Segmentación de red en el borde
Los conceptos básicos de la segmentación de red y los beneficios que ofrece desde la perspectiva de una red de telecomunicaciones.
El borde, en este caso, sería el borde de la red de telecomunicaciones. En la era del 5G, las telecomunicaciones están pasando de los dispositivos de red físicos preconfigurados 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 habilitador clave para las aplicaciones del mercado vertical. Una de las características principales es la segmentación de red.
Esta entrada en el blog ofrece una visión general de la segmentación de red y algunos de sus casos de uso en el borde.
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La segmentación de red no es nueva; 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 la virtualización de funciones de red (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 múltiples dominios de red, incluidos el acceso, el núcleo y el transporte. También se pueden desplegar en múltiples operadores. Esto significa que cada red lógica está diseñada para cumplir un objetivo empresarial definido y comprende todos los recursos de red necesarios, configurados y conectados de extremo a extremo.
Una de las características más importantes de 5G es que los segmentos de red se pueden crear y programar dinámicamente para proporcionar a los clientes finales su propia red móvil individual y gestión de suscriptores, que se pueden actualizar 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 (3rd Generation Partnership Project) proporcionó detalles sobre estos tres tipos de Slice/Service (SST):
- SST 1. Banda ancha móvil extrema (o mejorada) (eMBB): destinada a aplicaciones centradas en video 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 cirugía remota o comunicaciones de vehículo a X (v2x) y requerirá que los operadores de redes móviles (MNO) tengan capacidad de computación edge móvil.
- SST 3. Comunicaciones masivas tipo máquina (mMTC): aunque comúnmente se conoce como Internet de las cosas (IoT), esta segmentación 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 magnitudes más.
La concurrencia de servicios se habilita mediante la segmentación de 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 trasladan a otro segmento en función de la demanda. La 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 funciones ni recursos de red con otros clientes), en algunos casos, no se considera un requisito fundamental y no se aborda mediante la segmentación de red. En consecuencia, la segmentación de red supone que solo se requerirá una pequeña cantidad de segmentos en una red nacional y que serán compartidos por empresas que tengan necesidades similares.
La segmentación de red sin aislamiento de red puede ser aceptable en casos de uso específicos que requieren cobertura de red nacional (como los autos 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 la LTE y el 5G privados.
La segmentación de red no debe confundirse con LTE/5G privado, ya que se adaptan a diferentes aplicaciones. Las redes privadas que vemos en plantas de fabricación, aeropuertos y puertos, producción de utilidades, 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, confiabilidad y calidad determinista porque no se comparten con otros clientes.
La segmentación de red se adapta muy bien a aplicaciones como la gestión de flotas a nivel nacional, proporcionando un servicio confiable y controlado dondequiera que se encuentre el dispositivo. Algunos de los factores que impulsan la segmentación de red se muestran en la figura 2.
El 5G ha facilitado las funciones de red virtual (VNF), especialmente la segmentación de red, para aprovechar plenamente la flexibilidad que promete la virtualización. Sin embargo, las aplicaciones de software subyacentes para las funciones de red deben diseñarse para admitir cualquier infraestructura y automatizar completamente los despliegues y los eventos del ciclo de vida, como la creación de servicios, las actualizaciones de software transparentes, la escalabilidad dinámica e incluso la recuperación:
¿Cuándo y cómo se debe crear el segmento de red? Los operadores de red deben responder estas y otras preguntas pertinentes, incluidas las siguientes:
- ¿Cómo se crea el segmento? (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 del segmento)
- ¿Cuáles son los objetivos de latencia?
- ¿Cómo permitirá la escalabilidad? (Asignación de recursos físicos al segmento virtual)
Las etapas del ciclo de vida de una segmentación de red incluyen la preparación, la puesta en servicio, la operación y el desmantelamiento:
- Preparación: evalúe los requisitos de los segmentos de red. Diseñe y seleccione una topología de segmento. Crea e integra una plantilla de segmento de red.
- Encargo: 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 de NSI/NSSI, las modificaciones necesarias y la desactivación.
- Desactivación: siempre que sea posible, termine las instancias.
Las solicitudes de segmentación se descomponen en cada capa de la pila de nube de telecomunicaciones, incluida la capa de control de red, la capa de red lógica y la capa de conectividad de borde. El siguiente gráfico muestra los cálculos que se realizan para decidir cómo segmentar la red, al tiempo que se evalúan determinadas políticas y criterios en cada paso:
La segmentación de red 5G es un proceso basado en pedidos, y productos como IBM® Cloud Pak for Network Automation proporcionan una única interfaz gráfica que los operadores de red pueden utilizar para realizar la compleja tarea de segmentar la red y gestionar los segmentos. Proporciona orquestación basada en la intención, automatización extrema y características de optimización. Estas herramientas permiten a los operadores monitorear el estado de los segmentos y las métricas de SLA, y les brindan la capacidad de abordar rápidamente cualquier alarma o modificación.
El 5G permite la innovación de nuevos modelos de negocio en todas las industrias. La segmentación de redes permite al operador de red maximizar el uso de los recursos de 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 despliegan 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.
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Un agradecimiento especial a Sanil Nambiar por revisar el artículo.
- “What Is Network Slicing?” — Blueplanet (enlace externo a ibm.com)
- “Network Slicing” — Ericsson (enlace externo a ibm.com)
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