Идея программно-определяемых сетей, SDN, в которых уровни управления сетью и передачи данных разделяются за счет переноса функций управления сетевыми устройствами в приложения, работающие на отдельном сервере, контроллере, была сформулирована специалистами университетов Стэн-форда и Беркли еще в 2006 году. Через год эти специалисты — Мартин Касадо, Ник МакКьюн и Скотт Шенкер — основали компанию Nicira, стартап-пионер в области сетевой виртуализации, работающий в сегменте практической реализации программно-определяемых сетей. Весьма показательно, что уже в 2012 году компания VMware приобрела Nicira за $1,05 млрд наличными и примерно $210 млн дополнительных выплат, и теперь развивает наработки Nicira своими ресурсами.
Интерес к SDN выказали все крупные игроки ИКТ: в марте 2011 года, для изучения и развития концепции, компаниями Google, Deutsche Telekom, Facebook, Microsoft, Verizon и Yahoo был образован консорциум Open Networking Foundation (ONF). Состав ONF быстро расширяется, в нее уже вошли такие компании, как Brocade, Citrix, Oracle, Dell, Ericsson, HP, IBM, Marvell, NEC и многие другие.
Идея виртуализации сетевых функций, NFV, изначально продвигалась крупными европейскими операторами, и предполагает перенос сетевых сервисов со специализированных устройств на типовые серверы в виртуализированные среды. Работа по стандартизации NFV ведется европейским институтом ETSI. SDN и INFV — разные, хотя и родственные технологии.
«SDN означает пересмотр сетевой архитектуры, отделение управления от передачи данных и автоматизацию процесса администрирования сетевого оборудования, a NFV — пересмотр компонентов сети, реализующих те или иные услуги, — объяснил Алексей Стребулаев, ведущий системный инженер компании NEC, на обсуждении «Сеть для облака: SDN и NFV», проведенном «Журналом сетевых решений/LAN» в рамках международной выставки «Связь-Экспокомм 2014», -SDN в связке с NFV позволяет абстрагировать услуги не только от оборудования, но и от его местонахождения. Более того, услугу можно распределить по сети, вместо того чтобы локализовать в конкретном узле».
Согласно недавнему исследованию Infonetics Research, 15% телекоммуникационных компании в мире уже развертывают или тестируют технологию NFV, а еще 59% обсуждают или оценивают такую возможность. Внедрение SDN и NFV, считают аналитики, будет влиять на принятие решений о закупке оборудования, операторы начнут уделять больше внимания программному обеспечению.
Что касается крупного соседнего рынка, то исследование J’son&Partners Consulting показывает, что по состоянию на сентябрь 2014 года, российские операторы планируют или уже проводят тестирование SDN на своих сетях. В оптимистическом сценарии первые внедрения на коммерческой сети российских операторов можно ожидать в течение ближайшего года, более реалистичные сроки — 2-3 года. При этом концепция NFV более «сырая», операторы выжидают успешных кейсов на мировом рынке. Выводы исследования показывают, что недостаточная информированность о технологиях является самым главным барьером для внедрения SDN/ NFV. Кроме того, представители большинства опрошенных операторов затруднились назвать часть сети либо инфраструктуры, на которой можно ожидать первых внедрений. Ответившие операторы отметили, что первые внедрения ожидаются в следующих сегментах: пакетное ядро ЕРС, IMS, сегменты магистральной транспортной сети (прогноз касается внедрения NFV в сетевом домене), а также в ЦОД операторов.
Украинский рынок
Отечественные операторы, в целом, на данном этапе присматриваются к технологиям программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций. Обещанные экономия ресурсов на сетевом оборудовании, гибкость и управляемость, бесспорно, привлекательны, но отсутствие единой платформы и общего подхода к реализации SDN среди производителей, а также малочисленность примеров внедрения и использования среди операторов, предсказуемо заставляют украинских операторов выжидать и изучать мировой опыт.
В «Киевстаре» рассказали, что их специалисты планируют пилотный проект по внедрению SDN/NFV для корпоративной сети, однако точную дату сообщить пока не могут. По их мнению, коммерческая реализация технологии возможна не ранее 2016 года. Из недостатков решения специалисты «Киевстара» выделили то, что технология пока еще не безупречна и среди вендеров нет единого подхода к ее реализации. Что до преимуществ, то среди них, по мнению специалистов оператора: повышение масштабируемости, управляемости сетей, отказоустойчивости и безопасности информационных ресурсов.
«Астелит» изучает опыт внедрения SDN, NFV операторами различных стран мира, сообщили в компании. Специалисты оператора отметили, что многие такие решения ориентированы на сети четвертого поколения, а их в Украине пока нет. Кроме того, по мнению специалистов, в данном вопросе необходимо учитывать сроки эксплуатации уже существующих технологических средств, развернутых на сети оператора. По поводу прогнозируемых сроков внедрения в коммерческую эксплуатацию SDN/NFV, специалисты «Астелита» считают, что потребуется 5-10 лет при существующих технологиях мобильной связи в Украине, или эти решения появятся с появлением сетей четвертого поколения (LTE, LTE-A).
Что касается «МТС Украина», то внедрение архитектурных решений SDN и NFV — это одна из стратегических целей развития сети IP/MPLS оператора на ближайшие два года. По словам специалистов компании, наиболее вероятное первое применение SDN — в ЦОД, затем в WAN и корпоративной сетях.
В «МТС Украина» также поддерживают изучение темы SDN в операторских сетях среди молодых специалистов. Так, в этом году, оператор провел финал восьмого всеукраинского конкурса «Профессионалы будущего» -открытую защиту научных проектов, представленных на конкурс командами одиннадцати ведущих вузов Украйны; конкурсная комиссия определяла лучшие проекты на тему «Перспективы внедрения SDN-решений на транспортной сети операторов связи».
По результатам оценки конкурсной комиссии лучшие проекты представили команда Национального университета «Львовская политехника» (1-е место), команда Харьковского национального университета радиоэлектроники (2-е место), команда Донецкого Национального технического университета (3-е место). Студенты представили проекты внедрения SDN-решений на транспортной сети операторов связи, аналогов которым еще нет в Украине. Так, например, студенты Харьковского национального университета радиоэлектроники разработали сервис MTSCIoudNetwork и даже создали Android-приложение для работы с этим сервисом, команда «Львовской политехники» разработала архитектуру сервисно-ориентированной операторской транспортной платформы на основе технологий SDN и NFV, а студенты Донецкого национального технического университета продумали алгоритм постепенного внедрения SDN в транспортную сеть оператора.
Предложения решений
Несмотря на отсутствие единого стандарта и алгоритма внедрения SDN/NFV в операторских сетях, компании-производители активно работают в этом направлении. Свои решения для SDN/NFV в операторских сетях предлагают Cisco, Alcatel-Lucent, Ericsson, NEC, Huawei, Dell, HP, Juniper Networks Broadcom и другие.
Так, например, компания Alcatel-Lucent — один из лидеров на рынке SDN-решений с продуктом Nuage Networks, предлагает решение, работающее со всеми распространенными типами гипервизоров и поверх сетевого оборудования различных производителей. Система SDN Nuage не изменяет конфигурацию сетевого оборудования и не требует интеграции
с командным интерфейсом сетевых устройств, предлагает при этом наложенную инфраструктуру поверх маршрутизируемой L3 среды любого производителя.
В сфере решений NFV, компания Alcatel-Lucent предлагает универсальную платформу для развертывания NFV приложений под торговой маркой CloudBand, а также реализует на новой платформе виртуализированные платформы для инфраструктуры мобильных операторов.
Компания Ericsson предлагает vEPC — полностью виртуализирован-ное пакетное ядро мобильной сети с раздельным масштабированием сигнализации (control plane) и трафика (data plane), резервированием сессий на уровне приложений, поддержкой географически распределенного резервирования (ICR) и другими характеристиками.
Примеры использования vEPC включают MVNO — предоставление виртуальному оператору полного набора функционала сетевых узлов без ущерба для работающей мобильной сети, развертывание узлов ядра сети как сервис для каждого MVNO; корпоративный ЕРС — предоставление выделенного ЕРС для крупных корпораций, повышение информационной безопасности клиентов, быстрое масштабирование, предоставление необходимого уровня доступности, возможность использования service chaining для корпоративных VAS-платформ; М2М — решение для М2М устройств: счетчики, датчики, умные дома, распределенный шлюз для цифровых рекламных табло, камер наблюдения, управление «умным автомобилем»; VHGW — виртуальный домашний шлюз с персонализацией услуг в рамках одного подключения.
В Ericsson подчеркивают, что основной подход компании — это обеспечение полностью оттестированного end-to-end решения. Внедряя NFV от Ericsson, нет необходимости отказываться от существующей инфраструктуры при развертывании новых сервисов, таким образом, риски снижаются, так как всегда есть возможность вернуться на старую инфраструктуру.
Компания Huawei,на саммитеОреп Networking Summit в этом году, продемонстрировала Flow Engine — первый в отрасли механизм оптимизации трафика в программно-определяемых сетях SDN для операторов мобильной связи, обеспечивающий централизованное вычисление маршрутов и распределение ресурсов. Flow Engine встраивается в SDN-контроллеры и является ключевым функциональным компонентом SDN-решения Hauwei в рамках сетевой архитектуры нового поколения SoftCOM. Механизм использует продвинутые алгоритмы оптимизации для раскрытия всего потенциала централизованного управления SDN-сетью. Стратегия SoftCOM была анонсирована компанией в 2012 году на фоне развития облачных технологий и взрывного роста потребления данных. Недавно Huawei также выпустила программируемый «сетевой процессор» (Ethernet Network Processor, ENP), на основе которого уже созданы и будут строиться ее решения SDN, в частности новая линейка продуктов Agile Evolution. ENP — альтернатива ASIC -упрощает реализацию различных схем обработки трафика, безопасности и качества обслуживания. Программи-руемость данных продуктов позволяет оперативно анализировать и изменять форматы кадров и применять к любому трафику правила переадресации.
Майкл Ховард, один из основателей и главный аналитик по операторским сетям в Infonetics Research, отмечает: «Уже три года телекоммуникационная отрасль занята темами SDN и NFV, отрасль погружена в сложный процесс по разработке концепции, целей, архитектуры, с нетерпением ожидает описаний случаев применения, доказательств правильности концепции проектов SDN и NFV. Состоялись уже первые тестирования технологий, и даже некоторые коммерческие развертывания. Мы собираем данные на этом молодом рынке в течение почти двух лет и прогнозируем, что объем глобального рынка поставщиков услуг SDN и NFV $ 11 млрд в 2018 году».
«Для того, чтобы лучше понять структуру доходов на этом развивающемся рынке, мы классифицируем аппаратное и программное обеспечение SDN и NFV по трем различным категориям, — продолжает Ховард. — «Во-первых, доходы от нового программного обеспечения SDN и NFV, которые, по нашим ожиданиям, составят 20% от общих доходов рынка SDN и NFV в 2018 году Во-вторых, доходы от продуктов, которые компании будут покупать взамен, так называемые «перемещенные» доходы, в том числе оборудование для NFV-инфраструктуры, NFVI, (серверы, системы хранения, коммутаторы), приобретенное вместо сетевого оборудования (маршрутизаторы, DPI, брандмауэры и т.д.). Этот сегмент будет составлять около 12% рынка в 2018 году. И в-третьих, доходы от новых выявленных сегментов на существующих рынках: в основном это виртуализированные сетевые функции (VNF), а также порты маршрутизаторов, коммутаторов и оптических передатчиков, которые стали SDN-совместимыми. Этот последний сегмент составит наибольший «кусок пирога» SDN и NFV -68% в 2018 году».
ТОЧКА
Андрей Терещук, технический директор «МТС Украина»
Развитие нашей сети IP/MPLS с помощью SDN и NFV — наша стратегическая цель
Внедрение архитектурных решений SDN, NFV является одной из стратегических целей развития сети IP/MPLS «МТС Украина» на ближайшие 2 года. Наиболее вероятное первое применение SDN — в ЦОД, затем в WAN и корпоративной сетях.
Преимущества SDN по сравнению с существующей архитектурой сетей IP/MPLS:
- Проще для конфигурации за счет автоматизации провижининга сервисов;
- Гибкость и быстрая адаптивность сети к внедрению новых сервисных моделей;
- Масштабируемость;
- Цена снижается за счет удешевления архитектуры сетевых элементов (маршрутизаторов и коммутаторов).
ТОЧКА
Владимир Щербинин, старший инженер по дизайну сетей в Северной Европе и Центральной Азии, Ericsson
Фундаментальные изменения в функционировании сетей и ЦОД
SDN и NFV — это не новомодные сиюминутные тенденции-однодневки, срок жизни которых не дольше мыльного пузыря. Вроде красиво и переливается, а пользы — ноль. Это новые технологии и концептуальные решения, которые обещают фундаментально изменить способы функционирования сетей и центров обработки данных.
Среди основных преимуществ внедрения SDN и NFV можно отметить следующие:
- Упрощение эксплуатационных процессов. Отделив управление (control plane) от непосредственной передачи данных (data plane), автоматизировав процесс администрирования оборудования, виртуа-лизировав часть компонентов сети, которые отвечают за те или иные услуги, появляется возможность отделить услуги не только от оборудования, но и от его физического месторасположения. По сути, происходит процесс перехода на однотипное стандартное оборудование и стандартные схемы реализации сервисов, которые заменят со временем старые узкоспециализированные системы и подходы.
- Повышение скорости внедрения новых сервисов. Используя стандартные схемы реализации сервисов, введение нового сервиса сводится, по сути, к введению в эксплуатацию новой стандартной схемы, что очень сильно сокращает время, необходимое на его реализацию.
- Получение дополнительной прибыли. Какой бы красивой не была идея, но если она не монетизируется, то так и остаётся красивым концептом. Например, используя полную, либо частичную виртуализацию сети, появляется возможность персонализировать предоставляемые сервисы. Для домашних абонентов, это может быть родительский контроль для детей без предоставления отдельного физического подключения. А с точки зрения оператора связи это даст возможность более эффективно использовать дорогостоящее оборудование, получая дополнительную прибыль от существующего сервиса. Учитывая сложившуюся экономическую ситуацию в Украине, эти применения, как и другие, будут очень востребованы в наших реалиях.
Технология уже готова к внедрению и начинает активно использоваться большими мировыми операторами, такими как Telstra, Deutsche Telecom, Telecom Italia, Orange. Ведущие украинские операторы проявляют большую заинтересованность во внедрении SDN и NFV на своих сетях, так как это позволит им сократить сроки будущей модернизации сети за счет упрощения сетевой инфраструктуры и снизить ОРЕХ. Мы считаем, что первые внедрения стоит ожидать через 2-3 года в таких сегментах как пакетное ядро мобильной сети, IMS, сегментах магистральной транспортной сети, ЦОД. Основными сдерживающими факторами на данный момент являются: отсутствие устоявшихся стандартов, недостаточная информированность о технологиях и отсутствие чётких индикаций о полностью успешных внедрениях на сетях других операторов.
ТОЧКА
Олег Еременко, руководитель отдела внедрения новых технологий мобильного оператора life:) (000 «Астелит»)
SDN и NFV находятся на ранней стадии развития
На рынке бытует мнение, что внедрение SDN, NFV на сетях операторов позволит значительно уменьшить стоимость, например, решений ядра сети и систем управления сетью — по аналогии тотального внедрения информационных технологий и IP-сетей для предприятий. В то же время декларируется упрощение эксплуатации сети. С другой стороны для многих новых игроков эти решения открывают новые бизнес-возможности, что может привести к совершенно новым
организационным формам бизнеса в отрасли, с более узкой специализацией и/или трансформацией бизнес-моделей предприятий. Например, в Европейском Союзе, девятнадцатью лидерами индустрии и академических кругов для совместной выработки видения мобильных облачных сетей был создан трехгодичный интеграционный проект — Mobile Cloud Networking — Мобильные Облачные Сети. Этот проект появился в следствие происходящей трансформации, вызывающей конвергенцию индустрии мобильных коммуникаций и облачной (виртуальной) обработки данных с использованием интернет-технологий. Итогами работы проекта будут определенные наработки, которые должны быть исследованы, внедрены и оценены в рамках проекта. Завершение проекта ожидается в ноябре 2015 года.
Как видно из примера развития интеграционного проекта Евросоюза, Mobile Cloud Networking, тема программно-определяемых сетей, виртуализации сетевых функций, мобильных облачных сетей в настоящее время находится на ранней стадии развития и проработки. На основании многих возможных вариантов, все еще отрабатываются наиболее устойчивые сценарии возможных решений. Многие поставщики предлагают свои начальные решения в рамках модного тренда SON, NFV. Таким образом, к недостаткам можно отнести некоторую новизну и, как следствие, свойственные молодым технологиям слабые стороны: нестабильность, многовариантность, недостаток стандартизации и… завышенные цены поставщиков. Вероятно, со временем, недостатки отойдут, и наступит время виртуальных, облачных мобильных сетей.
По материалам издания Hi-Tech, №5