Николай Михайлов Архитектор сетевых решений , ECIE #11

1. Программно Определяемые Сети Для сервис провайдеров Николай Михайлов Архитектор сетевых решений,ECIE #11

2. содержание • Базовая концепция SDN • Видение SDN в сетях Сервис Провайдеров • Приложения SDN: • Оптимизация услуг на границе Сети • Персонализация сервисов и виртуализация CPE • Виртуализация транспортной сети • Интеграция IP и DWDM подсистем • Заключение

3. Сетевые сервисы Сетевые Сервисы Плоскость управления Обработка трафика Обработка трафикаe Cплоскость управления Сетевые устройства: сегодня и завтра Существующая парадигма Видение SDN • Монолитная проприетарная технология • Вертикально интегрированная платформа с уникальным SW и HW • Мультивендорные реализации часто разделяются географией • Инновации ограничены жизнеными циклами продуктов • Сетевые • Сервисы • И • Приложения • Централизованная плоскость управления Вертикальная интеграция эволюция ТрадиционныйСетевой Элемент • Распредённая плоскость обработки трафика В существующей вертикально интегрированной модели сетевого взаимодействия межвендорные зависимости контролируют скорость с которой оператор может адаптироваться к меняющемуся уровню запрашиваемых услуг и представлять новые сервисы на сети.

4. Сервис Сервис Сервис Сетевая Операционная Система Операционная система Обработка трафика Операционная система Операционная система Обработка трафика Обработка трафика Операционная система Обработка трафика Обработка трафика Программно опреляемые сети представляют три ключевых элемента SDN – базовая концепция 2.Программируемость 3.Разделение control и data plane 1.Сетевая виртуализация И абстракциясетевых функций Плоскость управления Плоскость Обработки трафика Операционная система

5. содержание • Базовая концепция SDN • Видение SDN в сетях Сервис Провайдеров • Приложения SDN: • Оптимизация услуг на границе Сети • Персонализация сервисов и виртуализация CPE • Виртуализация транспортной сети • Интеграция IP и DWDM подсистем • Заключение

6. инвестиции ericsson в SDN:от рождения концептов до индустриализации Создание ЭКОСИСТЕМЫ СТАНДАРТИЗАЦИЯ • Долговременное сотрудничество с • Stanford University в рамкахпрограммы совершенствования OpenFlow • Создание консорциумасовместно с Google, NEC и VMware/Nicira • Основание Open Network Research Center • Ключевой участник ONF (Open Networking Foundation) • Активное содействие OpenDaylight • Награда ONF за большой вклад • в программно-определяемые сети Первые Демонстрации СОТРУДНИЧЕСТВО • Раделённая архитектура OF 1.1 (поддержка MPLS) • Каскадирование сервисов • на границе сети • Виртуализация Метро и MBH сетей • Виртуализация взаимодействия датацентров • Европейская комиссия FP7 • и SPARC проектсовместно с DT • Совместные изучения и демонстрации в лабораториях ведущих операторов: Более 50 IPR и 40 публикаций, >6 прототипов, многочисленные контрибуции в проекты ONF и OpenStack

7. OSS BSS L2/L3 Router GGSN PGW IT… BNG ШАГИ к SDN и NFv:эволюция систем СПД Плоскость управления NFV SDN Controller OSS IT… BSS IMS HSS BSS OSS IT… Сетевое управление Виртуализация IT и системы поддержки Сервисы NFV Датацентры Открытый интерфейс -OpenFlow DPI NAT FW TIC Node Control SW Forward Виртуализация SW Forwarding DPI DPI NAT FW TIC TIC РаспределённыеДЦ Сервисы Инфраструктура Конвергенция Low Touch Packet Forwarding High TouchPacket Forwarding HW Forwarding Элементы обработки трафика Мультисервисные шлюзы Маршрутизаторы, коммутаторы Программно определяемые Консолидированные Специализированные

8. Внутренние и внешние связи Датацентров Виртуальный Домашний шлюз NAT IDS FW Edge DCGW Управление Сервисными потоками на основе политик Системный подход:отличительная черта ericsson OFS OFS OFS OFS OFS OFS OFS OFS SDN CTL SDN CTL Виртуализация IP и DWDM подсистем Домашний ШПЛ Мобильный ШПД DC Core IP/MPLS Бизнес абоненты

9. содержание • Базовая концепция SDN • Видение SDN в сетях Сервис Провайдеров • Приложения SDN: • Оптимизация услуг на границе Сети • Персонализация сервисов и виртуализация CPE • Виртуализация транспортной сети • Интеграция IP и DWDM подсистем • Заключение

10. Firewall/AV Parental Control TCP/HTTP Web optimization CDN & TIC Media live compression IPv6 transition/NAT DPI, Charging and analytics Advertising, profiling, enrichment разнообразие Value ADDED SERVICES

11. AAA PCRF DPI IDS NAT URL DPI NAT IDS URL GW УПРАВЛЕНИЕ СЕРВИСНЫМИ ПОТОКАМИ:решение с помощью существующих технологий Определение сервисов зависит от сервисного шлюза и определяется на основе VRF или PBR политики • Предопределённые статические цепочки сервисов • Назначение абонента к цепи происходит статически • Переназначение сервиса на лету или изменение динамически цепочки - невозможно • Требует повторения определёных ифраструктурных компонентов(балансировщики, избыточность, и т.п.)

12. AAA PCRF DPI IDS NAT URL OFC OFS OFS OFS GW УПРАВЛЕНИЕ СЕРВИСНЫМИ ПОТОКАМИ:решение с помощью технологий SDN • Внешний OpenFlow контроллер динамически управляет индвидуальными потоками и на лету способен определять новые и менять старые цепочки, независимо от шлюза Radius / Gx

13. OF Controller Иерархическая коммутация потокови динамический контроль Приложение DPI способно динамически обнаружить микропотоки трафика (HTTP сессии, DNS запросы и т.п.) DPI application Провижионинг макропотока(сервиса) на основе абонентской политики или записи • Иерархическая коммутация потоков: • Выполнять стандартную коммутацию для макропотоков • Выполнять дифференциацию микропотоковна базе L2-L7 меток, создавать дополнительные пути для них • Интерфейс управления должен позволять приложению создавать запросы для обхода микро-потоков определённых коммутаторов Ресурсоёмкие потоки HD видео, могут быть динамически перекоммутированы Коммутация на основе IP адреса абонента OpenFlowкоммутатор может обработать боле специфичный поток на базе адреса источника IP и L4 порта OF switch

14. AAA CF FW BNG OTT OF2 OF4 OF3 OF1 Router DPI StEERING/ OF Controller SW1 Internet Прототип в сети telstra:УПРАВЛЕНИЕ СЕРВИСНЫМИ ПОТОКАМИ НА ОСНОВЕ ПОЛИТИК Alice Bob OpenFlow(OF) Protocol Сервисный путь

15. AAA CF FW BNG OTT OF2 OF3 OF1 OF4 Router DPI StEERING/ OF Controller SW1 Internet Прототип в сети telstra: Динамический оффлоад youtube Alice Bob OpenFlow контролер применяет политику для таких микропотоков на коммутаторах и программирует отдельные пути, исключающие DPI, таким образом убирая львинную долю нагрузки с DPI устройства. DPI сообщает котроллеру об обнаруженных микропотоках OTT, в частности об HD потоках YouTube OpenFlow(OF) Protocol Стандартный сервис Альтернативный путь Для YouTube потоков

16. содержание • Базовая концепция SDN • Видение SDN в сетях Сервис Провайдеров • Приложения SDN: • Оптимизация услуг на границе Сети • Персонализация сервисов и виртуализация CPE • Виртуализация транспортной сети • Интеграция IP и DWDM подсистем • Заключение

17. BNG PGW Домашний ШПД:Отсутствие персонализированных сервисов • Сервис на абонента • Контроль соединений абонентского устройства (Quota, Billing...) • Хранение истории профилей и статистики по конечному пользователю • Мобильность конечного пользователя Mobile RAN • Сервис на домохозяйство • Нет разделения между устройствами, пример: устройства родителей и детей • Нет дифференциации сервиса на устройство • Нет возможности организовать роуминг WiFiустройств и создания сообществ Fixed Metro NAT HGW

18. Оператор ШПД в США:Структура операционных расходов Источник: Deloitte Consulting • Более 50% звонков в службу поддержки связано с неправильными настройками, связанными в основном с CPE • Стоимость одного звонка для американского оператора составляет 60$ • Высокий OPEX и сниженный QoE

19. Эволюция домашних CPEОТ HW к NFV AN BNG ? Fixed Network • Главные проблемы: 1.Отсутствие модели Managed CPE – зоопарк устройств с различным HW/SW и многочисленными проблемами(IPv6?) 2.Домашний CPE является «бутылочным горлышком» для разворачивания новых сервисов 3.Слабая «прозрачность» для предоставления персонализированных сервисов

20. Архитектура VHGWVirtual Home Gateway SDN CTL AAA Portal OFS OFS Аппараратные или виртуализированные сервисы DPI Security URL NAT • Обработка локального трафика • Создание WiFi SSID • Простое устройство, управляемое из облака OFS Городские сети L2-HGW VHGW BNG • Домашний шлюз Layer2 – индивидуальные IP сессии и сервисы на каждое устройство пользователя на стороне виртуализированного CPE • Функция VHGW идентифицирует устройства и IP сессии через AAA/Web Portal • Диференциация сервисов на устройство/абонента и управление потоками с помощью технологий Программно Определяемых Сетей

21. содержание • Базовая концепция SDN • Видение SDN в сетях Сервис Провайдеров • Приложения SDN: • Оптимизация услуг на границе Сети • Персонализация сервисов и виртуализация CPE • Виртуализация транспортной сети • Интеграция IP и DWDM подсистем • Заключение

22. IP SDN CTL CPE CSR PE RESIDENTIAL MTU ENTERPRISE Виртуализированная транспортная система позволяет представить целые регионы и кластеры одним логическим устройством Виртуализированная транспортная система Доступ Агрегация Граница Ядро Virtual Network System

23. DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN SDN CTL DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN L3 L3 L3 L3 Виртуальный IP маршрутизатор DPN VNS Domain Виртуализированная транспортная система:Взгляд снаружи и изнутри IP Routing OpenFlow Мобильные абоненты Мобильные абоненты Фиксированные абоненты Фиксированные абоненты Бизнес абоненты Бизнес абоненты Взгляд снаружи Дизайн изнутри

24. Headend DPN Headend DPN AGG AGG DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN DPN TCN TCN Виртуализация MBH:Преимущества VNS Router MB-HE MB-HE VNS Router VNS Domain • Существенное сокращение количества логических устройств в сети • Полноценные сетевые элементы • Существенно сниженные расходы на поддержку

25. содержание • Базовая концепция SDN • Видение SDN в сетях Сервис Провайдеров • Приложения SDN: • Оптимизация услуг на границе Сети • Персонализация сервисов и виртуализация CPE • Виртуализация транспортной сети • Интеграция IP и DWDM подсистем • Заключение

26. IP и DWDM:Отдельные подсистемы IP/MPLS IP/MPLS DWDM • IP и DWDM соединены через «серые» интерфейсы • Маршрутизаторы и DWDM – отдельные подсистемы • Отсутствует обмен информацией между плоскостями управления

27. SDN CTL IP и DWDM:Интеграция через uni+ IP/MPLS IP/MPLS DWDM подсистемас программно определяемой плоскостью управления UNI+ UNI+ • IP и DWDM соединены через «серые» интерфейсы • Маршрутизаторы и DWDM – отдельные подсистемы • Обмен информацией через UNI+ интерфейс об SRLG

28. SDN CTL IP и DWDM:Интеграция через uni++ IP/MPLS IP/MPLS DWDM подсистемас программно определяемой плоскостью управления UNI++ UNI++ • IP и DWDM соединены через цветные интерфейсы • Маршрутизаторы и DWDM – отдельные подсистемы • Обмен информацией через UNI++ интерфейс о характеристиках оптической сети и SRLG

29. SDN CTL IP и DWDM:полностью интегрированная модель IP и DWDM подсистемыс единой программно определяемой плоскостью управления • IP и DWDM соединены через цветные интерфейсы • Маршрутизаторы и DWDM – единая система • Единая программно определяемая плоскость управления IP и DWDM подсистемами

30. содержание • Базовая концепция SDN • Видение SDN в сетях Сервис Провайдеров • Приложения SDN: • Оптимизация услуг на границе Сети • Персонализация сервисов и виртуализация CPE • Виртуализация транспортной сети • Интеграция IP и DWDM подсистем • Заключение

31. Ericsson является ключевым участником Технологической Эволюции сетей Инновационные Технологии Привносят динамику В существующие сети Передачи данных Приложения Позволяют упростить Операции над сетью и ускорить Вывод новых услуг На рынок Сокращение Операционных И Капитальных Затрат Через виртуализацию ЗАКЛЮЧЕНИЕ SDN