В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Без сомнения, одним из наиболее перспективных в последнее время направлений развития информационно-коммуникационных технологий (ИКС) являются программно-конфигурируемые сети (ПКС, в англоязычном варианте – Software-Defined Networking, SDN). Данная технология действительно стремительно набирает обороты и в обозримом будущем может стать заманчивой перспективой для нынешних сетей связи. Технология SDN позволит воплотить в жизнь широко обсуждаемые как ранее, так и по сей день аспекты открытости программного кода сетевой составляющей облачной инфраструктуры, которая рассматривается наиболее адаптивной площадкой для разработки и гибкого внедрения широкого спектра приложений. Принципиальным моментом, с одной стороны, является сходство с базовыми принципами формирования набора вызовов системных функций, известных также, как сокетный интерфейс, либо API (интерфейс прикладной программы), использующихся UNIXоподобными ОС при обращении приложений. С другой стороны, отличительным аспектом относительно традиционного подхода является гибкость разрабатываемого инструментария SDN API, которая значительно расширяет коридор возможностей использования функционала облачных ОС приложениями, предлагая пользователям качественно новый уровень ИКС. Находясь на первоначальной стадии развития, решения на основе технологии SDN уже сейчас способны решать задачи повышения эффективности использования существующих ресурсов сети, оперативно развертывать новые сетевые сервисы, способствовать снижению операционных и капитальных затрат (OPEX/CAPEX). До недавнего времени внедрение SDN рассматривалось в рамках активностей ЦОДа. Лишь незначительная часть внимания уделялась проблематике давно назревших потребностей реформирования классической телекоммуникационной инфраструктуры ядра, сетей масштаба города (метро), также сегментов доступа и "последней мили". До данного момента телекоммуникационные решения SDN носили локальный, точечный характер.
Логично задаться вопросом, останутся ли телеком-решения на данном уровне, либо отрасль приобретет принципиально новую парадигму в связи с развитием глобальной концепции ПКС.
Предпосылкой к эволюции телеком-отрасли на новые принципы ПКС послужит детальное рассмотрение степени готовности каждого из телекоммуникационных направлений. По меньшей мере, этот анализ стоит начать рассматривать в зависимости от степени готовности и состояния существующих подсистем к централизации, сигнализации и контролю над сетью. С практической точки зрения этот фактор предопределяет возможность внедрения технологии SDN и ее неизменных атрибутов, в частности, открытость программного кода и централизованного программирования ресурсов сети. Вывод о степени централизации телеком-направлений напрашивается сам. Существующие технологии достаточно зрелые. Они имеют вполне законченный архитектурный фасад с оттачиваемыми в рамках международных стандартов внутренними функциональными компонентами каждой из подсистем конкретного уровня сетевой иерархии, где централизация управления является давно устоявшейся парадигмой. К примеру, оборудование оптического спектрального уплотнения (WDM) имеет разделение модулей обработки трафика от контрольной плоскости, последняя приобрела ярко выраженный централизованный характер внедрения. Подобно оптическому транспортному оборудованию вопрос централизации управления для компонент оптической технологии GPON также давно решен. В частности, регулирование доступных для пользователя сетевых сервисов и соответствующих сетевых политик для GPON ONT осуществляется на базе протокола TR069. Пожалуй, существенным недостатком имеющихся оптических телеком-подсистем является отсутствие гибкости при взаимодействии с программной средой SDN. Другим примером централизации управления может служить использование трафик-инжиниринга (TE) и централизованного управления в ядре IP-сети. Данная технология широко используется в современных сетях связи уровня ядра. Для пограничных маршрутизаторов (ASBR) регулирование сетевых политик происходит за счет функционального элемента "рефлектор маршрутов" (RR). Поскольку традиционные маршрутизаторы имеют разделенные контрольную плоскость и плоскость передачи данных, поддерживают централизацию контрольной плоскости и обеспечивают открытость и программируемость через ПКС-контроллер, SDN могут быть развернуты и в ядре IP-сети. Таким образом, если осуществить интеграцию систем централизованного управления, а также реализовать интегрируемую систему на основе открытого программного кода, применение SD-технологии становится возможным не только в рамках ЦОДа.
Многообещающим в качестве катализатора разработок SDN вне тематики дата-центра, ориентируясь по большей степени на решения телеком-уровня, считается официально созданное с5декабря 2014 г. открытое сообщество The Open Networking Lab (ON.Lab). При этом конкуренции с сообществом ONF, в рамках компетенции которого остаются вопросы ПКС для дата-центра, не предполагается. Разрабатываемая для телеком-инфраструктуры ПКС-сообществом ON.Lab открытая сетевая операционная система ONOS (Open Network Operating System) предполагает стать аналогом известного OpenDay-Light, созданного для ЦОДов. В рамках разработки ONOS затрагиваются аспекты, которые рассмотрим ниже.
Традиционные ЦОДы, как правило, оснащены несколькими типами телеком-устройств, среди которых фигурируют широко известные коммутаторы, маршрутизаторы, межсетевые экраны и балансировщики нагрузки. Основным типом трафика для них является обработка Ethernet-фреймов и IP-пакетов. Для того, чтобы обработать такого рода трафик, для ПКС потребуется, пожалуй, лишь поддержка не более трех протоколов: OpenFlow, OF-CONF и VXLAN. С другой стороны, обработка трафика оптических сетей, РРЛ, PON, Wi-Fi и традиционных TDM-систем потребует больших трудозатрат с точки зрения поддержки протокольной части.
В частности, в этом случае оборудование должно иметь функционал обработки трафика различных типов инкапсуляции: WDM, GTP, 802.11, SDH, FR, E1/T1 и E3/T3. Подобного рода характеристики определяют ключевые факторы, обуславливающие разнообразие ПКС-устройств, предназначенных для обработки WAN-трафика. С практической точки зрения в комплексной ПКС-системе это увеличивает количество протоколов южного интерфейса (SBI – South Bound Interface) ПКС-контроллера, используемых для управления системами обработки трафика.
Высокоуровневая оценка объема установленных телеком-устройств в мире составляет около $20 трлн. Поскольку цифра совершенных затрат весьма внушительная, и в последнее время наблюдается неотвратимая тенденция снижения прибыльности телеком-рынка, то естественным для оператора связи является увеличение срока эксплуатации существующих систем и отсутствие желания – а подчас и возможностей – кардинальной модернизации. Ожидание операторов связи, находящихся в условиях прессинга постоянного умощнения задействованных сетевых емкостей, состоит в новых возможностях ПКС по оптимизации эффективности использования существующих ресурсов, тем самым влияя на уменьшение капитальных затрат (CAPEX). Поэтому с коммерческой точки зрения обратная совместимость ПКС с традиционными телеком-системами является жизненно необходимой.
Сегментирование сетей связи по причине сложной топологии, различия в технических требованиях относительно определенных сетевых уровней доступа, агрегации и ядра является стандартным методом, использующимся при построении традиционных сетей. Наследование данного принципа при внедрении SDN-систем является вполне обоснованным. К примеру, для России, в связи с административным делением, можно рассматривать создание 89 отдельных SDN-сегментов сетей субъектов РФ, также возможно предусмотреть отдельные ПКС-системы для г. Санкт-Петербурга и г. Москвы. Необходимым условием для решения поставленной задачи является также наличие возможности оркестрации ресурсов ПКС каждого из сегментов в рамках целостной системы. Таким образом, в недалекой перспективе будут решаться как вопросы, связанные с общими принципами междоменного взаимодействия (inter-AS), так и вопросы правил и характеристик, накладывающие ограничения на работоспособность и типы непосредственных элементов SDN. В частности, существенными являются следующие параметры ПКС-контроллера: производительность, надежность, безопасность и управляемость.
Целевая бизнес модель SDN предполагает предоставление ресурсов своей сети операторами связи для абонента в качестве услуги, для которой распределение этих ресурсов является динамическим. Доход от абонентов в таком случае может перераспределяться в рамках общей системы. Очевидно, что переход к целевой бизнес-модели ПКС не может произойти мгновенно. Потребуется значительный отрезок времени, когда поддержка традиционной модели биллинга в зависимости от задействованных количества и типа портов, линков, полосы пропускания, длительности сессии или количества трафика будет весьма востребована. Таким образом, на повестке дня ПКС остаются открытые вопросы внедрения аудита в зависимости от направления трафика (технологий DAA – Destination Address Accounting), динамического запроса необходимой полосы пропускания (технология BoD – Bandwidth on Demand). Актуальными для ПКС остаются применение широко известного протокола Radius и механизма COA (change-of-authorization), а также реализация механизма назначения сетевых политик на сессии абонентов на основе протоколов Radius или Diameter.
Служба поддержки традиционной телеком-инфраструктуры, как правило, будучи частью организационной структуры оператора связи, представляет собой уже достаточно зрелый функциональный аппарат. К примеру, такие сетевые функции, задействованные в инструментарии оператора связи по диагностике и мониторингу сети, как ping для проверки сетевой связанности, tracert для поузлового зондирования сетевых элементов, telnet для удаленного доступа к командной строке устройства, фильтрация аварийных сообщений устройства, уже давно стали классикой при обслуживании традиционной телеком-инфраструктуры. На данный момент система ПКС не обладает данными функциональными возможностями на уровне стандартов. Такая ситуация, безусловно, временная, и наиболее оптимальное решение для ПКС будет найдено.
Ведущие производители планируют деятельность по разработке ПКС для телеком-систем. К примеру, поддержку протоколов PCEP, BGPLS и IS-IS TE, обратную совместимость с традиционными OSS/BSS системами можно найти в планах и дорожных картах таких производителей, как Ericsson, Huawei, Cisco и ALU.
Сценарии, не связанные непосредственно с тематикой дата-центра, покрываются следующим спектром решений: магистральные решения (backbone), решения для передачи данных мобильного оператора (backhaul), решения фиксированного оператора ШПД. Крупные производители оборудования объединяют свои усилия по стандартизации подходов и сценариев телеком ПКС, для того чтобы в ближайшем времени предоставлять соответствующие ПКС-решения.
Литература
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #2, 2015
Посещений: 4335
Автор
| |||
В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
