Segmentación de red en el Edge
Los fundamentos del network slicing y los beneficios que ofrece desde la perspectiva de una red de telecomunicaciones.
El Edge, en este caso, sería el Edge de la red de telecomunicaciones. En la era del 5G, las telecomunicaciones están pasando de dispositivos de red físicos preempaquetados a una pila desagregada que ejecuta funciones de red de software en diferentes tipos de hardware.
La red 5G se puede dividir en dos componentes principales: radio y núcleo. Es el núcleo 5G el que controla la red y, por lo tanto, se convierte en un facilitador clave para las aplicaciones del mercado vertical. Una de las principales características es la segmentación de redes.
Esta entrada de blog proporcionará una visión general del corte de red y algunos de los casos de uso en el edge.
Boletín del sector
Las últimas novedades sobre tecnología, respaldadas por conocimientos de expertos
Manténgase al día sobre las tendencias más importantes e intrigantes del sector en materia de IA, automatización, datos y mucho más con el boletín Think. Consulte la Declaración de privacidad de IBM.
Su suscripción se enviará en inglés. Encontrará un enlace para darse de baja en cada boletín. Puede gestionar sus suscripciones o darse de baja aquí. Consulte nuestra Declaración de privacidad de IBM para obtener más información.
El corte de red no es nuevo; es una forma de crear múltiples redes lógicas y virtualizadas únicas sobre una infraestructura compartida utilizando redes definidas por software (SDN). Como mencionamos en blogs anteriores, la Tecnología 5G ha acelerado el uso de SDN y network functions virtualization (NFV), las cuales ayudan en la creación rápida de segmentos de red. Por lo tanto, aplicando los mismos principios de virtualización a las redes de acceso por radio (RAN), un operador de red puede segregar físicamente el tráfico a través de segmentos.
Los segmentos de red pueden admitir una aplicación, un servicio, un conjunto de usuarios o una red específicos y pueden abarcar varios dominios de red, incluidos el acceso, el núcleo y el transporte. También pueden implementarse en varios operadores. Esto significa que cada red lógica está diseñada para servir a un propósito empresarial definido y comprende todos los recursos de red necesarios, configurados y conectados de extremo a extremo.
Una de las características más importantes del 5G, las secciones de red pueden crearse y programarse dinámicamente para proporcionar a los clientes finales su propia red móvil individual y gestión de suscriptores, que pueden actualizarse continuamente para satisfacer sus necesidades cambiantes. Desde el ancho de banda ultraalto hasta la baja latencia, los caso de uso identificados para 5G y segmentación de red abarcan diversas necesidades de entrega y se dividen en tres categories principales. La versión 15 del 3GPP (Proyecto de asociación de tercera generación) proporcionó detalles sobre estos tres tipos de Slice/Service (SST):
- SST 1 – Banda ancha móvil extrema (o mejorada) (eMBB): destinada a aplicaciones centradas en vídeo que consumen mucho ancho de banda y generan la mayor parte del tráfico en la red móvil.
- SST 2 – Comunicaciones ultraconfiables de baja latencia (urLLC): Esto permitirá cosas como la cirugía remota o las comunicaciones de vehículo a X (v2x) y requerirá que los operadores de redes móviles (ORM) tengan capacidad de edge computing.
- SST 3 – Massive Machine-Type Communications (mMTC): aunque comúnmente se conoce como Internet de las cosas (IoT), esta porción de red presta servicios a una escala mucho mayor, con miles de millones de dispositivos conectados a la red. Estos dispositivos generarán mucho menos tráfico que las aplicaciones eMBB, pero habrá muchas más magnitudes de ellos.
La concurrencia de servicios se posibilita mediante la fragmentación de la red. Hay un efecto intrínseco en el que cada servicio tiene características intrínsecas: un efecto micro en el que el cambio en un segmento no afecta al segmento adyacente, y un efecto macro en el que los recursos físicos se mueven a otro segmento en función de la demanda. NFV es lo que proporciona escalabilidad, flexibilidad y aislamiento.
Es importante comprender que el aislamiento a nivel de red -en el que los clientes verticales no comparten la función o los recursos de la red con los demás clientes- en algunos casos no se considera un requisito fundamental y no se aborda mediante la fragmentación de la red. En consecuencia, la segmentación de red supone que solo se necesitará un pequeño número de segmentos en una red nacional y que serán compartidos por empresas que tengan necesidades similares.
La fragmentación de la red sin aislamiento de la misma puede ser aceptable en casos de uso específicos que requieran una cobertura de red nacional (como los coches conectados), pero muchas empresas no quieren compartir ninguna infraestructura de hardware o software con otras empresas, y mucho menos con sus competidores. De ahí la aparición de Private LTE y Private 5G.
La fragmentación de la red no debe confundirse con la LTE/5G privada, ya que atienden a aplicaciones diferentes. Las redes privadas que vemos en plantas de fabricación, aeropuertos y puertos, producción de servicios públicos, centros de distribución, etc. requieren y utilizan redes centrales dedicadas. Estas redes centrales dedicadas proporcionan a la empresa un aislamiento total de la red, lo que aporta un mayor control, fiabilidad y calidad determinista porque no se comparten con otros clientes.
El segmento de red se adapta muy bien a aplicaciones como la gestión de flotas a nivel nacional, proporcionando un servicio fiable y controlado dondequiera que esté ubicado el dispositivo. Algunos de los controladores de la segmentación de la red se muestran en la figura 2.
El 5G ha facilitado las funciones de red virtual (VNF), especialmente el corte de red, para aprovechar plenamente la flexibilidad que promete la virtualización. Sin embargo, las aplicaciones de software subyacentes para las funciones de red deben estar diseñadas para soportar cualquier infraestructura y automatizar completamente las implementaciones y los eventos del ciclo de vida, como la creación de servicios, las actualizaciones transparentes de software, la escalabilidad dinámica e incluso la recuperación:
¿Cuándo y cómo debe crearse el segmento de red? Los operadores de redes tienen que responder a estas y otras preguntas pertinentes, como las siguientes:
- ¿Cómo se crea la porción? (Por servicio, por vertical, por aplicación, por QoS).
- ¿Dónde se crea el segmento? (Célula, RDC, DC local, núcleo.)
- ¿Cuántos recursos físicos requerirá un segmento? (Ubicación/tamaño de la porción.)
- ¿Cuáles son los objetivos de latencia?
- ¿Cómo permitirás la escalabilidad? (Asignación de recursos físicos a la sección virtual.)
Las etapas del ciclo de vida de una porción de red incluyen la preparación, la puesta en servicio, las operaciones y el desmantelamiento:
- Preparación: evalúe los requisitos de los segmentos de red. Diseñar/seleccionar una topología de segmentación. Crea e integra una plantilla de segmento de red.
- Comisión: cree la instancia de segmento de red (NSI) y la instancia de subred de segmento de red (NSSI) que gestionan los requisitos de segmento.
- Operación: Este paso incluye la activación del NSI/NSSI, las modificaciones necesarias y la desactivación.
- Retirada: siempre que sea posible, termine las instancias.
Las solicitudes segmentadas se descomponen en cada capa de la pila de telecomunicaciones en la nube, incluida la capa de control de red, la capa de red lógica y la capa de conectividad Edge. El siguiente gráfico muestra los cálculos que se utilizan para decidir cómo dividir la red mientras se evalúan ciertas políticas y criterios en cada paso:
La segmentación de redes 5G es un proceso basado en órdenes, y productos como IBM Cloud Pak for Network Automation proporcionan una interfaz gráfica única que los operadores de red pueden utilizar para realizar la compleja tarea de segmentación de redes y gestionar las segmentaciones. Proporciona orquestación basada en intenciones, automatización extrema y características de optimización. Estas herramientas permiten a los operadores supervisar el estado de los segmentos y las métricas del SLA, y les dan la posibilidad de dar dirección rápidamente a cualquier alarma o modificación.
El 5G permite la innovación de nuevos modelos de negocio en todos los sectores. La fragmentación de las redes permite al operador de red maximizar el uso de los recursos de la red y la flexibilidad del servicio. Algunas de las funciones de red se pueden compartir entre segmentos de red, mientras que otras funciones de red se implementan solo para un servicio específico dentro del segmento. Características como estas permiten a los CSP ofrecer servicios innovadores para ingresar a nuevos mercados y expandir su negocio.
El centro de arquitectura de IBM Cloud ofrece muchas arquitecturas de referencia multinube e híbridas, incluyendo marcos de IA. Busca la arquitectura de referencia de IBM Network Automation y la arquitectura de referencia de IBM Edge Computing.
Un agradecimiento especial a Sanil Nambiar por las reseñas del artículo.
- “¿Qué es el Network Slicing?” — Blueplanet (enlace externo a ibm.com)
- “Network Slicing” — Ericsson (enlace externo a ibm.com)
Recursos
IBM Cloud Pak for Network Automation es un Cloud Pak que permite automatizar y orquestar las operaciones de infraestructura de redes.
Las soluciones de redes en la nube de IBM proporcionan conectividad de alto rendimiento para potenciar sus aplicaciones y su negocio.
Consolide el soporte de los centros de datos con IBM Technology Lifecycle Services para redes en la nube y más.