Μοτίβα IBM Cloud: Ιδιωτικό ασύρματο δίκτυο στο IBM Cloud Satellite  – Ιστολόγιο IBM

Οι πάροχοι υπηρεσιών επικοινωνίας (CSP) συνεργάζονται με υπερκλιμάκωτους για να προσφέρουν ιδιωτικά ασύρματα δίκτυα που ανήκουν και διαχειρίζονται πλήρως όποιος τα κατασκευάζει. Ένα ιδιωτικό ασύρματο δίκτυο (PWN) παρέχει το ίδιο είδος συνδεσιμότητας με τα δημόσια ασύρματα δίκτυα και οι επιχειρήσεις πρέπει να σταθμίσουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των ιδιωτικών ασύρματων δικτύων που χρησιμοποιούν τεχνολογία 5G. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ορισμένα από τα κοινά πρότυπα, καθώς και τις πτυχές διαχείρισης τέτοιων δικτύων, συμπεριλαμβανομένων των στοιχείων που απαιτούνται για τη δημιουργία PWN και την αρχιτεκτονική τους.  

Στοιχεία ενός ιδιωτικού ασύρματου δικτύου 

Υπάρχουν πολλά στοιχεία που αποτελούν ένα ιδιωτικό ασύρματο δίκτυο, αλλά αυτά είναι τα βασικά απαιτούμενα στοιχεία: 

• Το φάσμα αναφέρεται στις ραδιοσυχνότητες που χρησιμοποιούνται για επικοινωνίες (και εκχωρούνται από το κράτος). Η επιλογή ενός αδειοδοτημένου ή χωρίς άδεια ραδιοφάσματος εξαρτάται από τις απαιτήσεις κάλυψης, τις συνθήκες παρεμβολών και τις κανονιστικές συμμορφώσεις. 

• Ο πυρήνας δικτύου είναι το κέντρο ελέγχου που παρέχει μεταγωγή πακέτων, έλεγχο πολιτικής, έλεγχο ταυτότητας, διαχείριση συνεδρίας, λειτουργία πρόσβασης και κινητικότητας, δρομολόγηση και διαχείριση δικτύου. 

• Το Δίκτυο Πρόσβασης Ραδιοφώνου (RAN) περιλαμβάνει εικονική κεντρική μονάδα που βασίζεται σε ανοιχτό RAN (vCU), μονάδα εικονικής διανομής (vDU), μονάδα ραδιοφώνου (RU), πύλη και άλλο εξοπλισμό που επιτρέπει την ασύρματη επικοινωνία μεταξύ συσκευών τελικού χρήστη και του πυρήνα του δικτύου που είναι αξιόπιστη, αποτελεσματική και απρόσκοπτη. 

Κατά τη δημιουργία ενός ιδιωτικού ασύρματου δικτύου υπάρχει ανάγκη για συμπληρωματικά στοιχεία όπως η ενορχήστρωση, η διασφάλιση υπηρεσιών, η διαχείριση, η παρακολούθηση και η ασφάλεια. Αυτά τα εξαρτήματα διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στη διασφάλιση της απρόσκοπτης λειτουργίας, βελτιστοποίησης και ασφάλειας του ιδιωτικού ασύρματου δικτύου, συμβάλλοντας στην ανθεκτικότητά του και στις δυνατότητές του υψηλής απόδοσης. 

Υπάρχουν ουσιαστικά τρεις τύποι εταιρειών που εμπλέκονται στην κατασκευή αυτών των λύσεων: 

• Πωλητές τηλεπικοινωνιών (τηλεπικοινωνίες) όπως η Nokia, η Ericsson, η Samsung και η Mavenir 
• Υπερκλιμάκωση όπως IBM, AWS, Azure και GCP 

• Πάροχοι υπηρεσιών επικοινωνιών όπως η AT&T, η Verizon και η TELUS 

Οι προμηθευτές τηλεπικοινωνιών συνεργάζονται με παρόχους cloud για την παροχή ιδιωτικών ασύρματων δικτύων για επιχειρήσεις είτε απευθείας είτε μέσω παρόχων υπηρεσιών επικοινωνιών ή συνεργατών ολοκληρωμένων συστημάτων (SI). 

Εικόνα 1. Στοιχεία που σχετίζονται με το δίκτυο ιδιωτικού ασύρματου δικτύου 

Το σχήμα 1 δείχνει τα στοιχεία δικτύωσης που θα απαιτούσε ένας CSP ώστε να μπορούν να βοηθήσουν τους πελάτες στη διαμόρφωση ενός ιδιωτικού ασύρματου δικτύου. Αυτά είναι τυπικά στοιχεία που σχετίζονται με το δίκτυο και τα οποία χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη των CSP. Ιστορικά, πολλά από αυτά τα στοιχεία κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας αποκλειστικό υλικό. Ωστόσο, έχει σημειωθεί μια σημαντική αλλαγή, με έναν αυξανόμενο αριθμό αυτών των στοιχείων να μεταβαίνουν σε ένα πρότυπο που βασίζεται σε λογισμικό: το εικονικό (στις περισσότερες περιπτώσεις με εμπορευματοκιβώτια) δίκτυο ραδιοπρόσβασης που περιλαμβάνει σχετικά στοιχεία όπως ένα vCU, ένα vDU και το εικονικοποιημένος πυρήνας δικτύου. 

Μια αντιπροσωπευτική αρχιτεκτονική vDU που βασίζεται σε κοντέινερ παρουσιάζεται ως παράδειγμα στο Σχήμα 2 για να δώσει στον αναγνώστη μια ιδέα για το πώς το λογισμικό έχει αντικαταστήσει το αποκλειστικό υλικό που έχει κατασκευαστεί για το σκοπό αυτό σε στοιχεία δικτύου. Το σχήμα 2 δείχνει επίσης τα στοιχεία στην αρχιτεκτονική βασισμένη σε υπηρεσίες πυρήνα 5G. Όλα τα στοιχεία είναι είτε εικονικά είτε κοντέινερ. Αυτό είναι σημαντικό γιατί έχει προσφέρει στους υπερκλιμακωτές μια τεράστια ευκαιρία σε έναν χώρο όπου κυριαρχούν οι τηλεπικοινωνίες. 

Εικόνα 2 Αρχιτεκτονική vDU και Βασικά στοιχεία 5G  

Το άλλο μισό της λύσης σχετίζεται με στοιχεία λογισμικού, τα οποία οι πάροχοι cloud φέρνουν για να αυξήσουν και να ολοκληρώσουν τη λύση. Μπορούν να κυμαίνονται από σενάρια αυτοματισμού, ενορχήστρωση, διασφάλιση υπηρεσιών και ακόμη και παρακολούθηση και καταγραφή. Η πιο σημαντική πτυχή είναι ότι το hyperscaler παρέχει την πλατφόρμα cloud για να φιλοξενήσει τη λύση και τις αντίστοιχες υπηρεσίες cloud. Αυτά φαίνονται στο Σχήμα 3 ως κουτιά σε μπεζ χρώμα.  

Εικόνα 3. Λειτουργίες υποστήριξης ιδιωτικού ασύρματου δικτύου που σχετίζονται με λογισμικό 

Οφέλη από ιδιωτικά ασύρματα δίκτυα 

Αυτά τα αυτόνομα δίκτυα μπορούν να αναπτυχθούν σε βιομηχανικά περιβάλλοντα, όπως ορόφους καταστημάτων παραγωγής, αποθήκες υλικοτεχνικής υποστήριξης, μεγάλα νοσοκομεία, αθλητικά στάδια και πανεπιστημιουπόλεις επιχειρήσεων. Οι επιχειρήσεις δεν χρειάζεται να ανταποκρίνονται στους περιορισμούς ενός δημόσιου δικτύου. Αντίθετα, μπορούν να αναπτύξουν και να έχουν τον έλεγχο ενός ιδιωτικού δικτύου που καλύπτει τις ακριβείς ανάγκες τους. 

Το Σχήμα 4 απεικονίζει μια υποδειγματική αρχιτεκτονική όπου το ιδιωτικό ασύρματο δίκτυο που περιλαμβάνει τον πυρήνα 5G RAN και 5G, μαζί με τις εφαρμογές άκρης, αναπτύσσονται σε μια πλατφόρμα υπερκλιμάκωσης. Μία από τις κύριες απαιτήσεις είναι η εγκατάσταση του PWN εντός των εγκαταστάσεων. Αυτή η τοπολογία ταιριάζει Δορυφορική Cloud IBM® παράδειγμα όπου η εσωτερική τοποθεσία μπορεί να είναι μια τοποθεσία IBM Cloud Satellite που είναι συνδεδεμένη με IBM Cloud® περιοχή μέσω ασφαλούς σύνδεσης IBM Cloud Satellite. Αυτός ο σχεδιασμός θα μπορούσε να εξυπηρετήσει εταιρικούς πελάτες που αναζητούν εγγύτητα με απαιτούμενα στοιχεία δικτύου 5G, τα οποία προσφέρουν δυνατότητα χαμηλής καθυστέρησης και υψηλής απόδοσης.  

Εικόνα 4. Μπλοκ διάγραμμα ενός ιδιωτικού ασύρματου δικτύου  

Αυτό το μοτίβο αρχιτεκτονικής πληροί την απαίτηση εξυπηρέτησης των τελικών χρηστών, συσκευών και εφαρμογών πιο κοντά στο σημείο που βρίσκονται. Για την υποστήριξη περιπτώσεων χρήσης σε πραγματικό χρόνο, κρίσιμες για την αποστολή, οι εφαρμογές επιπέδου χρήστη τοποθετούνται στη θέση του IBM Cloud Satellite. Αυτές οι δορυφορικές τοποθεσίες θα μπορούσαν να είναι ένα κέντρο δεδομένων on-prem ή οποιαδήποτε δημόσια τοποθεσία cloud.  

Αρχιτεκτονική ιδιωτικού ασύρματου δικτύου στο IBM Cloud 

Με την εφαρμογή ενός ιδιωτικού δικτύου 5G, οι μεγάλες επιχειρήσεις μπορούν να φέρουν ένα προσαρμοσμένο δίκτυο 5G στις εγκαταστάσεις τους και να το διατηρήσουν ασφαλές ενώ χρησιμοποιούν τις δυνατότητες υψηλής ταχύτητας, υψηλού εύρους ζώνης και χαμηλής καθυστέρησης. Όπως οι περισσότερες λύσεις δικτύωσης, υπάρχουν δύο μέρη σε αυτό: τα στοιχεία "διαχειριζόμενα από" και τα στοιχεία "διαχειριζόμενα σε". Τα στοιχεία "διαχειριζόμενα από" φιλοξενούνται στο συνεργαζόμενο σύννεφο υπερκλιμάκωσης και τα στοιχεία "διαχειριζόμενα σε" βρίσκονται συνήθως στις εγκαταστάσεις της επιχείρησης με ασφαλή συνδεσιμότητα υψηλής ταχύτητας μεταξύ αυτών των δύο τοποθεσιών. Στο παράδειγμά μας, το IBM Cloud φιλοξενεί τα στοιχεία "διαχειριζόμενα από" ενώ η τοποθεσία του δορυφόρου εκτελεί τα στοιχεία "διαχειριζόμενα σε".  

Το σχήμα 5 δείχνει ένα μοτίβο όπου το ιδιωτικό ασύρματο δίκτυο αναπτύσσεται στις εγκαταστάσεις στα αριστερά (σε μια "απομακρυσμένη" θέση IBM Cloud Satellite). Οι φόρτοι εργασίας που εκτελούνται σε αυτήν τη δορυφορική τοποθεσία μπορούν να έχουν πρόσβαση σε υπηρεσίες υποστήριξης που φιλοξενούνται στο IBM Cloud στα δεξιά. Τα στοιχεία δικτύου που παρέχονται από μια τηλεπικοινωνιακή εταιρεία εμφανίζονται με μπλε χρώμα. Τα περισσότερα από αυτά αναπτύσσονται στη δορυφορική τοποθεσία, αλλά ορισμένα συστήματα διαχείρισης τηλεπικοινωνιών μπορούν να λειτουργούν στο cloud και θα μπορούσαν ενδεχομένως να προσφέρουν δυνατότητα πολλαπλής μίσθωσης για την υποστήριξη πολλών επιχειρήσεων. 

Εικόνα 5. Αρχιτεκτονική ιδιωτικού ασύρματου δικτύου στην τοποθεσία του IBM Cloud Satellite 

Φανταστείτε ένα εργοστάσιο παραγωγής που διαθέτει διάφορα είδη κινητών και σταθερών ρομπότ και άλλες προγραμματιζόμενες συσκευές που λειτουργούν εντός του εργοστασίου. Η εταιρεία θα μπορούσε να επιλέξει να χρησιμοποιήσει ένα ιδιωτικό ασύρματο δίκτυο, επειδή αυτό θα επιταχύνει τις ενδοεπικοινωνίες που απαιτούνται για τη λειτουργία των συσκευών, διατηρώντας παράλληλα τα πράγματα ασφαλή.  

Σε ένα τέτοιο σενάριο, το εργοστάσιο κατασκευής θα μπορούσε να διαμορφωθεί ως μια απομακρυσμένη τοποθεσία IBM Cloud Satellite που εκτελεί τους απαιτούμενους φόρτους εργασίας και τα στοιχεία που σχετίζονται με το cloud on-premises. Το πιο σημαντικό, η συνδεσιμότητα δικτύου που απαιτείται στην τοποθεσία θα παρέχεται από το PWN. Αυτή η ρύθμιση θα μπορούσε να επαναληφθεί σε άλλες μονάδες παραγωγής της εταιρείας ή σε συνεργαζόμενους προμηθευτές τους, σε όλη την πολιτεία ή τη χώρα. Κάθε μονάδα θα έχει το δικό της PWN και θα έχει διαμορφωθεί ως τοποθεσία IBM Cloud Satellite. Η διαχείριση όλων αυτών των δορυφορικών τοποθεσιών θα γίνεται από μια περιοχή IBM Cloud. 

Υπάρχει ένα κύριο επίπεδο ελέγχου που εκτελείται στο IBM Cloud που παρακολουθεί όλες τις τοποθεσίες του Δορυφόρου και παρέχει κεντρικές υπηρεσίες καταγραφής και ασφάλειας ως μέρος των διαχειριζόμενων υπηρεσιών. Οι Μηχανικοί Αξιοπιστίας Τοποθεσιών Cloud της IBM φροντίζουν για όλες τις αναβαθμίσεις συστήματος και την ενημέρωση κώδικα. Αναφέραμε ότι η δορυφορική σύνδεση μεταξύ της τοποθεσίας του IBM Cloud Satellite και του IBM Cloud είναι μια σήραγγα TLS 1.3 πλούσια σε ασφάλεια. Οι επιχειρήσεις θα μπορούσαν επίσης να κάνουν χρήση της υπηρεσίας Direct Link της IBM για να συνδεθούν. Θα παρατηρήσετε ότι όλες οι συνδέσεις δικτύου που περιγράφονται σε αυτήν την τοπολογία είναι ασφαλείς.   

Το Cloud Pak for Network Automation (CP4NA) της IBM, μαζί με ένα Σύστημα Διαχείρισης Στοιχείων από μια τηλεπικοινωνιακή εταιρεία, θα παρέχει λειτουργίες ενορχήστρωσης και διασφάλισης υπηρεσιών. Το IBM Cloud θα παρέχει υπηρεσίες παρακολούθησης και καταγραφής μαζί με διαχείριση πρόσβασης ταυτότητας για πρόσβαση στο περιβάλλον cloud. Πρόσθετες υπηρεσίες παρακολούθησης δικτύου θα μπορούσαν να παρέχονται από το CSP. Αυτό υπογραμμίζει την ανάγκη για τον πάροχο cloud να συνεργάζεται στενά με τον προμηθευτή τηλεπικοινωνιών. Από επιχειρηματική σκοπιά, η διεπαφή χρήστη της επιχείρησης χρησιμεύει για να καλύπτει την πολυπλοκότητα, προσφέροντας μια ενοποιημένη διεπαφή για βελτιωμένη διαχείριση, παροχή υπηρεσιών και ολοκληρωμένη παρακολούθηση και καταγραφή. Αυτή η διεπαφή χρήστη λειτουργεί ως ένας μοναδικός κόμβος ελέγχου, απλοποιώντας τις λειτουργίες και βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση. 

Οι επιχειρήσεις που θέλουν να εγκαταστήσουν ένα ιδιωτικό ασύρματο δίκτυο μπορούν να το κάνουν μόνες τους ή να το αναθέσουν σε τρίτους σε υπερκλιμάκωση όπως η IBM. Οι υπερκλιμακωτές καταλήγουν να συνεργάζονται με έναν CSP για τη δημιουργία και τη διαχείριση αυτών των δικτύων. Είναι πολύ σημαντικό να βεβαιωθείτε ότι το δίκτυο είναι χτισμένο σε μια ευέλικτη πλατφόρμα και μπορεί να κλιμακωθεί στο μέλλον. Αν και οι επιχειρήσεις θα πρέπει να έχουν επίγνωση του κόστους, περισσότερες επιχειρήσεις επιλέγουν PWN επειδή παρέχουν μια ασφαλή και αξιόπιστη εναλλακτική λύση σε ένα δημόσιο δίκτυο. 

Μάθετε περισσότερα για το IBM Cloud Pak for Network Automation