مجازیسازی؛ بستری برای مدیریت شبکههای نوین
شرکتهای تأمینکننده خدمات ارتباطی برای ایجاد قابلیتهای جدیدتر و توسعه تجارت خود ملزم به تکامل سرویسهای نسل جدید مخابراتی در بستر ابر هستند. شش موردی که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد، از جمله مواردی است که توجه به آنها برای موفقیت در این حوزه ضروری است.
اما قبل از آن بهتر است با هم به مفهوم هسته ابر بومی نسل پنجم[1] بپردازیم یا شاید بهتر باشد در ابتدا ببینیم که چرا بستر ابر بومی[2] در این روزها از اهمیت فراوانی برخوردار است و به طور کل به چه معنی است؟ معنای Cloud native از لحاظ لغوی به معنای طراحی و توسعه یک نرمافزار در بستر ابر است و در واقع لازم است یک نرمافزار بگونهای طراحی شود تا قابلیت انطباق با زیرساخت ابری را داشته باشد و بتواند از سرویسهایی که ذاتاً در بستر ابر وجود دارد، به بهترین نحو در جهت پیشبرد اهداف خود استفاده کند. بیشتر نرمافزارهای Cloud native دارای معماری خدمات خرد[3] هستند و در داخل کانتینر[4] توسعه مییابند. همچنین این معماری این امکان را فراهم میکند که هر بخش از نرمافزار به صورت مستقل از دیگر بخشها توسعه یابد بدون اینکه برای بخشهای دیگر مشکلی را ایجاد نماید. این معماری مزایای زیادی را به همراه دارد که در ادامه به چند مورد از آنها اشاره خواهیم کرد:
- انعطاف بیشتر برای ایجاد تغییرات و تحویل سریعتر محصولات به بازار جهانی، دریافت نظرات نسبت به محصولات و بهینه کردن محصولات
- استفاده از مکانیزمهای CI/CD[5]
- بهبود مدیریت چرخه حیات محصولات
- بهبود پشتیبانی از محصولات
- کاهش هزینهها
حال با مزایایی که زیرساختهای ابری برای ما به ارمغان آوردهاند، استفاده از این بستر در حوزههای مخابراتی نیز رونق گرفته است. از این رو سازمان 3GPP استانداردی را برای هسته 5G معرفی کرده است و آن استفاده از معماری مبتنی بر سرویس[6] (SBA) است که برای توسعه در محیط ابری لازم و ضروری است. پس از تعریف معنای Cloud native و مزایایی که به همراه دارد، برای برخورداری از ویژگیهایی که در نسل جدید مخابرات معرفی شده است، پیشروی به سمت زیرساخت ابری، به امری ضروری تبدیل شده است. با مهاجرت به بستر ابر، سرویسهای جدیدی در حوزههایی با ویژگیهای تأخیر بسیارکم[7] و شبکه ماموریت بحرانی[8] تعریف شده که پیش از این امکانپذیر نبود. بنابراین برای توسعه Cloud native 5G core میبایست به 6 مورد زیر توجه کرد؛
1- زیرساخت بومی ابری[9]
نسل جدید مخابرات دارای پیچیدگیهای زیادی است که لازم است تا حد امکان از این پیچیدگیها کاسته شود. همانطور که به مزایای زیرساخت ابری در چند خط قبل نیز اشاره شد، برای تسهیل امور در حوزه 5G و انعطاف بیشتر از معماری مبتنی بر سرویس استفاده شده است، تا پیادهسازی تغییرات راحتتر و با کمترین هزینه انجام شود.
برای رسیدن به معماری Cloud native دو رویکرد وجود دارد، رویکرد اول راهاندازی کانتینر بر بستر ابر است. بگونهای که در داخل ماشینهای مجازی ایجاد شده در بستر ابر، کانتینرها راهاندازی میشوند و سرویسهای 5G بر روی آنها راه اندازی خواهد شد. رویکرد دوم، راه اندازی کانتینر بر بستر سختافزار است. از جمله مزایایی که در رویکرد دوم وجود دارد، حذف لایه مجازیسازی[10] است و در واقع یک لایه از پیچیدگی زیرساخت کم شده است و مدیریت چرخه حیات سرویسها بهینه تر انجام خواهد شد.
از دیگر مزایای رویکرد دوم، استفاده بهینهتر از لایه سختافزار میباشد که به صورت مستقیم با این لایه ارتباط برقرار خواهد شد و سربار[11] کمتری در لایه کانتینر احساس میشود، درنتیجه کارایی سرویسها بهبود خواهد یافت. مزیت سوم، حذف لایه مجازیسازی باعث حذف مجموعه مجوزهای آن خواهد شد و در نتیجه در کاهش هزینهها نیز مؤثرتر خواهد بود.
اما در نهایت تصمیمگیری برای استفاده از دو رویکرد فوق، مبتنی بر نیازمندی شرکتها است که سرویس 5G را ارائه میدهند. در صورتی که لایه زیرساخت ابری آنها آماده است و دارای قابلیت دسترسپذیری و اتکای مناسبی است و سرویسهای دیگری در این بستر در حال سرویسدهی هستند و امکان مهاجرت به رویکرد دوم وجود ندارد، رویکرد اول نیز قابل استفاده خواهد بود.
2- هسته نسل پنجم
در حال حاضر 5GC در کنار هسته تکامل یافته بسته[12] (EPC) میتواند فعالیت کند و تأمینکنندگان سرویسهای مخابراتی لازم است مسیر تکاملی بهینه و مقرون به صرفه را تعریف نمایند. تعریف این مسیر منجر به مهاجرت از EPC به 5GC در طول زمان خواهد شد.
3- صدا در نسل پنجم[13]
تمام تأمینکنندگان سرویسهای مخابراتی در حوزه 5G لازم است به سرویس صدا به عنوان یکی از مهمترین سرویسهای این حوزه توجه کافی داشته باشند. در 5G سرویس صدا از IMS[14] استفاده میکند که در EPC نیز از همین تکنولوژی استفاده شده است. بنابراین ایجاد یک برنامه برای پوششدهی مناسب در این رابطه از اهمیت فراوانی برخوردار است.
4- اتوماسیون و مدیریت[15]
تمامی قابلیتهایی که در حوزه 5G معرفی گردیده است، منجر به تعریف موارد کاربردی فراوانی شده است. از این رو، این محیط دارای پیچیدگیهای بسیار زیادی به همراه یک شبکه پویا است که مدام در حال تغییر است. بنابراین برای مدیریت این اکوسیستم، به سامانهای برای خودکارسازی و هماهنگی امور نیاز میباشد. هر گونه دخالت انسانی باید از این سیستم حذف شود و تمامی سیستمها و سرویسهای قدیمی نیز باید به مرور از این اکوسیستم حذف شوند. از طرفی وجود دامنههای متفاوت در این اکوسیستم نیز اهمیت وجود این سامانه را نشان میدهد تا بتواند به صورت انتها-به-انتها این اکوسیستم را مدیریت نماید.
5- عملیات و مدیریت[16]
با معرفی تکنولوژیهای جدید، نحوه مدیریت و عملکرد سرویسها نیز تغییر خواهد کرد. از طرفی در این اکوسیستم همچنان سرویسهایی با رویکرد قدیمی وجود دارند و لازم است هماهنگی بین سرویسهای قدیمی با سرویسهای جدید همراه با معماری جدید انجام شود. از طرفی معماری جدید دارای انعطاف بیشتر در پذیرش تغییرات در سرویسها است، از این رو فراهم کردن شرایطی برای مدیریت این تغییرات، بررسی صحت عملکرد، قبول و یا رد کردن تغییرات جدید و توسعه قابلیتهای جدید نیز از جمله وظایفی است که به معماری جدید اضافه شده است. بنابراین این قسمت نیز در معماری جدید از اهمیت فراوانی برخوردار است.
6- امنیت[17]
این مورد نه به عنوان مورد آخر، بلکه به عنوان مهمترین عامل لازم است در معماری جدید مورد توجه بیشتری قرار گیرد. با توسعه اکوسیستم جدید و پذیرش آن، تعداد زیادی دستگاه به یکدیگر متصل خواهند شد که همین امر موجب تعریف و بروز تهدیدات جدی در سیستم است. در این معماری لازم است سیستم به صورت مداوم پایش شود و در صورت بروز رخدادی، به صورت بلادرنگ پاسخ مناسب داده شود تا از خطرات جبران ناپذیر جلوگیری به عمل آورد. در آخر اگر سوالی در ذهن شما ایجاد شده است، که چه زمانی بهترین زمان برای راهاندازی این اکوسیستم است، بستگی به رویکرد شرکت شما دارد اما وقت آن رسیده است که برای راهاندازی این محیط برای خود یک برنامه مدون داشته باشید، چرا که داشتن یک برنامه خوب، مقدمهای بر یک اجرای خوب است.
منابع
https://www.ericsson.com/en/blog/2020/10/building-a-cloud-native- 5g-core-the-guide-series?_ga=2.37202848.1664692760.1612338267-2107064907.1595933478
پینوشت
[1] Cloud native 5G core
[2] Cloud native
[3] Micro service
[4] Container
[5] Continuous integration and deployment
[6] Service based architecture
[7] Ultra low latency
[8] Mission critical network
[9] Cloud native infrastructure
[10] Virtualization
[11] Overhead
[12] Evolved packet core
[13] 5G voice
[14] IP multimedia subsystem
[15] Automation and orchestration
[16] Operations and management
[17] Security
