CC BY
419
«и»
ОБЗОР РЕШЕНИИ SDN/NFV ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
Ефимушкин Владимир Александрович,
к.ф.-м.н., доцент, директор департамента АО "Интеллект Телеком", Москва, Россия, efimushkin@i-tc.ru
Ледовских Татьяна Владимировна,
к.ф.-м.н., заместитель директора департамента АО "Интеллект Телеком", Москва, Россия, ledovskikh@i-tc.ru
Корабельников Дмитрий Михайлович,
ведущий специалист АО "Интеллект Телеком", Москва, Россия, korabelnikov@i-tc.ru
Языков Дмитрий Николаевич, Ключевые слова: программно-конфигурируемая
ведущий специалист АО "Интеллект Телеком", сеть> виртуализация сетевых функцш,
Москва, Россия, yazikov@i-tc.ru SDN■ NFV сетевое решение
Традиционная архитектура сетей передачи данных требует существенных инвестиций для обеспечения потребностей по передаче растущих объемов трафика и подключения к сети все большего числа устройств. Сложность в обслуживании таких сетей сочетается зачастую с неполной совместимостью сетевых решений, что влечет за собой зависимость от производителей оборудования. Несоответствие потребностей клиентов и предлагаемых на рынке решений привело к появлению новых концепций построения и организации работы сетей передачи данных - программно-конфигурируемым сетям (Software-Defined Network, SDN) и виртуализации сетевых функций (Network Functions Virtualization, NFV). Основным отличием архитектуры сети SDN от традиционной является разделение плоскостей управления и передачи данных при использовании открытых протоколов для обмена управляющей информацией между этими плоскостями. Вследствие такого подхода становится возможным существенное упрощение сетевых элементов плоскости передачи данных и логическая централизация управления сетью.
Подход NFV предполагает использование технологий виртуализации для отделения функций логических сетевых элементов от аппаратной инфраструктуры сети связи. Актуальность концепций SDN/NFV подтверждается включением технологии SDN компанией Gartner в топ-10 стратегических технологических трендов 2014 г. Правительство Российской Федерации включило технологии SDN и NFV в перечень приоритетных научных задач (government.ru/orders/10326/). На сегодняшний день практически все операторы сетей связи проводят исследования и тестирование в области SDN/NFV. Анализируется текущее состояние и проводится классификация предлагаемых на рынке решений SDN/NFV, к участникам которого относятся крупные производители телекоммуникационного оборудования: Alcatel-Lucent, Brocade, Cisco Systems, Huawei, Ericsson, Juniper Networks, NEC, Nokia Networks, ZTE Corporation и др.; участники смежных сегментов инфокоммуникационного рынка Hewlett-Packard, IBM, VMware и др., и недавно появившиеся, но активно осваивающие новый рынок коммерческие компании 6WIND, ADARA Networks, Avaya, Big Switch Network, Ciena, Pica8 и др.
Для цитирования:
Ефимушкин В.А., Ледовских Т.В., Корабельников Д.М., Языков Д.Н. Обзор решений SDN/NFV зарубежных производителей // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2015. - Том 9. - №8. - С. 5-13.
For citation:
Efimushkin V.A., Ledovskikh T.V., Korabelnikov D.M., Yazikov D.N. Overview of foreign manufacturers' SDN/NFV solutions. T-Comm. 2015. Vol 9. No.8, рр. 5-13. (in Russian).
Введение
Традиционная архитектура сетей ПД сегодня является доминирующей и позволяет решать широкий круг задач по организации обмена данными, обеспечивая развитие информационного общества. Принципы, положенные в ее основу, позволили обеспечить функционирование сетей в условиях ограниченной пропускной способности каналов связи и ненадежных соединений. В то же время для традиционной архитектуры характерно существование следующих проблем:
• необходимы существенные инвестиции для обеспечения потребностей по передаче растущих объемов трафика и подключения к сети все большего числа устройств;
• сети связи сложны в обслуживании, для их функционирования используется более 100 протоколов, настройка сетевых устройств осуществляется индивидуально, неэффективно с точки зрения технической эксплуатации;
• неполная совместимость сетевых решений влечет за собой зависимость пользователей от производителей сетевого оборудования.
В качестве возможного решения были предложены концепции программно-конфигурируемых сетей (Software-Defined Network, SDN) и виртуализации сетевых функций (Network Functions Virtualization, NFV). Далее приводятся базовые положения концепций и рассматриваются реализующие их решения.
Программно-конфигурируемые сети
В традиционной архитектуре каждое сетевое устройство выполняет как функции, непосредственно обеспечивающие ПД, так и функции, связанные с принятием решений о маршрутизации (управления передачей) пакетов, рис. 1,а).
а) Традиционная сеть передачи данных
|—| Подсистема управления | Операционная система I Оборудование ПД
Рис. 1. Структуры традиционной сети и сети SDN
Архитектура SDN предполагает разделение плоскостей управления и ПД на несколько уровней, рис.1,б):
• сетевое устройство (уровень ПД) отвечает непосредственно за передачу поступающих пакетов в соответствии с получаемыми от внешнего логического узла (как правило, называемого контроллером) инструкциями по стандартизированному протоколу;
• контроллер (уровень управления) принимает решения о порядке маршрутизации потоков данных в соответствии с состоянием сети, передает сетевым устройствам инструкции по перенаправлению потоков данных, получая информацию об их текущем состоянии через южный интерфейс контроллера, а также взаимодействует с сетевыми приложениями по открытому программному интерфейсу API (северный интерфейс контроллера);
• сетевые приложения (уровень приложений) -различные услуги и службы, опирающиеся на ресурсы сети. Благодаря открытому API контроллера сторонние поставщики могут разрабатывать логику собственных решений, опираясь на стандартизированные интерфейсы при обращении к ресурсам сети.
Такой подход, как ожидается, позволит сократить расходы на эксплуатацию и развитие сетей связи в т.ч. за счет снижения стоимости типового сетевого оборудования; повысить управляемость сети; уменьшить число используемых протоколов за счет вынесения задач уровня управления в централизованный логический узел, владеющий информацией о сети в целом; снизить зависимость от поставщиков оборудования вследствие взаимозаменяемости решений благодаря использованию открытых протоколов и интерфейсов между уровнями.
Концепция SDN находит применение в центрах обработки данных (далее - ЦОД) и при реализации облачных решений. Ее применение в сетях операторов связи пока ограничено, в том числе, по следующим причинам:
• для перехода к SDN необходима замена используемого в настоящий момент сетевого оборудования, что влечет за собой существенные капитальные затраты;
• необходима переподготовка персонала, отвечающего за развертывание и поддержание функционирования сетей;
• на стадии разработки и стандартизации решений находятся вопросы обеспечения информационной безопасности при использовании SDN в сетях WAN и ряд других.
Виртуализация сетевых функций
В настоящее время сетевые функции, связанные с обработкой пакетов данных для различных, в т.ч. прикладных задач, реализуются, как правило, в форме независимых устройств, использующих специализированное оборудование. Следствием являются ограничения по масштабируемости узлов в соответствии с потребно-
сгями оператора, необходимость обслуживания большого количества устройств, ограничения по совместимости применяемых решений, капитальные и операционные затраты.
Подход NFV предполагает отделение функций логических сетевых элементов от обеспечивающей их аппаратной инфраструктуры за счет виртуализации этих функций, рис. 2. Таким образом, может использоваться унифицированное оборудование, обеспечивающее вычислительные возможности, память для хранения данных, пропускные способности для ПД, при этом ресурсы унифицированного оборудования динамически предоставляются программно реализованным виртуализированным сетевым функциям (Virtual Network Function, VNF).
Традиционный ПОДХОД* ^^^ сетевым устройствам
■■' С PN ) ( CGHAT SNJ ММЕ
SG5WGGSN i-j^j .-!•> I DPI Межсетевой экрачЕ^ j
Q^D (МзнвдпчатврРЕК^
jj^ BRAS ) ( QoE MWMTOpWf^^^ ( CPE ф
С
J С
1;
Виртуальные сетевые
вычислительные Виртуальные ресурсы ресурсы ресурсы хранения данных
Слой виртуализации
Вычислительные Сметены Сетевые средства хранения данных устройства
Унифицированные аппаратные ресурсы
Рис. 2. Традиционная реализация сетевых функций и их виртуализация
Несмотря на более позднее, по сравнению с концепцией SDN появление, операторы рассматривают возможность внедрения решений NFV в кратко- и среднесрочном периодах. Это связано со следующими особенностями концепции:
• не требуется досрочно выводить из эксплуатации успешно используемое оборудование;
• внедрение NFV, согласно мнению участников рынка, должно приводить к сокращению капитальных и операционных затрат, связанных с отдельными услугами;
■ внедрение NFV может осуществляться ограничено и постепенно, за счет новых услуг, что позволяет рассматривать его как экономически обоснованное;
• для решений виртуализации уже существует, в отличие от решений SDN, наработанная практика применения, связанная с облачными и другими решениями, что позволяет рассматривать концепцию NFV как более зрелую и готовую к коммерческой эксплуатации.
Развитие SDN/NFV
Для концепций SDN/NFV характерен сравнительно быстрый переход от теоретических разработок к коммерческим решениям, рис. 3.
SDN.
ONF (Google. Cisco. Microsoft. Dell, HP. IBM. NEC. Huawein др.)- вовлечение отрасли Протокол Openflow v1l
nfwson:
Проект открытой платформы SDN QpenDayLghl Разра&атка и тестирование решений. РвС
NFViSDN' Первые коммерческие внедрений
20D6-2D1D
2011
»12
2013
2014
201S-..
SDN NFViSDN:
Начальная разработка протокола Рэбонэя группа управления сетевыми ETSIISG NFV,
устройствами. Nicira, Big Switch OpenFlow »1.3 Networks. OpenFlow vi .0
NFViSDN:
Первый релиз OpenDayüghl Коммерческие продукты, пробные внедрения OpenFlow vi.J
>
Рис. 3. Развитие концепций SDN/NFV
Начальная разработка концепции SDN относится к периоду 2006-2010 гг. и включает
• разработку в Стэнфорде и Калифорнийском университете в Беркли [1] теоретических основ SDN, выделение уровней архитектуры, определение необходимой функциональности на каждом из уровней, формирование теоретических положений взаимодействия уровней;
• разработку версии 1 протокола OpenFlow, рассматриваемого в качестве основного при взаимодействии контроллера и сетевых устройств в рамках концепции SDN [2];
• образование первых стартапов SDN - Nicira, Big Switch Networks, ....
В 2011 г. был образован Фонд открытых сетевых технологий (Open Networking Foundation, ONF), ведущий дальнейшую стандартизацию протокола OpenFlow [3]. В настоящий момент в ONF входит более 180 компаний - участников отрасли [4]. Активное участие коммерческих компаний определило дальнейшее быстрое развитие концепции SDN.
В 2012 г. старший вице-президент Google Урс Хёльцле (Urs Hölzle), отвечающий за техническую инфраструктуру компании, представил на Open Networking Summit доклад об успешном использовании Open-Flow для оптимизации сети WAN Google [5], что подтвердило возможность и перспективность практической реализации SDN.
В 2012 г. представители 13 операторов на заседании ETSI представили вводную статью о концепции NFV [6], что повлекло за собой образование рабочей группы ETSI ISG NFV, являющейся сегодня одной из крупнейших в ETSI. Таким образом, создателями и инициаторами дальнейшего развития концепции выступили компании-пользователи сетевого оборудования,
В 2013 г. участниками рынка был создан проект совместной разработки платформы SDN на принципах свободного программного обеспечения - OpenDayLight. Цель OpenDayLight - сформировать отраслевой стандарт контроллера SDN, закрепить использование стандартизированных протоколов взаимодействия с сетевым оборудованием и определить API для сетевых приложений. В настоящий момент в OpenDayLight входят 46 компаний [7]. Первая версия платформы OpenDay Light была создана в 2014 г.
Кроме разработки стандартов и общеотраслевых решений с 2013/2014 гт. поставщики оборудования и
программного обеспечения при участии поставщиков услуг и операторов сетей связи создают и тестируют решения, осуществляют их пробные внедрения. Предполагается, что с 2015 г. начнутся коммерческие внедрения решений с последующей полномасштабной эксплуатацией.
Оценка SDN/NFV со стороны участников
рынка
Кроме активного участия участников рынка в процессах стандартизации актуальность концепций SDN/ NFV подтверждается, в том числе, следующими фактами:
• компания Gartner включила технологию SDN в топ-10 стратегических технологических трендов 2014 года [8];
■ Правительство Российской Федерации включило технологии SDN и NFV в перечень приоритетных научных задач [9];
• рабочая группа ETSI ISG NFV является одной из крупнейших в ETSI [10];
• более 100 компаний телекоммуникационного рынка и рынка программных средств задействовано в разработке решений SDN/NFV [11];
• в настоящее время крупнейшие операторы сетей связи проводят исследования и тестирование в области SDN/NFV [12].
Участники рынка SDN/NFV
Новизна концепций, изменяющих процессы функционирования сетей связи, широкий круг потенциальных клиентов и высокая степень их заинтересованности, необходимость в создании ранее отсутствовавших решений привлекли на рынок SDN/NFV множество компаний, в том числе следующие:
• традиционные поставщики телекоммуникационного оборудования: Alcatel-Lucent, Brocade, Cisco Systems, Huawei, Ericsson, Juniper Networks, NEC, Nokia Networks, ZTE Corporation и др.;
■ компании смежных сегментов рынка: HP, IBM, Dell, VMware, Facebook, Google, Intel, Microsoft, Samsung, Yahoo, Oracle и др.;
• стартапы, нацеленные на сегмент SDN/NFV: Nicira, 6WIND, ADARA Networks, Avaya, Big Switch Network, Ciena, Pica8 и др.
Традиционные поставщики оборудования осваивают концепции SDN/NFV вследствие сформировавшегося со стороны потребителей сетевого оборудования запроса на изменения в сложившейся структуре расходов.
Компании смежных сегментов рынка, с одной стороны, заинтересованы в SDN/NFV в качестве потребителей - многие компании эксплуатируют собственные ЦОД, разрабатывают и поддерживают облачные решения. С другой стороны, для компаний-разработчиков программного обеспечения концепции SDN/NFV представляют перспективный рынок, так как, унифицируя аппаратную и управляющую составляющие сетей связи, SDN/NFV переносят фокус развития сети на допол-
нительные, независимо разрабатываемые программные решения - сетевые приложения SDN и функции VNF (в концепции NFV).
Новизна рынка SDN/NFV обеспечила перспективы новым компаниям - стартапам, сосредоточенным на создании решений SDN/NFV. В отличие от крупных компаний, указанных выше, стартапы, как правило, ориентированы на разработку продуктов, реализующих функции фрагментов архитектур SDN/NFV. Следующим шагом, в сотрудничестве с другими компаниями, интеграция решений стартапов позволяет сформировать полноценное решение SDN.
Решения SDN
Основные решения SDN, предлагаемые в настоящее время производителями, могут классифицироваться в соответствии с архитектурой SDN и образовывать следующие классы:
• аппаратные устройства (уровень ПД, сетевой инфраструктуры) - коммутаторы и маршрутизаторы. Также к этой категории отнесены специализированные процессоры для сетевых устройств SDN. Необходимо отметить, что практически все предлагаемые в настоящий момент коммутаторы и маршрутизаторы представляют собой гибридные решения, поддерживающие как протоколы SDN, так и протоколы традиционной сетевой архитектуры. На текущем, начальном этапе перехода сетевой инфраструктуры к SDN это позволяет обеспечить его постепенность по мере готовности сети с сохранением совместимости действующего оборудования традиционных сетей связи и внедряемого оборудования SDN. На рынке выделяется два основных подхода к реализации сетевого оборудования SDN:
оборудование, ориентированное на взаимодействие с вышележащими уровнями посредством протокола OpenFlow. Как правило, поддерживается актуальная на момент разработки версия протокола OpenFlow, в качестве альтернативы могут поддерживаться другие открытые протоколы;
оборудование, ориентированное на взаимодействие с вышележащими уровнями в рамках комплексного решения поставщика, как правило, поддерживает проприетарные протоколы или открытые протоколы со специфичными для поставщика расширениями, обеспечивающими дополнительную функциональность. Протокол OpenFlow также может поддерживаться, однако его применение не является приоритетным в рамках комплексного решения поставщика оборудования.
• контроллеры (уровень управления) программные средства, обеспечивающие управление сетью. На рынке существует ограниченное число применяемых в решениях крупных компаний контроллеров. Наиболее распространенным является контроллер Open Day Light, на основе которого поставщики разрабатывают собственные решения. Тем не менее,
ряд компаний предлагает решения SDN на базе собственных контроллеров.
• сетевые приложения - программные средства, выполняющие те или иные прикладные задачи. Наиболее распространенными категориями приложений являются программные средства, дополняющие возможности по управлению сети, обеспечивающие мониторинг и контроль качества, информационную безопасность на уровне сети.
• в качестве дополнительной категории выделяются интеграционные решения - рыночные предложения поставщиков, преимущественно состоящие из компонентов, разработанных другими компаниями. Поставщик предлагает законченное решение, включающее все необходимые составляющие.
Распределение компаний в соответствии с предлагаемыми ими решениями SDN и выделенными выше категориями приведено в табл. 1.
Таблица 1
Решения SDN
Уровень инфраструктуры (коммутатор, процессор и яр.) Поддержка OpenFlow Поддержка расширений, специфичных для производителя
Arista Networks, Active Broadband Networks, ARM Holdings, Artesyn Embedded Technologies, BigSwitch, Brocade, Broadcom, Cavium, Con-textream, Centec Networks, Cisco, Compass EOS, Corsa Technology, Cyan, Dell, Extreme Networks, HP, IBM, Intel Corporation, Juniper Networks, Nuage Networks, NEC, Pica8, Plexxi, Active Broadband Networks, ADARA Networks, Mar-vell, Mellanox, MRV Communications, Netsocket, Netronome, No-viFlow, Plunbus Networks, Polatis Arista, Avaya, ADVA Optical Networking, BigSwitch, Brocade, Cisco, Enterasys, Extreme Networks, Huawei, Oracle Corporation
Уровень управления (контроллеры и совмещенные функции) На основе OpenDayLight На основе других контроллеров
Active Broadband Networks, Avaya, Cisco, ISM, ConteXtream, Ciena, Coriant, Ericsson, Dell, hp, adva Optical Networking, Brocade (Vyatta), Extreme Networks ADARA Networks, Juniper, Nuage, Metaswitch Networks, NEC, Netsocket, Nicira, BigSwitch Networks, Stanford University (Beacon), ADVA Optical Networking, Argela (Turk Telekom), Cyan, Huawei
Уровень приложений Accedian Networks, Aerofiex (Cobham), Allot Communications, Arista Networks, Amartus, Argela (Turk Telekom), Aricent, Artesyn Embedded Technologies, Blue Coat, Catbird Networks, Centec Networks, Ciena, Coriant, Corsa Technology, Cyan, Radware
Интеграционные решения Ericsson, Dell, MRV Communications
8 связи с большим количеством участников рынка, в качестве примера далее рассмотрена ограниченная выборка решений. Для рассмотрения были выбраны комплексные решения, включающие контроллер, сетевое оборудование и приложения. Допускалось отсутствие приложений при условии заявленных планов по их разработке. Рассматривались решения крупных участников рынка, как со стороны производителей телекоммуникационного оборудования (Cisco, Huawei), так и со
стороны компании, для которых основным является рынок вычислительных решений и программного обеспечения (HP, IBM). Общая характеристика предлагаемых этими компаниями решений представлена в табл. 2 и позволяет выделить две наиболее ярко выраженные стратегии разработки решений SDN: прикладных (HP, IBM) и сетевых (Cisco, Huawei).
Таблица 2
Решения SDN компаний IBM, HP, Cisco, Huawei
Состав решения
Сетевые устройства
Контроллер (виртуализация сети)
Платформа приложений
Особенности
IBM
средства управления виртуальными сетями контроллер сетевое оборудование_
пакет приложений
контроллер сетевое оборудование
виртуализиро-ванные (различные гипер-визоры, включая IBM) и аппаратные устройства процессоры общего назначения поддержка OpenFlow
О pen Daylight Project (с 2014 г.) VMware NSX
Openstack
Собственное решение управления и автоматизации (ЗтагЮоий ОгсЬе5бга1вг) Акцент на облачных решениях
HP
контроллер сетевое оборудование
виртуализиро-ванные (посредством VMware) и аппаратные устройства процессоры общего назначения и специализированные (ASIC) поддержка OpenFlow
HP Virtual Application Networks (VAN) SDN Controller VMware NSX
Openstack
Акцент на приложениях и открытом API -HP SDK и SDN AppStore Использование открытых стандартов
Продолжительное участие в SDN
Cisco
виртуализиро-ванные и аппаратные устройства
специализиров энные процессоры (ASIC) функции маршрутизации проприетарные протоколы
Cisco eXtensibie Network Controller (XNC) -кон?-роллер OpenDayLight опора на протоколы Cisco onePK, I2RS, OpenFlow высокоуровневая настройка сетевых устройств для приложений API onePK
VMware
Необходимо отметить, что смешанные черты этих стратегий в различной степени присущи многим участникам рынка, стратегии не являются безусловно взаимоисключающими.
Для стратегии прикладных решений были выделены следующие характерные черты:
■ использование открытых решений и протоколов (OpenDayLight, OpenFlow и др.) в качестве основных;
• формирование комплексных решений в активном сотрудничестве с другими участниками рынка, в том числе с привлечением узкоспециализированных решений (например, по обеспечению информационной безопасности), которые поддерживают необходимые для встраивания в общее решение протоколы и интерфейсы.
В табл. 1 и 2 стратегия прикладных решений наиболее характерна для новообразованных компаний и компаний рынка программных продуктов, черты этой стратегии также проявляются в решениях ряда постав-щиков телекоммуникационного оборудования, занимающих сравнительно ограниченные рыночные ниши.
Для стратегии сетевых решений были выделены следующие характерные черты:
■ сохранение уровня управления на сетевых устройствах;
• акцент на гибридном подходе. Согласно подходам компаний, реализующих эту стратегию, концепция SDN рассматривается не как замена существующей модели, а как ее развитие. В дополнение к традиционной структуре вводится дополнительный логический уровень, взаимодействующий с сетевым оборудованием, что позволяет сформировать целостное представление о состоянии сети и реализовать дополнительные функциональные возможности;
■ решения включают проприетарные составляющие (интерфейсы, протоколы).
Решения NFV
В отличие от решений SDN, в настоящий момент преимущественно ориентированных на нижние уровни архитектуры - ПД и управления, предлагаемые на рынке решения NFV прежде всего являются функциями VNF. Это соответствует заложенной в концепции NFV возможности ограниченного и постепенного внедрения NFV в соответствии с потребностями. В связи с этим, решения NFV, предлагаемые на рынке, классифицировались в соответствии с областью их применения, в том числе:
• платформа NFV - комплекс средств, обеспечивающий функционирование VNF, оркестрацию и управление;
• функции VNF, виртуализирующие устройства проводных пакетных сетей связи (vCPE, vSBC, vBRAS, прикладные и другие шлюзы);
■ функции VNF, виртуализирующие устройства сетей подвижной радиотелефонной связи (СПРС), включая:
сеть радиодоступа Cloud RAN/vRAN (vBS, vNodeB, veNodeB);
ядро сети (vEPC).
Виртуализация узлов СПРС является востребованным направлением, прежде всего, в связи с актуальной
задачей построения и развития сетей 4G (в перспективе - 5G). Высокие капитальные расходы, необходимость в увеличении плотности размещения базовых станций, рост эксплуатационных расходов вследствие параллельной эксплуатации базовых станций 2G/3G/4G вызывает интерес операторов к решениям, способным существенно изменить структуру расходов при их сокращении;
• функции VNF, виртуализирующие узлы обеспечения информационной безопасности (DPI, VPN, межсетевые экраны и пр.);
• функции VNF, виртуализирующие другие функции, приближенные к непосредственно пользовательским услугам (например, CDN).
Распределение компаний в соответствии с предлагаемыми ими решениями NFV и выделенными выше категориями приведено в табл. 3.
Таблица 3
Решения NFV
ADARA, VMware, Artesyn Embedded Technologies, C! ear Path Networks, Ciena, Cyan, Huawei, Juniper Networks, Nokia, Microsoft, Mirantis, Midokura, Netsocket, Oracle Corporation, VMware/Midra
Aricent, Amdocs, AudioCodes, Brocade, Brocade, Calsoft Labs/ALTEN Group, ClearPath Networks, Colt, ConteXtream, Erics-son+Telstra, Metaswitch Networks
Amdocs, Alcatel-Lu cent, Metaswitch Networks
Altiostar Networks, ASOCS, Alcatel-Lu cent
Adax, Alcatel-Lucent, Affirmed Networks, Amdocs, Erlcsson+Telstra, Connec-tem, Cisco, Huawei
Allot Communications, ADARA, Blue Coat, Certes Networks, Check Point Software Technologies, Clavister, Cohesive FT, Ericsson, Palo Alto Networks, Procera Networks, Qosmos, Radware
Akamai Technologies, ADARA, Aeroflex (Cobham), Amartus, Affirmed Networks, Comptel, Net rounds, NetYCE, Openet (vBSS), PLUMgrid, Piston Cioud Computing, Rackspace
В связи с более ранней стадией развития, среди решений NFV еще не оформились выраженные особенности стратегий участников рынка. На настоящем этапе участники рынка нарабатывают практику создания решений NFV и приступают к коммерческим внедрениям. В то же время переход к практическим решениям позволил выявить пробелы стандартизации. Так, недостаточно регламентированной является составляющая платформы NFV, обеспечивающая оркестрацию и управление (Management and Orchestration, MANO), в задачи которой входит:
• оркестра ция VNF;
• управление жизненным циклом VNF;
■ управление виртуализированной инфраструктурой NFV.
В настоящее время существует не менее 19 различных реализаций MANO, независимо разработанных в рамках решений NFV поставщиками [13]. Недостаток стандартизации при разработке накладывает ограничения на последующую совместимость VNF и платформ NFV, что противоречит принципиальным положениям концепций SDN/NFV. В настоящий момент рабочая группа ETSI ISG NFV рассматривает вопросы стандартизации MANO.
Участники российского рынка SDN/NFV
Состояние российского рынка SDN/NFV в текущий момент может быть отнесено к начальному этапу развития. Участники рынка, главным образом, находятся на этапе оценки возможностей SDN и ограниченного тестирования решений. В то же время, интерес российского рынка телекоммуникаций к SDN/NFV отражается в следующих инициативах:
• создан консорциум университетов по изучению и развитию передовых технологий в сфере компьютерных сетей, работающий над тематикой SDN [14];
• проводятся конференции по тематике SDN/NFV с участием отечественных и зарубежных экспертов, а также представителей участников рынка [15, 16];
■ тестированием решений SDN/NFV, согласно данным J'son & Partners Consulting, занимается более половины российских операторов [12].
В настоящее время о проведении разработок в области SDN/NFV заявляет ряд российских организаций, например:
■ ЦПИКС разрабатывает контроллер SDN - RUNOS, предназначенный для централизованного управления сетями SDN в корпоративном сегменте [17];
• ООО «Русьтелетех» предлагает коммутаторы SDN с поддержкой OpenFlow [18], сотрудничает с компанией Marvell в части полупроводниковых систем для сетевых решений;
■ ОАО НПП «Полигон» - представители компании заявили о разработках в области SDN/NFV [19].
Ожидается [20], что в условиях действующего экономического кризиса средства телекоммуникационных компаний на поддержание необходимого уровня экс-
плуатации сетей электросвязи будут ограничены, меры по снижению эксплуатационных затрат, в свою очередь, должны повлечь за собой дальнейшее снижение технического уровня сетей. Возможность международных санкций создает для операторов связи дополнительные риски при формировании программ приобретения сетевых устройств и решений [21].
В этих условиях вопрос перехода на отечественные решения SDN/NFV для России может приобрести в ближайшей перспективе критический характер. Учитывая, что рынок решений SDN/NFV еще не является окончательно устоявшимся, иерархия участников рынка не в полной мере определена, для российских производителей существует и актуальна возможность включиться в создание данных программных и аппаратных продуктов. Перспективы отечественных компаний обеспечивают, в том числе, следующие компетенции:
• мировой уровень российских разработчиков программного обеспечения;
• опыт разработки и производства коммутационного и другого сетевого оборудования.
Вхождение в рынок SDN/NFV может обеспечить отечественным операторам связи независимость от зарубежных поставщиков, возможность построения сетей связи на основе более экономичных решений, по сравнению с традиционной сетевой архитектурой,- оптимизировать капитальные затраты и сократить эксплуатационные расходы, определить конкурентоспособное место российских ИТ-решений на перспективных и инновационных направлениях.
Заключение
Рынок решений SDN/NFV находится в фазе активного развития. Одновременное присутствие компаний различного масштаба, покрывающих разные уровни архитектур SDN, NFV говорит о том, что рынок оборудования и решений SDN/NFV не насыщен и является перспективным направлением.
Решения и принципы применения концепций SDN/ NFV еще не в полной мере устоялись, дальнейшее развитие стандартов может привносить существенные дополнения, а понимание места концепций в сетях различных участников рынка может уточняться и существенно изменяться.
Решения SDN в настоящий момент преимущественно нацелены на операторов ЦОД и облачной инфраструктуры, в то время как решения для операторов сетей связи находятся в фазе разработки и экспериментальных внедрений на сетях WAN.
Несмотря на молодость и относительную неполноту стандартов концепции (2012 г.), решения NFV уже предлагаются на рынке. Их внедрение, в частности,, решений по виртуализации сетей доступа и ядра, позволяет ожидать изменения принципов построения сетей, в том числе СПРС, в среднесрочной перспективе.
Литература
1 McKeown N., Anderson Т., Balakrishnan H. et al. Open-flow: enabling innovation in campus networks // ACM SIGCOMM Computer Communication Review - 2008, Vol.38, No.2. -Pp.69-74.
2 Ефимушкин В.А., Дедовских Т.В., Корабельников Д.М., Языков Д.Н. Сравнительный анализ архитектур и протоколов программно-конфигурируемых сетей // Электросвязь. - 2014, № 8. - С.9-14.
3 Ефимушкин В.А., Ледовских Т. В., Корабельников Д. М., Языков Д.Н. Обзор состояния международной стандартизации программно-конфигурируемых сетей // Электросвязь. - 2014, № 8. - С.3-9.
4 Member Listing // Open Networking Foundation. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.opennetworking.org/ our-members (дата обращения: 07.04.15).
5 Holzle U. OpenFlow @ Google // Open Network Summit. -.04.2012.
6 Chiosi M., Clarke D., Willis P. et al. Network Functions Virtualisation: An Introduction, Benefits, Enablers, Challenges & Call for Action // ETSI White Paper, - 10.2012. - 16 p.
7 Members // OpenDaylight Project, Inc. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.opendaylight.org/ project/members (дата обращения: 07.04.15).
8 Gartner Identifies the Top 10 Strategic Technology Trends for 2014 // Gartner, Inc. - 08.10.2013 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.gartner.com/ news-room/id/2603623/ (дата обращения: 07.04.15).
9 О приоритетных научных задачах, для решения которых требуется задействовать возможности федеральных центров коллективного пользования научным оборудованием // Правительство Российской Федерации. - 08.02.2014. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://government.ru/ orders/10326/ (дата обращения: 07.04,15).
10 Cohn М. NFV, An Insider's Perspective: Part 1 — Goals, History, and Promise // SDNCentral LLC. - 5.09.2013.
11 NFV & SDN Companies Directory // SDNCentral LLC. [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https://www.sdxcentral.com/nfv-sdn-companies-directory/ (дата обращения: 07.04.15).
12 Перспективы внедрения SDN и NFV российскими операторами: результаты опроса // J'son & Partners Consulting. -29.09.2014. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://json.tv/ict_telecom_analytics_view/perspektivy-vnedreniya-sdn-1-nfv-rossiyskimí-operatorami-rezultaty-oprosa (дата обращения: 07.04.15).
13 Chappell С. NFV MANO: What's Wrong & How to Fix It // HEAVY READING. - Vol.13, No.2. - 02.2015. - 63 p.
14 Барское A. SDN - среди государственных приоритетов // Журнал сетевых решений/LAN, - 2014, № 2. ~ C.3.
15 Международная научная конференция «Управление и виртуализация в современных сетях», 27-29 октября 2014 г., г. Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова // [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://sdiconf.com/rus/Conference/ (дата обращения: 07.04.15).
16 Конференция «Виртуальная Россия 2014», 05 ноября 2014 г., г. Москва, ЦМТ // [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://vtrussia.ru/ (дата обращения: 07.04.15).
17 Вышла третья версия SDN-контроллера RUNOS // ЦПИКС. - 20,01.2015, [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://arccn.ru/media/1448 (дата обращения: 07.04.15).
18 Русьтелетех - производитель доверенного сетевого оборудования - РЕШЕНИЯ SDN // ООО «Русьтелетех». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://rusteletech.ru/ resheníya-sdn (дата обращения: 07.04.15).
19 «Ростелеком» внедряет разработки «Полигона» // ОАО НПП «Полигон». - 26.02.2015. [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://plgn.ru/about/news/2567/ (дата обращения: 07.04.15).
20 Мардер Н.С. Телекоммуникации России в условиях действующего экономического кризиса // В кн.: Тезисы докладов IX Международной отраслевой научной конференции «Технологии информационного общества». 24 марта 2015 г. -М.: ИД Медиа Паблишер, 2015. - С.23-24.
21 Попова М. Кто остался на ИТ // Коммерсантъ, приложение «Информационные технологии» №55. - 31.03.2015. -С.13.
COMMUNICATIONS
OVERVIEW OF FOREIGN MANUFACTURERS' SDN/NFV SOLUTIONS
Efimushkin V.A., department director, JSC "Intellect Telecom", Moscow, Russia, efimushkin@i-tc.ru Ledovskikh T.V., department deputy director, JSC "Intellect Telecom", Moscow, Russia, ledovskikh@i-tc.ru Korabelnikov D.M., lead specialist, JSC "Intellect Telecom", Moscow, Russia, korabelnikov@i-tc.ru Yazikov D.N., lead specialist, JSC "Intellect Telecom", Moscow, Russia, yazikov@i-tc.ru
Abstract
Scalability to meet growing consumer demands, requires a significant investment in data networks of traditional architecture. It is characterized by the complexity of maintenance, limited compatibility, dependence on equipment manufacturers. As a possible solution was proposed the concepts of Software-Defined Networks (SDN) and Network Functions Virtualization (NFV). The article gives a brief description of each of the concepts, discusses the relevance of their telecommunications market, the main categories offered by manufacturers solutions, their characteristics.
Keywords: software defined network, network function virtualization, SDN, NFV, network solution.
References
1. ARCCN 2015, 'RUNOS SDN controller 3rd edition released', viewed 7 April 2015, http://arccn.ru/media/l448.
2. Barskov, A. 2014, 'SDN - among state priorities', Zhurnal setevykh reshenii / LAN, no. 2, p. 3, viewed 7 April 2015, http://www.osp.ru/lan/20l4/02/l303960l. (in Russian)
3. Chappell, C 2015, 'NFV MANO: What's Wrong & How to Fix It', HEAVY READING, vol. 13, no. 2, 63 p.
4. Chiosi, M, Clarke, D, Willis, P, Reid, A, Feger, J, Bugenhagen, M, Khan, W, Fargano, M, Cui, C, Deng, H, Benitez, J, Michel, U, Damker, H, Ogaki, K, Matsuzaki, T, Fukui, M, Shimano, K, Delisle, D, Loudier, Q, Kolias, C, Guardini, I, Demaria, E, Minerva, R, Manzalini, A, Lopez, D, Salguero, FJR, Ruhl, F & Sen, P 2012 'Network Functions Virtualisation: An Introduction, Benefits, Enablers, Challenges & Call for Action', presented at the SDN and OpenFlow World Congress, 22-24 October, Darmstadt, viewed 7 April 2015, https://portal.etsi.org/nfv/nfv_white_paper.pdf.
5. CMC MSU, ARCCN 2014, The International Science and Technology Conference 'SDN & NFV - The Next Generation of Computational Infrastructure', viewed 7 April 2015, http://sdiconf.com/rus/Conference/
6. Cohn, Moscow 2013, 'NFV, An Insider's Perspective: Part 1 - Goals, History, and Promise', SDNCentral LLC, viewed 7 April 2015, https://www.sdxcentral.com/articles/contributed/nfv-insiders-perspective-part-l-goals-history-promise/20l3/09.
7. Efimushkin, V.A., Ledovskikh, T.V., Korabelnikov, D.M. & Iazykov, D.N. 2014 'Survey of software-defined networks standardization', Elektrosvyaz', no. 8. Pp. 3-9. (in Russian)
8. Efimushkin, V.A., Ledovskikh, T.V., Korabelnikov, D.M. & Iazykov, D.N. 20l4 'Comparative analysis of SDN architectures and protocols', Elektrosvyaz', no. 8. Pp. 9-l4. (in Russian)
0. Gartner, Inc. 2013, Gartner Identifies the Top l0 Strategic Technology Trends for 2014, viewed 7 April 2015, https://www.gartner.com/newsroom/id/2603623.
10. H?lzle, U 20l2, 'OpenFlow @ Google', presented at the Second Annual Open Networking Summit (ONS), l6-l8 April, Santa Clara, viewed 7 April 20l5, http://opennetsummit.org/archives/aprl2/hoelzle-tue-openflow.pdf.
11. JSC RPE "Polygon" 20l5, 'Rostelecom adopts Polygon products', viewed 7 April 20l5, http://plgn.ru/about/news/2567.
12. J'son & Partners Consulting 20l4, Russian network operators SDN and NFV adoption perspectives survey, viewed 7 April 20l5, http://json.tv/ict_telecom_analytics_view/perspektivy-vnedreniya-sdn-i-nfv-rossiyskimi-operatorami-rezultaty-oprosa.
13. Marder, N.S. 20l5, 'Russian telecommunications under economic crisis', Tezisy dokladov IX Mezhdunarodnoi otraslevoi nauchnoi konfer-entsii "Tekhnologii informatsionnogo obshchestva", 24 March, Moscow, Media Publisher, Moscow, pp. 23-24.
14. McKeown, N, Anderson, T, Balakrishnan, H, Parulkar, G, Peterson, L, Rexford, J, Shenker, S & Turner, J 2008, 'Openflow: enabling innovation in campus networks', ACM SIGCOMM Computer Communication Review, vol. 38, no. 2, pp. 69-74.
15. Open Networking Foundation 20l5, Member Listing, viewed 7 April 20l5, https://www.opennetworking.org/our-members.
16. OpenDaylight Project, Inc. 20l5, Members, viewed 7 April 20l5, http://www.opendaylight.org/project/members.
17. Popova, M 20l5, 'Who's left for IT', Kommersant, "Information Technologies" appendix, 3l March, no. 55, p. 3.
18. Rus'teletekh Co. Ltd. 2015, 'Rus'teletekh - trusted network equipment manufacturer' - SDN solutions', viewed 7 April 2015, http://rusteletech.ru/resheniya-sdn (in Russian).
19. SDNCentral LLC. 20l5, NFV & SDN Companies Directory, viewed 7 April 20l5, https://www.sdxcentral.com/nfv-sdn-companies-directory.
20. The Government of the Russian Federation 20l4, On first-priority scientific problems requiring an employment of federal centres for shared use of scientific equipment, viewed 7 April 20l5, http://government.ru/orders/l0326.
21. VMware Tour Russia 20l4, 'Virtual Russia 20l4', viewed 7 April 20l5, http://vtrussia.ru.
