В 1-2 номере журнала Connect опубликована статья «Идеальная автономная сеть» по заказу журнала.

Почему сети нужна автономность

В прошлом для того, чтобы стать лидером рынка, требовалось иметь либо превосходные продукты, либо самые низкие цены, либо самых лучших сотрудников. Однако в цифровую эпоху это уже не так. Сегодня лидерство на рынке зависит от способности организации распознавать изменения в бизнес-ландшафте и адаптироваться к ним быстрее, чем конкуренты.

Цифровизация изменила бизнес-ландшафт в каждой отрасли. Компании должны быть гибкими и изменяться прежде, чем они будут вытеснены с рынка. Однако, гибкость бизнеса требует динамической ИТ-платформы. Организации становятся все более географически распределёнными, что делает сеть значительно сложнее. Но, чем сложнее сеть, тем сложнее управлять ею.

В прошлом большинство руководителей воспринимало сеть предприятия как тактический ресурс, не имеющим большой стратегической ценности. Однако сейчас роль сети стала возрастать, поскольку почти все технологии, обеспечивающие цифровую трансформацию, ориентированы на сетевые сервисы и функции.

Реальность такова, что сеть играет важную роль в улучшении качества сервиса для клиентов и повышении производительности труда. Обновление сети для соответствия цифровым тенденциям требует полного пересмотра методов работы и управления сетью. Программно-конфигурируемые сети (SDN) рассматривались как панацея от всех текущих сетевых проблем, но реальность такова, что сами по себе SDN также требуют внешнего управления.

Если бы сеть могла управляться автономно, понимая бизнес-правила и политики, это было бы существенным прогрессом. Для этого необходимо переходить не только к программно-конфигурируемой сети, а к полностью автономной сети, объединяющей аппаратное и программное обеспечение, большие данные и искусственный интеллект.

Автономная сеть — это эволюционный шаг, расширяющий возможности SDN. Автономная сеть выходит далеко за рамки базовых возможностей автоматизации и ведёт к созданию самоуправляемой сети.

Например, автомобили уже несколько лет имеют возможности автоматизации, такие как помощь при параллельной парковке, оповещение о смене полосы движения и круиз-контроль, но лишь водитель принимает решение о том, с какой скоростью двигаться или в какой ряд перестроиться.

При автоматизации водитель только принимает решение о том, куда ехать, а автономный автомобиль решает, как туда добраться. Водитель отдаёт команду, например, «отвези меня в аэропорт», и машина выполняет эту задачу в соответствии с правилами дорожного движения и дорожной ситуацией. Примерно так и должны работать автономные сети.

В отличие от SDN, автономные сети используют машинное обучение и искусственный интеллект для анализа огромных объёмов данных, генерируемых в сети, чтобы постоянно обеспечивать оптимальные операции и высочайший уровень безопасности.

Основные компоненты автономной сети:

• Открытая экосистема для обеспечения взаимодействия решений разных поставщиков и разных оркестраторов, которая гарантирует, что сеть может работать как единая платформа, не привязывая пользователей к одной специфичной платформе.
• Автоматизация с обратной связью: автономная сеть должна поддерживать бизнес-логику и политику для реализации намерения (intent-based), которое затем преобразуется в изменения конфигурации сети. Автономная сеть обеспечивает постоянную проверку и соблюдение бизнес-правил.
• Программно-управляемая инфраструктура всей корпоративной сети, включая филиалы, беспроводные и проводные сети, граничные устройства IoT и центры обработки данных. Сюда входит опорная сеть, состоящая из физической инфраструктуры, а также наложенная сеть, которая позволяет виртуализировать всю сеть и разделить её на логические сегменты.
• Инсайты и аналитика для получения информации и внедрения инноваций. Сетевые специалисты могут использовать данные для анализа трафика за прошлые периоды, создания сценариев «что, если» и прогнозирования того, как все будет меняться с течением времени, чтобы оптимизировать производительность и прогнозировать сбои.

В отличие от технологий SDN, которые используются в основном в центрах обработки данных, и программно-конфирмуемых глобальных сетей (SD-WAN) на отдельных сегментах корпоративной сети, автономная сеть охватывает всю сеть организации, включая филиалы, центры обработки данных, граничные сети устройства Интернета вещей, а также обеспечивает безопасность в каждой точке сети. Сквозной характер автономной сети очень важен, чтобы иметь возможность собирать данные по всей сети, и обеспечивать универсальность бизнес-политика.

Архитектура автономной сети оператора связи

Автономная сеть состоит из автономных доменов, которые можно гибко создавать для различных сценариев бизнеса и услуг, таких как сеть с фиксированным доступом, сеть с беспроводным доступом, опорная сеть, сеть передачи, VPN и SD-WAN. Каждый автономный домен может взаимодействовать с другими автономными доменами через открытые интерфейсы, которые управляются в соответствии с потребностями пользователей, бизнес-политик оператора (предприятия) и услуг.

Автономные домены 1 – 5 мобильной сети для совместного выполнения бизнес-политик работают следующим образом:

• Автономный домен 1 — Доступ: поддерживает различные технологии доступа, такие как мобильный ШПД, Интернет вещей и пр.
• Автономный домен 2 — Граничная сеть: предварительно обрабатывает сырые данные локализует приложения в реальном времени.
• Автономный домен 3 – Транспорт: этот автономный домен поддерживает транспортные сети, такие как IP и оптические, как в раздельном, так и в интегрированном режимах.
• Автономные домены 4, 5. —
  • 4. Опорная сеть (Core), домен 4 поддерживает вычисления и хранение данных в дата-центрах оператора.
  • 5. Облако (Cloud), домен 5, приложения управления и оркестрации.

Физически эти два домена могут быть как отдельными, так и совмещёнными по мере необходимости.

Автономная сеть использует три типа взаимодействующих замкнутых циклов для обеспечения работы и управления полным жизненным циклом. Подробный процесс работы автономной сети описан в документе TM Forum IG1218 и выглядит следующим образом:

1. Замкнутый цикл бизнес-операций ВО (business operations):

1a) Запрос бизнес-намерения: пользователь описал своё «бизнес-намерение» системе «бизнес-операций (BO)», которая запрашивает услуги сети доступа.

1b) Преобразование бизнес-намерений: BO переводит бизнес-намерения в намерения сервис-операций (SО), такие как подключение, доступность, безопасность, качество обслуживания.

• Замкнутый цикл сервис-операций SO (service operations):

2a) Запрос намерения услуг: сервис-операции в домене 5 распределяют намерения услуг в автономном домене 5 среди сервис-операций SO, которые затем преобразуются в намерения услуг SI (Service Intent), и далее в намерения потребления ресурсов RI (Resource Intent) в соответствии с системной архитектурой каждой сервис-операции. Это приводит к выдаче командам управления операциями ресурсов и мониторинга.

2b) Выполнение услуги: сервис-операции SO взаимодействуют с системами эксплуатации ресурсов RO (Resource Operation) в каждом домене и инструктируют их по развёртыванию всех необходимых приложений для организации, управления и мониторинга своих ресурсов.

• Замкнутый цикл ресурсных операций RO:

3a) Исполнение ресурсов: RO каждого домена управляют его ресурсами для удовлетворения потребностей каждой сервис-операции, которую он поддерживает. Он также передаёт соответствующие данные на локальную точку присутствия (периферийное устройство) для обработки информации и принятия решений в режиме реального времени.

3b) Обеспечение ресурсов: каждый автономный домен отслеживает аномальные события, таких как падение производительности, сбои и атаки на безопасность. Он предупреждает о событии другие автономные домены, участвующие в предоставлении услуг. Все автономные домены совместно планируют и внедряют решение и информируют BO и SO в домене 5, когда решение реализовано и задача выполнена. RO может сообщать SO, когда события выходят за рамки управления одного уровня автономного домена. Таким образом, SO берёт на себя ответственность за события, происходящие между автономными доменами, в режиме реального времени.

Ценность автономных сетей

Автономные сети имеют большое значение для цифровой трансформации информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), а также других отраслей, таких как «умный город», «умное производство» и т. д.

Автономные сети также имеют решающее значение для сетей 5G, которые представляют собой революционный скачок отрасли телекоммуникаций. Но, в отличие от предыдущих поколений, 5G не ограничиваются только большей скоростью доступа, чем, в основном, и отличались предыдущие поколения друг от друга. 5G – это новая концепция сервисов и функций для межотраслевого использования. Но, чтобы её реализовать, требуется автоматизация работы сети на основе искусственного интеллекта и машинного обучения, то есть автономной сети.

Переход к полностью автономным сетям является долгосрочной целью и требует огромных усилий с поэтапной эволюцией всех отраслей к общему консенсусу в следующих областях:

• Определение концепции автономных сетей, структуры, уровней автономных сетей и ключевых возможностей.
• Разработка ключевых механизмов, интерфейсов и соответствующих показателей для измерения зрелости уровней автономных сетей.
• Демонстрация сценариев использования и лучших отраслевых практик среди операторов связи, поставщиков решений и клиентов.

Сеть 5G фактически будет иметь «слоистую» структуру (Network Slicing) для реализации различных типов услуг: традиционного ШПД, автономных автомобилей, умного дома и умного города, автоматизации производства, ЖКХ и многих других отраслей на базе единых физических ресурсов опорной сети (Core).

Ресурсы единой опорной сети (Core) перераспределяются между различным слоями (слайсами) в зависимости от потребностей и бизнес-намерений каждого слоя. Одни и те же ресурсы Core могут быть в один момент задействованы, например в слое ШПД для смартфонов, а затем, по мере надобности, переведены в слой Интернета Вещей (IoT) или автомобильных устройств, затем в другие слои. Причём такое перераспределение делается автоматически, и в этом заключается суть концепции автономной сети.