架構下，很多網絡元素必須運作于配備專用硬體的多個刀片式伺服器上，這對于營運商來說是極大的開銷。
詳細介紹完EPC的耦合缺陷之後，我們來簡要介紹一下SDN技術和NFV的基本概念。
SDN技術是一種将網絡裝置的控制平面與轉發平面分離，并将控制平面集中實作的軟體可程式設計的新型網絡體系架構。我們知道，在傳統網絡中，控制平面功能是分布式的運作在各個網絡節點（如集線器、交換機、路由器等）中的，是以如果要部署一個新的網絡功能，就必須将所有網絡裝置進行更新，這極大地限制了網絡創新！從這個角度來看，SDN便是應運而生的“救星”！SDN采取了集中式的控制平面和分布式的轉發平面，兩個平面互相分離，控制平面利用控制-轉發通信接口對轉發平面上的網絡裝置進行集中控制，并向上提供靈活的可程式設計能力。由于具備這種“天賦”，于是SDN自然而然成為EPC控制面和使用者面耦合問題的“克星”。
NFV技術是一種将網絡功能整合到行業标準的伺服器、交換機和存儲硬體上，并且提供優化的虛拟化資料平面，可通過伺服器上運作的軟體讓管理者取代傳統實體網絡裝置的技術。從古至今都有這麼一個道理：對于外界實體實體的依賴性越強，越不利于自身的發展。獨立性在我看來是一個意義重大的優秀品質，這同樣展現在網絡技術上。對專用網絡裝置的依賴，将會導緻我們在面對網絡創新時的無能為力，這一點在現階段的EPC中已經得到了印證，是以我們必須謀求新的技術來擺脫對專用硬體的依賴！通過使用NFV可以減少甚至移除現有網絡中部署的中間件，它能夠讓單一的實體平台運作于不同的應用程式，使用者和租戶可以通過多版本和多租戶使用網絡功能，進而促進軟體網絡環境中的新網絡功能和服務的創新，NFV适用于任何資料平面和控制平面功能、固定或移動網絡，也适合需要實作可伸縮性的自動化管理和配置。
通過以上對SDN和NFV的簡單介紹，可以大緻概括：SDN技術是針對EPC控制平面與使用者平面耦合問題提出的解決方案，将使用者平面和控制平面解耦可以使得部署使用者平面功能變得更靈活，可以将使用者平面功能部署在離使用者無線接入網更近的地方，進而提高使用者服務品質體驗，比如降低延遲時間。NFV技術是針對EPC軟體與硬體嚴重耦合問題提出的解決方案，這使得營運商可以在那些通用的的伺服器、交換機和儲存設備上部署網絡功能，極大地降低時間和成本。
SDN和NFV技術催生了5G核心網架構，如圖2所示：
在此基礎上，有的文獻提出5G架構應該盡可能減少網絡實體，并取消服務網關和PDN網關的概念，而将其抽象成為控制平面網關和使用者平面網關,并且提議控制平面網關和使用者平面網關以軟體的形式運作于營運商的雲系統中，而非使用專用的硬體裝置。這一提議的架構如圖3所示：
總之，不論未來5G核心網采用何種架構，SDN技術和NFV技術的結合使用，都會使得5G核心網在高效性、可程式設計性和靈活性上發生質的飛躍！對于營運商部署網絡和使用者享受更優質服務來說都是巨大的福音！