Perspektywy rozwoju sieci

O możliwościach dzisiejszych technologii sieciowych jeszcze kilka lat temu można było tylko pomarzyć. Jednak nie należy popadać w bezkrytyczny entuzjazm, ponieważ potencjalnie mogą pojawić się też wąskie gardła.

Dostęp do sieci uważamy za coś oczywistego. Jednak ostatnie dekady to długa droga rozwoju technologii sieciowych, a obecnie eksplodująca ilość danych wymaga dalszego wdrażania sieci o jeszcze większych przepustowościach i lepszych parametrach jakościowych. Raport Future of Networks przygotowany przez IDC wskazuje, że przedsiębiorstwa będą zwiększały przepustowość swoich sieci, aby sprostać rosnącemu natężeniu ruchu oraz zapewnić aplikacjom środowisko do wydajnego działania. Osoby odpowiedzialne za utrzymanie i rozwój sieci będą musiały już w niedalekiej przyszłości zmierzyć się z szeregiem nowych wyzwań.

Na pierwszej linii frontu są operatorzy sieciowi, będący pod ciągłą presją rosnącego natężenia ruchu, co wymusza na nich nieustanną rozbudowę sieci. Jednocześnie muszą szukać innowacyjnych rozwiązań, aby móc szybko wprowadzać nowe usługi i sprostać konkurencji dostawcom usług OTT (Over-the-Top), jak Google czy NetFlix. Statyczna natura sieci oraz fakt, że niektóre usługi są ściśle związane ze specjalizowanym sprzętem, ograniczają operatorom sieciowym pole manewru i możliwości wprowadzania innowacji. Są to ograniczenia, z którymi nie zmagają się dostawcy usług OTT budujący swoją ofertę na bazie infrastruktury chmurowej.

Zobacz również:

Dodatkowo dochodzi niepewność co do tego, jakie będą wymagania użytkowników w przyszłości. Usługi i modele biznesowe zmieniają się znaczniej szybciej niż w czasach sieci TDM. Stąd konieczność budowania elastycznej infrastruktury, która jest „świadoma” korzystających z niej aplikacji. Ma to znaczenie również w środowisku korporacyjnym, w którym model biznesowy także nie jest stały i wewnętrzny dział IT musi elastycznie reagować na zmieniające się potrzeby i wymagania.

Sieci przyszłości będą musiały w czasie rzeczywistym dostosowywać swoje działanie do aplikacji i użytkowników (to jest właśnie ten element „świadomości” kontekstu). To wymaga zmian w infrastrukturze sieciowej i powiązanym z nią oprogramowaniu, a w przypadku operatorów sieciowych również w systemach OSS/BSS. Te zmiany już zaczęły zachodzić i jeśli zostaną wprowadzone we wszystkich wymienionych obszarach, możemy spodziewać się znacznie bardziej zautomatyzowanych sieci, a operatorzy sieciowi będą mogli oferować dużo bardziej spersonalizowane usługi. Z kolei w sieciach korporacyjnych poprawi się wykorzystanie zasobów, m.in. pod kątem przydzielania ich tam, gdzie są najbardziej potrzebne.

W sieciach operatorskich w ostatnich latach nastąpiły istotne zmiany. Operatorzy komórkowi wdrażają technologię LTE. Sieci szkieletowe są budowane z wykorzystaniem łączy optycznych 100 Gbit/s, a nawet 400 Gbit/s. Dzięki spadkom cen przepustowość sieci nie jest już takim ograniczeniem, jak parę lat temu. Jednak nie można zapominać, że w najbliższych dwóch trzech latach może nastąpić dalszy, znaczny wzrost ruchu wideo. Możemy bowiem spodziewać się w tym okresie nowych technologii i standardów wideo, które napędzą wzrost ruchu. Przykładem jest komunikacja wideo, która ma szansę bardzo mocno się upowszechnić.

Poważniejszym wyzwaniem od przepustowości wydaje się zapewnienie jakości komunikacji. Jeśli sieci mają się dostosowywać do użytkowników i usług, pojawia się pytanie o bezpieczeństwo i ochronę prywatności. Rosnąca personalizacja sprawia, że użytkownicy coraz więcej interesują się właśnie tymi dwoma obszarami.

Wyzwaniem jest też szybkość zmian technologicznych i związana z tym konieczność skracania procesów wdrożeniowych oraz obsługi wielu różnych technologii. Przepustowość sieci w ostatnich latach podwajała się co 18 miesięcy, więc dla operatora sieci niewielkie, przyrostowe usprawnienia nie są satysfakcjonujące. Przykładowo, zwiększenie przepustowości sieci o 20% daje tylko kilka kolejnych miesięcy, zanim konieczne będą kolejne zmiany. Trzeba więc szukać rozwiązań długoterminowych.

SDN i NFV

Zmiany, które zachodzą w sieciach, są w dużym stopniu napędzane przez rosnącą ilość danych. Szacuje się, że każdego dnia w Internecie jest publikowanych 500 milionów nowych zdjęć. Prognozy zakładają, że w 2020 r. do Internetu będzie podłączonych 50 miliardów urządzeń. Fundamentalne zmiany technologiczne w sieciach nastąpią na bazie koncepcji SDN oraz NFV. Względy ekonomiczne, które doprowadziły do elastyczności w obszarze korzystania z zasobów obliczeniowych (wirtualizacja serwerów) powinny w podobny sposób zadziałać w obszarze sieci. Realizacją tych założeń są technologie SDN (Software Defined Network) oraz NFV (Network Function Virtualization).

SDN rozpoczął swoją karierę w siec6iach kampusowych. Podczas prac badawczych naukowcy byli sfrustrowani koniecznością zmiany oprogramowania pojedynczo w każdym urządzeniu sieciowym, testując różne ustawienia. Opracowali więc koncepcję zakładającą programowanie zachowania urządzeń sieciowych i kontrolowania ich z centralnego punktu. SDN dojrzewał następnie w centrach danych, gdzie znacznie zwiększył możliwości kontrolowania infrastruktury. To doprowadziło do formalizacji założeń dzisiejszego SDN, na który składają się: separacja funkcji kontrolnych od mechanizmów przesyłania danych, centralizacja funkcji kontrolnych oraz możliwość programowania urządzeń sieciowych z wykorzystaniem zdefiniowanych interfejsów.

Z kolei NFV to rozwiązania stworzone przez konsorcjum operatorów sieciowych. Celem było przyspieszenie wdrażania nowych usług sieciowych, co z kolei miało przekładać się na większe przychody. Okazało się bowiem, że rozwiązania sprzętowe nie dawały możliwości realizacji tego celu i operatorzy zaczęli przyglądać się standardowym technologiom wirtualizacji oraz możliwościom ich zastosowania do wirtualizacji funkcji sieciowych. Zastosowanie NFV przyniosło oczekiwane rezultaty.