在多年被专有的、昂贵的硬件和软件包束缚之后，许多企业对软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的发展产生了兴趣，前景是兴奋的。这些方法提供了新的自由度和灵活性，但随着数据中心技术的发展，它们已经落伍了。软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的行业潜力将受到挑战和冲击。企业、移动运营商和数据中心历来在定制设计的物理硬件和软件上构建他们的网络基础设施。示例包括网关、交换机、路由器、网络负载平衡器、无线接入网络中的移动核心和移动应用，例如vEPC（虚拟演进分组核心）、vCPE（虚拟客户端设备）、vRAN（虚拟无线接入网络）和安全应用例如防火墙、NGFW、IDS/IPS、SSL/IPSe卸载程序、DLP和防病毒应用程序。传统上，运营商不得不为这些不同的应用程序购买和部署定制网络设备。网络功能虚拟化(NFV)背后的愿景是运营商可以将这些功能支持为软件应用程序，称为虚拟网络功能(VNF)，并在标准服务器上的虚拟机或容器中运行，而不是购买专用设备来运行每个Web应用程序。从分散的客户架构转向更统一的“纯x86架构”有望降低成本、简化网络基础设施的部署和管理、扩大供应商选择范围，并最终实现网络和安全市场的横向扩展。在大多数情况下，标准平台上的软件应用程序可以在不分配大量CPU资源的情况下满足吞吐量和延迟要求，但这是一个不切实际的假设。运营商意识到虚拟网络功能(VNF)节省的成本被需要部署整个计算资源来解决以前单个设备可以解决的问题所抵消。满足与专用解决方案相同性能所需的CPU和服务器成本、机架空间和功耗最终可能比定制设计的替代方案更昂贵。操作简单和显着降低总拥有成本的愿景仍然是企业梦想的未来。5G的复杂因素随着5G网络成为现实，运营商将在其通用虚拟网络功能基础设施(NFVi)方面面临更大的性能和扩展问题。企业向5G的转变对移动网络提出了新的要求，并且需要创建自己的超大规模网络版本，这是满足技术性能目标所必需的，但经济规模要合适。与之前的3G/4G移动协议实例相比，5G网络有许多独特之处。距离越短，频率越高，因此无线网络可以处理的带宽就越大。随着5G的出现，用户、人员和物联网设备的激增从根本上影响了网络中唯一流量的数量，并且需要非常低的延迟。与以前的移动技术相比，新技术还有望降低能耗和成本。一旦实现，这些5G目标将实现全新的无线通信应用。智能网卡(NIC)的力量为了扩展虚拟网络功能以满足性能目标，运营商必须部署基于FPGA的智能网卡(NIC)的数据加速。该技术卸载了托管各种虚拟网络功能(VNF)的x86处理器，以支持承诺的广泛服务。使用智能网络接口卡(NIC)的加速虚拟交换已被证明是部署虚拟网络功能(VNF)的最高性能和最安全的方式。虚拟机(VM)可以使用加速的数据包I/O和硬件保证的数据流量隔离，同时保持vSwitch功能。基于FPGA的智能NIC专用于vSwitch所需的匹配/动作处理，可以卸载关键的安全处理，为虚拟网络功能(VNF)应用程序释放CPU资源。虚拟交换、流分类、过滤、智能负载均衡和加密/解密等功能都可以在SmartNIC中执行，并从承载虚拟网络功能（VNF）的x86处理器卸载，同时保持虚拟网络功能（VNF）通过VirtIO(VNF)等技术是透明的，并提供了网络结构的通用管理和编排层。运行固定功能、强化、昂贵、运行缓慢且成本高昂的网络和安全解决方案的新架构不再可行。克服虚拟网络功能(VNF)部署挑战的技术需要基于标准服务器的可重构计算平台。此外，这些服务器必须能够使用内联或后备模型卸载和加速计算密集型工作负载，以在x86通用处理器和基于软件可重构FPGA的智能网络接口卡(NIC)之间正确分配工作，这些接口卡针对虚拟机进行了优化环境负载。当COTS（商用现成）服务器平台与支持最苛刻要求的基于FPGA的智能网络接口卡(NIC)结合使用时，网络应用程序可以以数百GB的吞吐量运行并支持数百万并发流。有了这种独特的架构，网络功能(VNF)利用COTS（商业现成）硬件进行网络应用的愿景并没有出现，但显然是可以实现的。可重构计算平台架构使组织能够在不牺牲性能的情况下参与软件定义和虚拟化计算。
