Почему происходит изменение технологических концепций в среде сетей передачи данных, каковы причины этого и как изменится жизнь поставщиков услуг благодаря реализации современных тенденций?
Исторический экскурс
Развитие технологий сетей передачи данных с 1969 года (ARPANET) было направлено на то, чтобы сделать каждый аппаратный компонент независимым от других компонентов.
Протоколы взаимодействия работали по принципу обмена управляющей информацией, которая использовалась алгоритмами для анализа топологии и построения моделей взаимодействия между устройствами.
Есть версия, что такой подход был специально разработан для повышения шансов выживания сетей передачи данных в условиях военного конфликта, при котором некоторые устройства или линии связи могут выйти из строя, а остальным компонентам сети придется самостоятельно решать, какая топология останется целой и работоспособной.
.
То есть в качестве цели ставилась децентрализация работы сети.
Все разработанные протоколы динамической маршрутизации (RIP, OSPF, IGRP, BGP) и протокол ветвления дерева (STP) построены на этом принципе — устройства как одноранговые узлы обмениваются доступной информацией о своих соединениях с соседями и самоорганизуются в общую топологию, которая работает как единая сеть.
Достигнув актуальной на тот момент цели – автономности, со временем, когда нагрузка на сеть возросла, стало очевидно, насколько неэффективно использовались текущие соединения.
Работа сети на втором уровне OSI стала приводить к отключению резервных соединений, тем самым снижая общую загрузку сети передачи данных.
Работа сети на уровне OSI 3 стала приводить к асимметричной маршрутизации, что могло вызвать несогласованную доставку пакетов, что привело к увеличению буферного пространства на принимающих устройствах.
Другая проблема заключалась в том, что сетевые функции (Брандмауэр, Балансировка нагрузки, Зеркалирование), реализованные в определенном физическом месте сети передачи данных, могли располагаться далеко в топологии от места генерации трафика.
Поскольку трафик нужно было доставлять к аппаратному устройству и фильтровать только там, например, это приводило к большим потерям и меньшей эффективности, чем если бы трафик фильтровался в точке его генерации.
SDN
С тех пор прошло много времени, и хотя угроза военных конфликтов сохранялась, технологические лидеры решили, что цель централизации теперь отвечает современным потребностям.
Такой подход привел к необходимости пересмотра операционной модели сети передачи данных в сторону разделения функций управления и функций передачи данных.
Все функции управления было решено сконцентрировать в одной точке — контроллере, который будет собирать информацию с устройств передачи трафика и принимать решения о том, как управлять этим трафиком.
Централизация позволяет повысить эффективность загрузки всех соединений и максимально использовать ресурсы аппаратных устройств.
Разработанный протокол Openflow решил задачу управления плоскостью передачи трафика путем программирования коммутаторов с действиями, которые следует выполнять с трафиком.
При этом модель принятия решения о том, как следует передавать трафик внутри контроллера плоскости управления, могла бы быть реализована с использованием совершенно иных математических моделей, чем те, на которых основаны известные протоколы динамической маршрутизации.
Разница в том, что современные протоколы маршрутизации основаны на принципе обмена информацией между точками о топологии.
Но если вся топология хранится в одном месте, то необходимости в алгоритмах обмена информацией нет. Необходимо лишь использовать информацию о топологии для того, чтобы направить трафик из точки А в точку Б.
При централизованном подходе решения о передаче трафика могут не быть универсальными.
То есть нет необходимости передавать весь трафик между двумя точками по одному и тому же пути.
Одна часть трафика может идти по одному пути, а другая часть — по альтернативному пути в той же топологии.
Такой подход повышает эффективность за счет максимального использования существующей сетевой инфраструктуры.
НФВ
Еще одним преимуществом является то, что, зная, какие политики следует применять к различным типам трафика в разных точках входа трафика в сеть, можно применить сетевую функцию непосредственно в этой точке сети.
Если представить, что сотни сетевых функций можно отделить от аппаратной платформы и реализовать в виде программы, которая получает на вход управляющую информацию (какие политики нужно применить к трафику) и определяет входящий и исходящий интерфейс для трафика, то это Сетевая функция может работать в стандартных операционных системах на серверах x86. Запуская эти программы в точках генерации или обмена трафиком, центральный контроллер может запрограммировать коммутаторы на передачу требуемого типа трафика в рамках сетевой функции.
Трафик после обработки сетевой функцией возвращается в плоскость данных и передается конечному получателю.
Одним из аргументов принятия такой модели является снижение стоимости сети передачи данных за счет того, что конкретные сетевые функции, реализованные на специализированной аппаратной платформе, предлагаются по более высокой цене, чем реализация тех же функций на универсальной.
вычислительная платформа.
Производительность специализированных платформ всегда была выше, и это имело значение в эпоху не слишком производительных универсальных процессоров, но современные тенденции нивелировали эту разницу и теперь даже на обычных CPU за счет увеличения быстродействия стало возможным выполнять заданные сетевые функции с необходимой производительностью.
Еще одним преимуществом было то, что при возможности выполнять сетевую функцию в любом месте сети передачи данных не было необходимости в гигантской производительности в одном устройстве, поскольку требуемая производительность могла быть распределена по всем точкам генерации или обмена трафиком.
Этот факт позволяет очень быстро масштабировать производительность сетевой функции при резком увеличении объема трафика.
Это регулярно наблюдается во время значимых событий в жизни всего человечества, например, чемпионата по футболу, Олимпийских игр или трансляции свадьбы английского принца.
В такие моменты люди записывают видео и фотографируют, выкладывают всё в облако и обмениваются ссылками.
Все это приводит к взрывному росту объемов трафика, который необходимо перенаправлять в нужные точки.
Сетевые функции сжатия трафика в реальном времени (Real-Time Compression, WAN Optimization), перенаправления запросов в близлежащие точки (CDN), балансировки нагрузки между фермой серверов (Load Balancing) должны быть развернуты автоматически и в необходимом масштабе и предоставлены в виде специфическое движение транспорта.
Системы MANO с автоинициализацией, автомасштабированием и автоматической настройкой перенаправления трафика помогают идентифицировать этот тип трафика, запускать виртуальные машины с необходимой функцией и перенаправлять на них трафик.
МАНО
Организаторы (управление и эксплуатация) этого процесса должны обладать целым набором способностей: 1) Управлять физической инфраструктурой: сетями передачи, хранилищами данных, серверами; 2) С помощью платформ виртуализации создать необходимые экземпляры на базе физической инфраструктуры: виртуальные машины, виртуальные LUN, виртуальные сети; 3) Получать телеметрию от действующих сетевых устройств для проведения анализа и принятия решений о предоставлении дополнительных сетевых функций; 4) Запускаем из шаблонов необходимые сетевые функции и загружаем их с конфигурацией, соответствующей требуемой задаче; 5) Анализировать состояние запущенных функций сети для принятия оперативных решений в случае сбоев, аварий или перегрузок; 6) Устранять запущенные сетевые функции, когда больше нет необходимости в их работе и делать это на основании автоматических данных телеметрии или по требованию администратора; 7) Перенести информацию о ресурсах, используемых для проведения расчетов по счетам, в ИТ-систему бизнеса.
Реализация данного функционала позволит значительно ускорить время предоставления услуг от операторов связи клиентам и потребителям.
Сокращение времени вывода услуги на рынок повысит монетизацию инфраструктуры и приведет к дополнительной прибыли.
Пользовательский опыт более плавного и быстрого потребления контента улучшит эмоциональное восприятие услуги потребителями, что в конечном итоге повысит привлекательность операторов связи как клиентоориентированных поставщиков.
Виртуализация корпоративного CPE
Изменение работы провайдеров с предоставления традиционных каналов связи («труб») на создание комплекса дополнительных услуг позволит им продолжать предоставлять высокорентабельный сервис, а в долгосрочной перспективе не приведет к снижению выручки из-за к усилению конкуренции на рынке инфраструктурных провайдеров.
Еще одна возможность для поставщиков услуг увеличить прибыль — это модель миграции на интеллектуальные конечные точки (CPE).
Переход от цифровых модемов к управляемым маршрутизаторам преследует несколько целей.
На данный момент для подключения удаленного филиала поставщика услуг требуется устройство, соединяющее локальную сеть филиала с сетью оператора в необходимую выделенную сеть, организованную либо по технологии MPLS, либо, в случае устаревших провайдеров, через Технология банкоматов.
В данном случае необходимость выполнения различных операций с трафиком клиента (предоставления дополнительных сетевых функций) привела к необходимости доставить этот трафик от клиента до ядра сети оператора, в котором расположены устройства, реализующие такую сетевую функцию, и в ядре сети для обработки трафика в соответствии с заданными политиками.
Это привело к увеличению использования «последней мили» и магистральной линии оператора с трафиком, который можно было обрабатывать ближе к источнику генерации.
С другой стороны, конечные устройства представляли собой либо аналого-цифровые преобразователи, либо довольно простые IP-устройства без возможности превентивного мониторинга или удаленной настройки.
Замена таких устройств на CPE нового поколения позволит решить несколько проблем.
Удаленное управление новыми CPE позволит осуществлять автоматическую настройку с использованием двухфакторного метода с использованием URL-адресов активации.
Таким образом, появится возможность отправлять устройства напрямую с завода-производителя конечным потребителям и активировать их на месте с необходимой конфигурацией, в том числе силами неквалифицированного персонала.
Кроме того, внедрение на CPE с использованием уровня виртуализации контейнеров или виртуальных машин с нетребовательными к аппаратной платформе сетевыми функциями, позволяющими предоставлять дополнительные услуги непосредственно в конечной точке, даст возможность клиентам в магазине приложений активировать тот функционал, который они хотят. требуют для своей точки подключения: антивирусную защиту, фильтрацию спама, родительский контроль и так далее.
Оператор, взимая дополнительную плату за эти функции, получит широкие возможности для увеличения доходов за счет быстрого и беспрепятственного внедрения новых приложений SDN. Для корпоративных клиентов быстрое развертывание новых офисов в точках присутствия Интернета станет реальностью – не будет необходимости перенастраивать множество IPSec VPN-туннелей на новую адресацию, если CPE будет автоматически строить оверлейные туннели с использованием технологий VXLAN или MPLSoGRE. между несколькими CPE и центральным центром обработки данных.
Централизованное управление удаленными офисами позволит быстро менять программное обеспечение на CPE и централизованно хранить данные конфигурации.
Средства информационной безопасности можно активировать из единой консоли управления сразу для всей организации.
Администратор ИБ оценит отсутствие у сотрудников филиала доступа к консоли маршрутизатора, ведь настроить политики можно только на SDN-контроллере или оркестраторе.
Выводы
Использование упомянутых тенденций - переход к централизованной плоскости управления, замена специализированных устройств с сетевыми функциями на x86-серверы с программным обеспечением NF, создание системы управления виртуальными ресурсами с передачей управляющих сигналов на различные компоненты OSS\BSS. системы, а также автоматизация и виртуализация устройств терминального подключения приведут к увеличению скорости вывода услуг на рынок, создадут экосистему предоставления услуг с высокой добавленной стоимостью и повысят привлекательность провайдера для конечных клиентов.
Теги: #SDN #NFV #cloud #ARPANET #ARPANET #mano #nfvi #Исследования и прогнозы в ИТ
-
Штейнмец, Чарльз Протей
19 Oct, 24 -
Заказывайте Обзоры И Не Пожалеете
19 Oct, 24 -
Портирование Веб-Приложения В Adobe Air
19 Oct, 24 -
100 Самых Странных Сайтов В Интернете
19 Oct, 24
