5GC odaklı konteyner dağıtımı ve gelişimi üzerine tartışma
Konteyner tabanlı mikro hizmet mimarisi, 5GC'nin evrim yönüdür
3GPP R15'in 5G ağ özelliği, 5G kontrol düzleminde hizmet tabanlı bir mimari (SBA) sunar ve her ağ işlevi (Ağ İşlevi) dışarıya hizmet odaklı bir arayüz sağlar. Bu ağ spesifikasyonu, diğer NF'ler tarafından hizmet odaklı arabirimler aracılığıyla erişilebilen ağ işlevi hizmetlerini (NF hizmetleri) tanımlar. Ağ işlevi hizmetinin kendi kendine yeten ve yeniden kullanılabilir olması gerekir ve aynı ağ işlevinin hizmet yönetimi birbirinden bağımsızdır (esneklik ve kendi kendini iyileştirme gibi). İletişim operatörleri, kendi ağ işlevlerini yeniden yapılandırmak için BT sektörünün bulut yerel ve mikro hizmet mimarisinden bir şeyler öğrenmek istiyor.
Bulut yerel, bulut yerelinin temel özelliklerinden biri olan DevOps, sürekli teslimat (Sürekli Teslimat), mikro hizmetler (Mikro Hizmetler), çevik altyapı (Çevik Altyapı) ve diğer teknolojiler ve yöntemler ile mikro hizmetler de dahil olmak üzere bir fikir koleksiyonudur. Bu yazılım "mimarisi" organizasyon yöntemi, bir uygulama geliştirmek için bir dizi küçük hizmet kullanır (CT alanındaki "uygulama" VNF'ye karşılık gelir) ve hizmet bölümünün ayrıntı düzeyi ihtiyaçlara göre belirlenir. Her hizmet aşağıdaki özelliklere sahiptir: birincisi, kendi sürecinde çalışır; ikincisi, birbiriyle hafif mekanizmalarla, genellikle HTTP API'siyle iletişim kurar; üçüncüsü, etrafında döner İş mantığı yapılandırılır ve bağımsız olarak kullanılabilir (bağımsız olarak konuşlandırılabilir).
Mikro hizmet mimarisine dayalı yazılım tasarımı, BT alanında büyük ölçekte ticari olarak mevcuttur. BT uygulamalarında mikro hizmet mimarisinin benimsenmesinin iki ana nedeni vardır: Bir yandan, İnternet hizmetlerinin özellikleri tarafından yönlendirilir, kullanıcı ihtiyaçları hızla değişir ve ziyaret sayısı büyüktür ve yazılım mimarisi iş gereksinimlerine uyarlanmalıdır. Öte yandan, tek mimarinin yüksek bakım maliyetleri, uzun sürekli teslimat döngüleri ve zayıf ölçeklenebilirliği vardır.Bu sorunları çözmek için yeni bir mimari benimsenmelidir.
CT uygulamasında benzer sorun noktaları vardır ve CT, standart bir ağ mimarisi altında ağ işlevlerini ve protokol arayüzlerini tanımlar.Sistem stabildir ancak esneklikten yoksundur, bu da iş yineleme hızını sınırlar. Bu, bu senaryolardaki sorunları çözmek için BT'nin şu anda yaygın olarak kullanılan mikro hizmet mimarisinin yardımını gerektirir. SBA 5GC ağ elemanına dayalı olarak, mikro hizmetlerin ayrıştırılmasını gerçekleştirmek ve sıkı bir şekilde bağlanmış monolitik yapıyı birden fazla gevşek bağlı mikro hizmete bölmek gerekir.Bu mikro hizmetler bağımsız olarak dağıtılabilir, yükseltilebilir ve genişletilebilir, bu da hızlı iş yinelemesine ve inovasyona elverişlidir.
Mikro hizmetler için pratik bir teknoloji olan konteyner teknolojisi, gelecekte 5GC hizmetlerinin isteğe bağlı işlev çağrısı ve esnek orkestrasyonunu gerçekleştirmek için gereken bulut tabanlı bir NFV platform özelliğidir.
Konteyner teknik analizi
Sanal makine ve konteyner teknolojisi bunun yerini tutmaz. Sanal makine teknolojisi ile karşılaştırıldığında, konteyner teknolojisi bir yandan hafiflik ve çeviklik gibi avantajlara sahipken, diğer yandan olgunlaşmamış standartlar ve zayıf güvenlik izolasyonu gibi özel analiz gerektiren dezavantajlara sahiptir.
l · Standardizasyon
ETSI NFV'de sanal makinelerin standardizasyonu nispeten yüksektir, ancak konteyner standardı henüz olgunlaşmamıştır. Haziran 2018'de ETSI NFV, IFA'da konteynerle ilgili içeriği incelemeye başladı.Konteyner kullanım senaryoları ve modül işlevleri tamamlanırken, bilgi modeli ve mimari etkisi hala tartışılıyor. Standartlar organizasyonu mimari, arayüzler, bilgi modelleri ve güvenlik alanındaki standartlar üzerine araştırmalar yapmaya devam edecek.
l · Kaynak doluluk oranı
Sanal makinelerle karşılaştırıldığında konteynerler, uygulama süreçlerini doğrudan çıplak metal işletim sistemleri üzerinde çalıştırarak konuk işletim sistemleri ve hiper yönetici katmanlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Kaynak kullanım oranı nispeten yüksektir,% 95'in üzerine çıkar, bu da çıplak metale yakındır ve böylece operatörlerin altyapı ihtiyacını azaltır. Yatırım maliyetleri.
l · Güvenlik izolasyonu
Konteyner örneği, işletim sistemi çekirdeğini ana bilgisayarla paylaşır ve çekirdek tarafından sağlanan çalışma zamanı izolasyon yetenekleri aracılığıyla hizmetler için bağımsız kullanıcı etki alanları, dosya sistemleri, ağlar ve işlem işletim alanları sağlar. Sanal makinenin her bir örneği, bir tür donanım düzeyinde yalıtım olan kendi işletim sistemiyle birlikte gelir, bu nedenle güvenlik yalıtımı, kapsayıcıdan daha yüksektir.
l · Elastik Ölçekleme
Esnek ölçekleme süresi uygulamanın başlangıç hızına bağlıdır.Telekomünikasyon uygulamalarının başlama süresi daha uzun olduğundan (dakika), konteyner + APP elastik süresi VM + APP elastik süresine göre çok fazla avantaja sahip değildir.
l · İşletme ve bakım
İster sanal bir makine ister bir konteyner olsun, DevOps tanıtılabilir.DevOps, ekipman üreticilerinin ve operatörlerin geliştirme ve çalıştırma ve bakım süreçlerini otomatik olarak birbirine bağlar ve tasarıma ulaşmak için çevik geliştirme, otomatik test, hızlı dağıtım ve gri tonlamalı yükseltmeleri entegre eder, Geliştirme, test etme ve yayınlamaya kadar tüm sürecin otomasyonu, operatörlerin ağ hizmetlerinin daha verimli çalışmasını ve bakımını gerçekleştirmesine ve işletme ve bakım maliyetlerinden tasarruf etmesine yardımcı olur.
5GC ağ öğesi dağıtımı ve gelişim önerileri
SBA mimarisine dayalı bir 5GC'yi hızlı bir şekilde dağıtmak için NFV teknolojisinin nasıl kullanılacağı operatörler için büyük bir zorluktur.
Ağ altyapısı, geleneksel sanal makinelerden konteyner tabanlı hafif ağırlıklı sanallaştırmaya kademeli olarak evrilmektedir. Geleneksel sanal makineler, yüksek kullanılabilirlik, iyi yönetilebilirlik ve olgun teknolojiye sahip, ancak karmaşık mimariye, zayıf performansa ve yüksek maliyete sahip düşük düzey donanım odaklı üretim ortamları için uygundur; konteyner tabanlı hafif sanallaştırma, üst düzey uygulama süreçleriyle karşılaşan ortamlar için uygundur , Basit mimari, esnek dağıtım, herhangi bir platforma uygulanabilir, ancak yönetilebilirlik, kullanılabilirlik ve standardizasyon açısından henüz olgunlaşmamış. Bu nedenle, olası uygulama olasılıkları, üst düzey uygulama süreçleri için konteyner tabanlı sanallaştırma ve temel donanım için sanal makine tabanlı sanallaştırmadır.
Kapsayıcıları tanıtma ilkesinin kolaydan zora doğru takip edilmesi, talep üzerine dağıtılması ve adım adım uygulanması önerilir. Spesifik dağıtım önerileri aşağıdaki gibidir:
l Aşama 1: Sanal makine konteyner çözümüne bağlı olarak, konteyner Şekil 1'de gösterildiği gibi dışarıdan görünmez (2019 ~ 2020).
Şekil 1 Sanal makine konteyner şeması (konteyner görünmüyor)
Mevcut NFV teknik standardı Hypervisor'a dayalıdır ve esas olarak sanal makinelerin dağıtımını destekler.Bu nedenle, 5G çekirdek ağ dağıtımının ilk aşamasında sanal makine konteyner çözümü benimsenebilir. 5G çekirdek ağı VNF'nin performans gereksinimleri göz önüne alındığında, konteyner genellikle üretici tarafından sağlanan VNF'ye gömülüdür ve NFVO'nun konteynerin varlığını algılaması gerekmez. Bu çözümün en büyük avantajı, mevcut ETSI NFV mimarisinin herhangi bir değişiklik yapılmadan doğrudan kullanılabilmesidir. Her kapsayıcı, Ana İşletim Sisteminin yönetim yetkisini almaya gerek kalmadan ait olduğu sanal makinenin konuk işletim sistemi çekirdeğini paylaşır ve güvenlik yalıtımı daha yüksektir.
l İkinci aşama: Sanal makine kapsayıcılarına, yazılım ve donanımı ayırmaya dayalı bir kutu çözüm ve 2020'den sonra devreye alınması bekleniyor.
Konteyner teknolojisi standartları ve spesifikasyonları olgunlaştıktan sonra, üreticinin VNF'si içindeki konteynerler dışarıya maruz bırakılabilir, böylece operatörler, uygulamaları ve platformları kademeli olarak ayırabilir ve 5G çekirdek ağ mikro hizmet mimarisini optimize edebilir. Konteyner sanal makine çözümü temelinde, Şekil 2, konteyner kaynaklarını yönetmek ve programlamak için CISM (Konteyner Altyapısı Hizmet Yönetimi) platformunu tanıtır ve harici konteyner çağırma arayüzleri sağlar. ETSI NFV standardının ilerlemesini hesaba katarak, bu aşamada aynı üreticinin tek kutulu çözümünün benimsenmesi önerilir; bu, yalnızca operatörün konteyner kaynak yönetimini tatmin etmekle kalmaz, aynı zamanda entegrasyon karmaşıklığını da azaltır.
Şekil 2 Sanal makine konteyner şeması (konteyner görünür)
l Üçüncü aşama: Konteynır tam dekuplaj çözümüne dayalı olarak yerleştirme süresi belirlenecektir.
Şekil 3 Sanal makine konteyner çözümü (tam ayrıştırma)
Şekil 4 Saf konteyner çözümü (tam ayrıştırma)
Standartlar ve spesifikasyonlar olgunlaştıkça, nihayet tam ayrıştırma gerçekleştirildi. CISM platformunu temel alan konteynerler, iki şekilde dağıtılabilir: MANO'nun altyapı kaynaklarının yaşam döngüsünü bir birim olarak sanal makineden bir birim olarak bir konteynere yönetmesi için uygun olan sanal makine konteynerleri ve çıplak metal konteynerler. Hızlı hız ve çevik geliştirme ve dağıtımın avantajları.
5G çekirdek ağının bulut dağıtımı, iletişim operatörlerinin kendi altyapılarını, ağ mimarilerini ve iş modellerini BT perspektifinden yeniden yapılandırmaları anlamına gelir. Konteyner teknolojisi, altyapı evriminin gelecekteki yönü olarak kademeli olarak tanıtıldı. Operatörlere 5G iş genişlemesi için daha fazla fırsat sağlayacak. Operatörlerin, tüm toplumun bilgi ihtiyaçlarına hizmet eden ve dijital dönüşümlerini destekleyen bir bilgi hizmeti inovasyon platformu oluşturmalarına yardımcı olmak için birçok olasılık vardır.
