В рубрику "Решения корпоративного класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Современные сети связи постоянно эволюционируют на протяжении вот уже более 150 лет. На смену устаревшим технологиям, сетевым архитектурам и протоколам приходят новые. При этом меняются и системы управления. В задачи данной статьи входит выделить проблемы и новые подходы к системам управления при миграции сетей NGN/IMS в направлении SDN/NFV.
Появление сетей NGN/IMS ознаменовало переход от TDM-коммутации к сетям на основе IP-протокола [1]. IMS-решения достаточно подробно рассмотрены на практике [1, 2], также детально исследованы в теории [3]. Сети же SDN на данный момент исследованы очень слабо и пока применяются скорее как эксперимент или научное исследование.
Системы эксплуатационного управления развивались вместе с сетями связи. За последние 20 лет эксплуатационное управление в отрасли телекоммуникаций претерпело действительно революционные изменения. Прежде всего они связаны с более широким применением информационных технологий [4].
Начало радикальных изменений в технической эксплуатации датируется 1980-ми гг. На смену устаревшим ручным способам инсталляции и технической эксплуатации оборудования телефонных сетей пришла механизация. Необходимость уменьшения стоимости технического обслуживания на границе 1980-х и 1990-х гг. привела к этапу автоматизации, когда на основе микропроцессоров начали автоматизировать многие функции обслуживающего персонала.
В 1990-х гг. появились клиент-серверные технологии технической эксплуатации и распределенные системы управления. Важным фактором развития средств распределенного управления явилось создание модели "агент – менеджер" и разработка информационных моделей управления ресурсами [5].
Современные IP-сети построены по принципу самодостаточности сетевых элементов. Это значит, что для управления сетью необходимо управлять каждым устройством в отдельности, т.е. система OSS должна иметь интерфейс взаимодействия с каждым активным элементом в сети. В больших сетях с использованием оборудования различных производителей требования к OSS-системе становятся очень высоки. Чем больше развиваются сети и чем больше в них становится оборудования от разных вендоров, тем более остро встает вопрос о стандартизации и изучении новых методов управления столь сложной инфраструктурой.
Дальнейшее развитие систем эксплуатационного управления сопровождалось созданием стандартизирующих организаций, таких как TMForum, Eurescom и т.д. Наиболее весомый вклад в развитие технологий управления вносит TMForum. Основным практическим документом данной организации является карта телекоммуникационных операций TOM. Карта постоянно совершенствуется и дополняется. На данный момент она называется eTAM.
С появлением программно-конфигурируемых сетей подход к эксплуатационному управлению в корне меняется. Концепция единой точки управления сетью предоставляет системе OSS единый интерфейс мониторинга и сбора статистики, а разделение сети на плоскости дает возможность управлять каждой плоскостью в отдельности.
SDN (Software-Defined Networking) – сети с физически разделенными уровнями управления и уровнем функций, выполняющих продвижение трафика в сети (форвардинг), при этом уровень управления может быть представлен различными устройствами, но имеет одну единую точку управления всеми устройствами сети [6].
Архитектура сетей такого вида имеет три уровня:
Переход к сетям SDN откроет широкие возможности по централизованному управлению. Рассмотрим на примере. На рис. 3 представлена модельная архитектура сети SDN.
Вся модель делится на три уровня:
Каждый уровень сети SDN имеет свои функции и задачи. В задачи уровня данных входит пересылка пакетов согласно правилам, сформированным на уровне контроллера. Каждый сетевой элемент этого уровня имеет свой набор правил (Flow Table), с помощью которого коммутатор однозначно определяет действие или набор действий, которые необходимо применить к данному пакету.
На уровне данных сложно обеспечить функционирование системы эксплуатационного управления, каждое действие контроллера и OSS-системы должно быть синхронизировано и каждый из них обязан сообщать о своих действиях, это, в свою очередь, увеличивает объем передачи служебной информации по сети и усложняет задачу эксплуатации, масштабирования и развертывания сети (см. рис. 4).
Уровень контроллеров отвечает за составление таблиц правил, их обновление, сбор статистики, мониторинг уровня передачи данных и интерпретацию команд и запросов, поступающих от уровня приложений. Данный уровень очень интересен с точки зрения системы эксплуатационного управления, так как контроллеры SDN владеют всей информацией о состоянии сети и имеют полный контроль уровня передачи данных. Имея всего один интерфейс между системой OSS и контроллером SDN, можно получать полную информацию о состоянии сети в зоне ответственности данного контроллера, а также конфигурировать данную сеть.
Уровень приложений отвечает за виртуализацию сетевых функций. На данном уровне расположены сетевые приложения, с помощью которых выполняются различные задачи, такие как: динамическая маршрутизация, межсетевое экранирование, виртуализация топологии сети и т.д. На данном уровне OSS-система может получить готовую виртуализированную топологию сети, информацию о доступных виртуальных и физических ресурсах. Высокий уровень абстракции упрощает процесс предоставления услуг, процесс активации услуги сводится к отправке одной команды сетевому приложению, при этом конфигурацией сети после получения команды будет заниматься непосредственно уровень контроллеров.
Виртуализация сетевого оборудования при помощи технологий SDN/NFV в настоящее время очень активно развивается, крупные технологические компании, такие как Google, внедряют SDN для повышения управляемости собственных сетей. На российском рынке интерес к данной технологии выражают крупные провайдеры, такие как "Ростелеком", "МегаФон" и "ВымпелКом", которые активно проводят тестирование SDN-оборудования в рамках экспериментальных участков сетей и подключений корпоративных клиентов.
Однако полноценный переход к SDN для провайдеров является длительным и трудоемким процессом, так как требует замены традиционного сетевого оборудования на оборудование, поддерживающее протоколы SDN. В период миграции сетевая инфраструктура провайдера включает в себя множество классического сетевого оборудования, работающего по принципам обычных сетей, а также новое оборудование SDN, которое включает в себя не только сетевое оборудование, работающее по новым принципам продвижения трафика, но и серверное оборудование, состоящее из физических серверов и непосредственно управляющего программного обеспечения.
В период миграции провайдеру необходимо максимально точно производить технический учет всех имеющихся сетевых активов, взаимосвязей и взаимозависимостей между оборудованием, работающим по совершенно разным принципам. Разработка модуля для проведения учета оборудования SDN позволит предложить клиентам инструмент, способный предоставить информацию о состоянии любого сетевого актива.
При переходе к SDN/NFV перед оператором встает комплекс проблем, связанных с построением сети не из традиционного сетевого оборудования, но из функциональных блоков, которые могут быть как физическим оборудованием, так и программным обеспечением, развернутым в виртуальной среде. Оператор оказывается в положении, в котором необходимо управлять не только физической инфраструктурой, но и виртуализированной.
TMForum определяет концепцию "OSS/BSS будущего" как сфокусированную на операционных особенностях предоставления услуг в условиях NFV и SDN. "OSS/BSS будущего" признают IT-природу управления сетью и способствуют объединению процессов управления IT-инфраструктурой, сетевой инфраструктурой и процессами разработки программного обеспечения.
На данный момент перед разработчиками OSS-решений стоит сложная задача – необходимо модернизировать или создать новое решение, которое могло бы работать как с традиционными IP-сетями, так и с сетями новой сетевой архитектуры SDN. При этом необходимо предоставлять информацию, вести учет и отправлять команды через единый интерфейс в едином формате, независимо от типа сетевой архитектуры. Поэтому сегодня очевидно, что для развития систем эксплуатационного управления необходимы новые модели взаимодействия сетей SDN/NFV и систем OSS.
Литература
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #2, 2017
Посещений: 3907
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Решения корпоративного класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
