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VMware arbeitet an Cloud Infrastructure Execution Environment

So bauen Telkos ihre Netze für 5G um

| Autor / Redakteur: Dirk Srocke / Andreas Donner

VMwares Vision für Unfied Clouds umfasst NFVI, SD-WAN, 5G und IoT sowie hybride Clouds.
VMwares Vision für Unfied Clouds umfasst NFVI, SD-WAN, 5G und IoT sowie hybride Clouds. (Bild: VMware)

Telkos und deren Ausrüster diskutieren aktuell darüber, wie sie Infrastrukturen für kommende 5G-Netze aussehen müssen. Gefordert werden dabei ganz neue Grade von Effizienz, Automatisierung und Abstraktion.

Für Gabriele Di Piazza ist die kommende Mobilfunkgeneration nicht nur ein kleiner Schritt voran, sondern ein ziemlich großer Sprung. Als Beleg führt der Vice President Solutions, Telco NFV bei VMware verschiedene Leistungsmerkmale an. So verspreche 5G bessere Effizienz, Sicherheit, Latenzen, Netzkapazitäten und Datenübertragungen. Für Telkos sind die Verheißungen des neuen Standards zugleich Chance wie Herausforderung. Einerseits ließen sich mit 5G zwar neue Geschäftsmodelle mit eHealth, smarten Drohnen oder Connected Cars erschließen. Andererseits müssten Provider zunächst in virtualisierte und Cloud-basierte Infrastrukturen investieren.

Doch mit Ausgaben allein sei es nicht getan, vielmehr gelte es, gewachsene Infrastrukturen zu überdenken. Wenngleich Network Functions Virtualization (NFV) eine Basis für 5G darstellen, bedürfe es einer weitergehenden Transformation von Netzwerken. Ein Grund hierfür das für 5G zentrale Network Slicing – also die Möglichkeit mannigfaltige, voneinander getrennte, virtuelle Netze für spezifische Services, Kunden und Marktsegmente zu definieren – von breitbandigen Videodiensten über missions-kritische Industrieanwendungen bis hin zu Massive Machine-type Communications.

Technisches Whitepaper untersucht: „5G-Ready NFV Infrastructure“

Welchen Anforderungen eine „5G-Ready NFV Infrastructure“ im Detail genügen muss, versucht ein gleichnamiges technisches Whitepaper mit dem Zusatztitel „A Transformation Journey Towards Full Automation“ zu skizzieren. Die Version 1.0 des Dokumentes (PDF) ist auf Juni 2018 datiert und wurde gemeinsam von VMware und dem schwedischen Netzbetreiber Telia Company erstellt.

In dem Whitepaper entwerfen die Autoren das Konzept eines Cloud Infrastructure Execution Environments (ICEE), das Netzwerkressourcen ganzheitlich und durchgehend (End to End) betrachtet – inklusive Rechenleistung, Transportlösungen sowie Netzwerkanforderungen.

Dabei wird ein mehrdimensionales Modell beschrieben. Das bildet auf vertikaler Ebene so genannte Cloud Infrastructure Execution Environment Islands ab. Das sind geographisch verteilte Instanzen in privaten oder öffentlichen Clouds, die bereits Rechen- und Netzwerkkapazitäten abstrahieren. Public Clouds können in diesem Fall übrigens tatsächlich Ressourcen von Amazon Web Services, Microsoft Azure und ähnlichen Anbietern sein und Providern helfen, mögliche Lastspitzen abzufangen. Als horizontale Dimension wird derweil ein Network Layer angenommen, der On-Premises, Access, Core und Public Cloud miteinander verbindet.

Overlay/Underlay-Modell

Jene Architektur erweitern die Autoren im Fortgang um ein Overlay Software-Defined Network Model. Dabei wird der Network Layer als Underlay angenommen, der mindestens grundlegende IP-Fähigkeiten bereitstellt. Hierauf baut das Overlay auf, um – etwa beim Deployment von Network Slices – ganz nach Bedarf Ressourcen mittels verschiedenster Rechenzentren zusammenzustellen.

Eine solche Architektur muss dabei auch deutlich dynamischeren Services als bisher gerecht werden. Deren Lebensdauer ist künftig unbekannt, entsprechende Services müssen binnen kurzer Zeit einsatzbereit sein und können jederzeit enden.

Um Ressourcen zuzuweisen umfasst das ICEE nicht nur Abstraktionsschichten und Security-Features. Um eine weitestgehende Automatisierung des Netzes sicherzustellen würden überdies Echtzeitanalysen benötigt, die eine konvergierte Sicht auf die Performance physischer Funktionen sowie verschiedenster Abstraktionsebenen von Software und Ressourcen umfassen.

VMware belässt es freilich nicht nur bei theoretischen Abhandlungen eines Whitepapers, sondern positioniert sich selbst als Wegbereiter für Kommunikationsdienstleister. Shekar Ayyar, Executive Vice President und General Manager, Telco Group bei VMware, formulierte die Ausgangslage bereits im März so: „CSPs [Communication Service Providers] müssen neue und differenzierte Dienste schneller in einem On-Demand-Modell bereitstellen, um Kunden heute und auch in Zukunft unterstützen zu können. Dies erfordert den Übergang zu einem Cloud-basierten, virtualisierten Infrastruktur- und Servicebereitstellungsmodell, das agil, automatisiert, offen und Software-definiert ist“.

VMware vCloud NFV-OpenStack Edition 3.0 angekündigt

Als Lösung schickt der Anbieter die eigene 5G-fähige NFV-Infrastrukturplattform ins Rennen, welche die im Whitepaper diskutierten Ansätze bereits aufgreift. Aktuell angekündigt ist die VMware vCloud NFV-OpenStack Edition 3.0, die VMware Integrated OpenStack-Carrier Edition 5.0 umfasse. Als wesentliche Vorzüge des Updates hebt der Hersteller hervor:

  • Beschleunigte NFV-Leistung: VMware vCloud NFV-OpenStack unterstützt VMware NSX-T Data Center, das DPDK-basierte (DPDK = Data Plane Development Kit) Funktionen hinzufüge. Bei Betatests habe der neue NSX Managed Virtual Distributed Switch den Datendurchsatz im Enhanced Data Path-Modus um das Drei- bis Fünffache gesteigert.
  • Trotz beschleunigter Netzwerkleistung auf Datenebene und massiv gesteigerter CPU-Verarbeitung blieben alle Vorteile der VMware NFV-Infrastruktur bestehen. Die fortschrittliche Netzwerkarchitektur von VMware werde durch neues Hochleistungs-Switching, verbesserte Plattformerkennung und -Nutzung sowie sichere Mandantenfähigkeit bereitgestellt, sei für virtuelle Netzwerkfunktionen (VNF) transparent und biete kernelbasierte Sicherheit, deterministische Ressourcenzuweisung, lineare Skalierbarkeit sowie konsistente Multi-Flow-Performance.
  • Carrier-Grade Networking: Durch die Einbindung von NSX-T Data Center biete VMware vCloud NFV eine Reihe neuer Carrier-orientierter Netzwerkfunktionen und erlaube auch CSPs die Nutzung des Virtual Cloud Network. Dank der schnellen Erkennung von Verbindungsausfällen und Bare-Metal-Edge-Netzwerkunterstützung mit erweitertem Security-, Performance- und Richtlinienmanagement verfüge die Plattform über eine erhöhte Netzwerkstabilität. Network-Slicing durch Mikrosegmentierung gebe CSPs die Flexibilität, um QoS, Security, Verfügbarkeit und andere Richtlinien in einem virtuellen Netzwerk zuzuweisen, das zur Unterstützung verschiedener Geschäftsbereiche bereitgestellt werden kann. Native Unterstützung für das Container Networking Interface (CNI) ermögliche erweiterte Netzwerk- und Sicherheitsfunktionen für Container-basierte Workloads und Microservices. Dank Multi-Cloud-Netzwerk- und Sicherheitsfunktionen erhielten IT-Teams operative Kontrolle und Einblick in heterogene Umgebungen, die Rechenzentren, Public und Telekommunikations-Clouds sowie Edge-Umgebungen umfassen.
  • Intent-Based Service Assurance: Mit VMware vCloud NFV-OpenStack 3.0 werde ein neues Paradigma für Intent-based Assurance im NFV-Betrieb eingeführt. Das erlaube CSPs, operative und geschäftliche Ziele für das Netzwerk zu definieren und die Leistung kontinuierlich anhand definierter Ziele über Day 0, Day 1 und Day 2 Operations zu überprüfen. Zu den neuen Funktionen gehören Service-Onboarding und Betrieb, Kapazitätsplanung, Prognose und Reklamation, erweiterte Isolierung und Fehlerbehebung sowie dynamische Leistungsoptimierung.

Mit den Funktionen solle die Plattform auch die Gesamtwirtschaftlichkeit von Software-Definierten, auf offenen Standards basierenden 5G- und Multi-Cloud-Telekommunikationsnetzen verbessern. Dabei wirbt VMware beispielsweise mit einer beschleunigten Time-to-Revenue, geringeren Gesamtinfrastrukturkosten sowie einem optimierten Betrieb durch Predictive Analytics.

VMware vCloud NFV 3.0 soll im zweiten Quartal des VMware-Finanzjahres 2019 allgemein verfügbar sein – das wäre spätestens am 3. August 2018.

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