處於數位網路時代，人們隨時隨地與網路緊密連結，在智慧行動裝置與物聯網（Internet of Things，IoT）大量設備聯網的趨勢下，既有網路面臨巨大的挑戰。根據Cisco最新的全球行動數據流量預測顯示（2015-2020年），全球行動用戶數量至2020年將達到55億，未來5年內行動數據流量將達到366.8 exabytes（366.8×1018位元組）的驚人數字。然而，現今網路架構主要採用分散式架構，如OSPF、與RIP等路由協定，加上網路設備廠商使用專屬的硬體與不同的網管軟體，造成網路不易互通及手動設定耗時、耗力的問題，不容易快速因應客戶經常變動的網路需求。
一、因應傳統網路瓶頸與雲端時代，傳統電信業轉向部署SDN與NFV架構
由於寬頻網路日益普及，傳統電信市場已邁入飽和階段，對電信和通訊業者而言，現有的網路基礎設施難以提供足夠的支援，因此轉型和調整成為不可逃避的課題。有鑒於此，一些大型電信業者在資料中心以及電信核心網路導入軟體定義網路（Software Defined Networking，SDN）與網路功能虛擬化（Network Functions Virtualization，NFV），例如美國AT&T與日本NTT DoCoMo正著手將電信基礎設施的LTE行動網路架構虛擬化，而一些大型電信設備供應商，包括Ericsson、Nokia和華為等，也都有推出相關LTE行動核心網路的虛擬化方案。歐洲的德國電信更在2015年以軟體定義營運商（Software Defined Operator）為策略發展目標。
傳統網路採用分散式的架構，在現今的網路環境中，個別的網路交換器集眾多功能於一身，包括從最底層的封包傳遞，中層的網路管理，到最上層的應用程式；優點是可以從硬體設計來達成交換器的行為，並且提升交換器的處理速度；但缺點則是，當需要改變交換器行為時，必須逐一進行設定或者更換原來的設備，如此將耗費非常多的人力和成本。
而SDN網路架構與傳統網路則不同，底層設備只負責封包傳遞，位於傳統網路中層及上層的功能被移轉到控制器（controller）上，由控制器中的軟體進行控制；最大的優點是可以快速部署各式各樣不同的網路環境，並省下大量的部署時間與進行維護人力資源，達到網路虛擬化動態部署的效果。
依據工研院IEK預估，全球SDN與NFV市場至2019年的產值將超過300億美元，其中約有20%是新市場，80%是既有市場或取代性市場。而其中全球NFV的硬體、軟體和服務市場，預計於2019達116億美元，年複合成長率71%，產值成長非常快速。預期未來營運商在軟體上的投資，將大於伺服器、儲存以及交換器等硬體設備。
二、軟體定義網路改變網路架構與運作，降低設備投資與維運成本
軟體定義網路（SDN）是一種網路虛擬化（Network Virtualization）技術，2008年由美國史丹佛大學的Future Network 計畫提出，利用「OpenFlow」協定，把路由器的控制平面（control plane）與資料平面（data plane）加以分離（decouple）。SDN架構將封包傳送的路徑視為一種「Flow」，依此預先建立邏輯網路，來決定封包傳輸方式。因此可以讓網路管理員，在不更動硬體裝置的前提下，以集中控制和多個隔離的虛擬網路，用軟體程式重新規劃網路和控制網路流量。
簡單來說，用軟體方式來簡化網路的運作，能讓網路可以更加自由的控制與管理，而藉由SDN和NFV技術，也能為電信業者降低成本、並加快導入新業務的速度。目前許多電信業者已積極開始進行相關的測試和驗證，例如美國最大電信商AT&T，在2013年就提出下世代網路建構計畫「Domain 2.0」，透過整合SDN與NFV概念與技術，提出使用者定義網路雲(User-Defined Network Cloud)概念，企圖加速網路架構革新與企業文化轉型。美國另一家大型電信商Verizon，也於2015年4月宣佈轉向以SDN為主的網路架構，以期降低成本、加速業務創新。
SDN發展初期以超大規模資料中心，以及大型雲端服務供應商為主，但隨著SDN技術不斷發展，現今已有部分企業開始採用該技術，來部署雲端服務。在SDN各領域中，預計初期實體網路基礎架構的市場比重仍然較大；而虛擬化與控制層軟體，還有SDN應用市場，則會是成長幅度最快的領域。
三、網路功能虛擬化應運而生且後勢看漲
而網路功能虛擬化（NFV）則是透過使用標準的x86等硬體，以及虛擬化軟體技術來執行很多網路的功能，進而降低網路昂貴的設備成本。NFV的主要概念是藉由軟硬體的分離以及虛擬設備（Virtual Machine，VM），使網路設備功能不再依賴於專用硬體，資源可以依實際需求，加以充分靈活運用和擴展。
根據Heavy Reading研究，約有97%的電信服務供應商規劃在未來5年內部署NFV技術，希望能對抗來自線上影音業者（OTT）的競爭，其中包括AT&T、Verizon、BT、Telefonica、NTT Communications、中國移動等國際電信營運商。此外，在2016年2月的行動通訊世界大會（MWC）上， Linux基金會、中國移動和華為共同發表「OPEN-O」計畫，並攜手中國電信、韓國電信、Ericsson、Intel、Red Hat等15家業者，發起第一個整合SDN和NFV的開源協同器平台(open source orchestrator platform)。
採用NFV對於既有網路架構與設備的影響較小，是立即可行的，近來獲得許多電信商及設備大廠的支持。隨著越來越多虛擬化功能的展示和應用案例，NFV技術進展將會加速，未來將朝向開放網路（open networking）和軟硬體解構（disaggregation）發展；而安全的連線則是未來基於NFV網路的重要基礎。
四、Open Source將帶動開放網路創新與新市場契機
SDN和NFV所引發的網路革新，使得電信業者有機會徹底改變目前以硬體為導向的網路營運模式，從而思考如何為客戶創造新的管理方式和服務。NFV與SDN的運作彼此獨立但是具互補性，SDN的集中控制能夠提升網路的效率和靈活度，而NFV則透過標準硬體便可達成特定的網路功能。以軟體與虛擬化技術為核心的新一代網路架構，將顛覆我們對於傳統網路的認識，並且為更多創新服務以及下世代通訊網路發展提供很好的基礎。
未來將是開放軟體的世界，目前業界幾乎所有技術和產品有80%的軟體程式都源自於開源（open source）。目前推動SDN與NFV應用發展的三大開源組織，包括開放網路基金會（Open Networking Foundation，ONF），於2011年成立，由德國電信、Facebook、Google、Microsoft、Yahoo等公司發起，負責制定OpenFlow的標準；以及由Linux基金會在2013年成立的開源專案OpenDaylight，主要在發展開源的控制器，發起的廠商包括Brocade、Cisco、Ericsson、HP、Juniper等。此外，歐洲電信標準協會（ETSI）也成立了NFV工作小組，積極推展SDN和NFV，目前已經有超過200家公司參與，涵蓋電信公司與IT廠商，並且已發佈一系列白皮書，內容涵蓋架構、應用案例以及虛擬化需求等規格。
臺灣業者應積極加入上述國際開放標準組織，盡早佈局虛擬化網路技術與相關測試驗證，並優先發展SDN控制器、NFV協同器以及安全性等重要技術方向，才能協助網路業者和企業，建立可商用的完整解決方案，以減少導入實際網路營運的障礙。