รูปแบบ IBM Cloud: เครือข่ายไร้สายส่วนตัวบน IBM Cloud Satellite – IBM Blog

ผู้ให้บริการการสื่อสาร (CSP) กำลังร่วมมือกับไฮเปอร์สเกลเลอร์เพื่อนำเสนอเครือข่ายไร้สายส่วนตัวที่ใครก็ตามที่สร้างเครือข่ายดังกล่าวเป็นเจ้าของและจัดการโดยสมบูรณ์ เครือข่ายไร้สายส่วนตัว (PWN) ให้การเชื่อมต่อประเภทเดียวกับเครือข่ายไร้สายสาธารณะ และองค์กรต่างๆ จะต้องชั่งน้ำหนักข้อดีและข้อเสียของเครือข่ายไร้สายส่วนตัวที่ใช้เทคโนโลยี 5G สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจรูปแบบทั่วไปบางประการ ตลอดจนแง่มุมการจัดการของเครือข่ายดังกล่าว รวมถึงส่วนประกอบที่จำเป็นในการสร้าง PWN และสถาปัตยกรรมของเครือข่ายดังกล่าว  

ส่วนประกอบของเครือข่ายไร้สายส่วนตัว 

มีองค์ประกอบมากมายที่ประกอบเป็นเครือข่ายไร้สายส่วนตัว แต่องค์ประกอบเหล่านี้คือองค์ประกอบสำคัญที่จำเป็น: 

• สเปกตรัมหมายถึงความถี่วิทยุที่ใช้ในการสื่อสาร (และได้รับการจัดสรรโดยรัฐ) การเลือกคลื่นความถี่วิทยุที่มีใบอนุญาตหรือไม่มีใบอนุญาตจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดความครอบคลุม เงื่อนไขการรบกวน และการปฏิบัติตามกฎระเบียบ 

• แกนเครือข่ายเป็นศูนย์ควบคุมที่ให้การสลับแพ็กเก็ต การควบคุมนโยบาย การตรวจสอบสิทธิ์ การจัดการเซสชัน ฟังก์ชันการเข้าถึงและความคล่องตัว การกำหนดเส้นทางและการจัดการเครือข่าย 

• Radio Access Network (RAN) ประกอบด้วยหน่วยศูนย์กลางเสมือน (vCU) ที่ใช้ RAN แบบเปิด หน่วยการกระจายเสมือน (vDU) หน่วยวิทยุ (RU) เกตเวย์ และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ช่วยให้สามารถสื่อสารไร้สายระหว่างอุปกรณ์ผู้ใช้ปลายทางและแกนเครือข่ายที่ เชื่อถือได้ มีประสิทธิภาพ และราบรื่น 

เมื่อสร้างเครือข่ายไร้สายส่วนตัว จำเป็นต้องมีองค์ประกอบเสริม เช่น การประสาน การรับประกันการบริการ การจัดการ การตรวจสอบ และการรักษาความปลอดภัย ส่วนประกอบเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการรับประกันการทำงานที่ราบรื่น การเพิ่มประสิทธิภาพ และความปลอดภัยของเครือข่ายไร้สายส่วนตัว ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดความยืดหยุ่นและความสามารถที่มีประสิทธิภาพสูง 

มีบริษัทสามประเภทหลักที่เกี่ยวข้องกับการสร้างโซลูชันเหล่านี้: 

• ผู้จำหน่ายโทรคมนาคม (โทรคมนาคม) เช่น Nokia, Ericsson, Samsung และ Mavenir 
• ไฮเปอร์สเกลเลอร์เช่น IBM, AWS, Azure และ GCP 

• ผู้ให้บริการด้านการสื่อสาร เช่น AT&T, Verizon และ TELUS 

ผู้จำหน่ายโทรคมนาคมร่วมมือกับผู้ให้บริการระบบคลาวด์ในการส่งมอบเครือข่ายไร้สายส่วนตัวสำหรับองค์กรโดยตรงหรือผ่านผู้ให้บริการการสื่อสารหรือพันธมิตรผู้วางระบบ (SI) 

รูปที่ 1. ส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับเครือข่ายของเครือข่ายไร้สายส่วนตัว 

รูปที่ 1 แสดงส่วนประกอบเครือข่ายที่ CSP ต้องการ เพื่อให้สามารถช่วยเหลือลูกค้าในการกำหนดค่าเครือข่ายไร้สายส่วนตัวได้ เหล่านี้เป็นองค์ประกอบมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับเครือข่ายที่ CSP ใช้ในการปรับใช้ ในอดีต องค์ประกอบเหล่านี้จำนวนมากถูกสร้างขึ้นโดยใช้ฮาร์ดแวร์เฉพาะ อย่างไรก็ตาม มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเกิดขึ้น โดยองค์ประกอบเหล่านี้มีจำนวนเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เปลี่ยนไปใช้กระบวนทัศน์ที่ใช้ซอฟต์แวร์บนคลาวด์: เครือข่ายการเข้าถึงวิทยุเสมือนจริง (ในกรณีส่วนใหญ่แบบคอนเทนเนอร์) ซึ่งรวมถึงส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง เช่น vCU, vDU และ แกนเครือข่ายเสมือนจริง 

สถาปัตยกรรม vDU ที่ใช้คอนเทนเนอร์ที่เป็นตัวแทนจะแสดงเป็นตัวอย่างในรูปที่ 2 เพื่อให้ผู้อ่านทราบว่าซอฟต์แวร์ได้เข้ามาแทนที่ฮาร์ดแวร์เฉพาะที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะในส่วนประกอบเครือข่ายอย่างไร รูปที่ 2 ยังแสดงส่วนประกอบในสถาปัตยกรรมบริการหลัก 5G ส่วนประกอบทั้งหมดเป็นแบบเวอร์ช่วลไลซ์หรือแบบคอนเทนเนอร์ สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากเป็นการเปิดโอกาสให้ไฮเปอร์สเกลเลอร์ในพื้นที่ที่ครอบงำโดยบริษัทโทรคมนาคม 

รูปที่ 2 สถาปัตยกรรม vDU และ ส่วนประกอบหลัก 5G  

อีกครึ่งหนึ่งของโซลูชันเกี่ยวข้องกับส่วนประกอบซอฟต์แวร์ ซึ่งผู้ให้บริการระบบคลาวด์นำมาขยายและทำให้โซลูชันเสร็จสมบูรณ์ อาจมีตั้งแต่สคริปต์อัตโนมัติ ไปจนถึงการเรียบเรียง การรับประกันการบริการ และแม้กระทั่งการตรวจสอบและการบันทึก สิ่งที่สำคัญที่สุดคือไฮเปอร์สเกลเลอร์จัดเตรียมแพลตฟอร์มคลาวด์เพื่อโฮสต์โซลูชันและบริการคลาวด์ที่เกี่ยวข้อง สิ่งเหล่านี้แสดงในรูปที่ 3 เป็นกล่องสีเบจ  

รูปที่ 3 ฟังก์ชั่นสนับสนุนที่เกี่ยวข้องกับซอฟต์แวร์ของเครือข่ายไร้สายส่วนตัว 

ประโยชน์ของเครือข่ายไร้สายส่วนตัว 

เครือข่ายแบบสแตนด์อโลนเหล่านี้สามารถนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม เช่น โรงงานผลิต คลังสินค้าโลจิสติกส์ โรงพยาบาลขนาดใหญ่ สนามกีฬา และวิทยาเขตขององค์กร องค์กรไม่จำเป็นต้องตอบสนองต่อข้อจำกัดของเครือข่ายสาธารณะ แต่พวกเขาสามารถปรับใช้และควบคุมเครือข่ายส่วนตัวที่ตรงกับความต้องการที่แท้จริงได้ 

รูปที่ 4 แสดงให้เห็นสถาปัตยกรรมตัวอย่างที่มีการปรับใช้เครือข่ายไร้สายส่วนตัวที่ประกอบด้วย 5G RAN และคอร์ 5G พร้อมด้วยแอปพลิเคชัน Edge บนแพลตฟอร์มไฮเปอร์สเกลเลอร์ ข้อกำหนดหลักประการหนึ่งคือการปรับใช้ PWN ในองค์กร โทโพโลยีนั้นเหมาะกับ ไอบีเอ็ม คลาวด์ แซทเทิลไลท์® รูปแบบที่ตำแหน่งภายในองค์กรสามารถเป็นตำแหน่ง IBM Cloud Satellite ที่เชื่อมต่อกับ ไอบีเอ็ม คลาวด์® ภูมิภาคผ่านลิงค์ IBM Cloud Satellite ที่ปลอดภัย การออกแบบนี้สามารถให้บริการลูกค้าองค์กรที่กำลังมองหาความใกล้ชิดกับส่วนประกอบเครือข่าย 5G ที่จำเป็น ซึ่งมีความหน่วงต่ำและความสามารถในการรับส่งข้อมูลสูง  

รูปที่ 4 บล็อกไดอะแกรมของเครือข่ายไร้สายส่วนตัว  

รูปแบบสถาปัตยกรรมนี้ตอบสนองความต้องการในการให้บริการผู้ใช้ อุปกรณ์ และแอปพลิเคชันใกล้กับที่ที่พวกเขาอยู่ เพื่อรองรับกรณีการใช้งานที่สำคัญแบบเรียลไทม์ แอปพลิเคชันระนาบผู้ใช้จะถูกวางในตำแหน่ง IBM Cloud Satellite ตำแหน่งดาวเทียมเหล่านี้อาจเป็นศูนย์ข้อมูล Edge ภายในองค์กรหรือตำแหน่งบนคลาวด์สาธารณะ  

การสร้างเครือข่ายไร้สายส่วนตัวใน IBM Cloud 

ด้วยการใช้เครือข่าย 5G ส่วนตัว องค์กรขนาดใหญ่สามารถนำเครือข่าย 5G ที่ปรับแต่งมาสู่สถานที่ของตนและรักษาความปลอดภัยในขณะที่ใช้ฟีเจอร์ความเร็วสูง แบนด์วิดท์สูง และความหน่วงต่ำ เช่นเดียวกับโซลูชันเครือข่ายส่วนใหญ่ มีสองส่วนในเรื่องนี้: ส่วนประกอบ “ที่ได้รับการจัดการจาก” และส่วนประกอบ “ที่ได้รับการจัดการไปยัง” ส่วนประกอบ “ที่ได้รับการจัดการจาก” จะถูกโฮสต์ในระบบคลาวด์ไฮเปอร์สเกลเลอร์ของพันธมิตร และส่วนประกอบ “ที่ได้รับการจัดการ” โดยทั่วไปจะอยู่ในสถานที่ขององค์กรที่มีการเชื่อมต่อความเร็วสูงที่ปลอดภัยระหว่างสถานที่ทั้งสองแห่ง ในตัวอย่างของเรา IBM Cloud โฮสต์คอมโพเนนต์ “จัดการจาก” ในขณะที่ตำแหน่งดาวเทียมกำลังรันคอมโพเนนต์ “จัดการไปยัง”  

รูปที่ 5 แสดงรูปแบบที่เครือข่ายไร้สายส่วนตัวถูกปรับใช้ภายในองค์กรทางด้านซ้าย (ที่ตำแหน่ง "ระยะไกล" ของ IBM Cloud Satellite) ปริมาณงานที่ทำงานในตำแหน่งดาวเทียมนั้นสามารถเข้าถึงบริการสนับสนุนที่โฮสต์ใน IBM Cloud ทางด้านขวา ส่วนประกอบเครือข่ายที่ Telco มอบให้จะแสดงเป็นสีน้ำเงิน ส่วนใหญ่ใช้งานในตำแหน่งดาวเทียม แต่ระบบการจัดการโทรคมนาคมบางระบบสามารถทำงานบนคลาวด์ได้ และอาจเสนอความสามารถหลายผู้เช่าเพื่อรองรับองค์กรหลายแห่ง 

รูปที่ 5. สถาปัตยกรรมเครือข่ายไร้สายส่วนตัวในตำแหน่งภายในองค์กรของ IBM Cloud Satellite 

ลองจินตนาการถึงโรงงานผลิตที่มีหุ่นยนต์แบบเคลื่อนที่และแบบอยู่กับที่ และอุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมได้อื่นๆ ที่ทำงานภายในโรงงานหลายประเภท บริษัทสามารถเลือกใช้เครือข่ายไร้สายส่วนตัวได้เพราะจะทำให้การสื่อสารระหว่างกันเร็วขึ้นซึ่งจำเป็นในการใช้งานอุปกรณ์ในขณะที่รักษาความปลอดภัย  

ในสถานการณ์เช่นนี้ โรงงานผลิตสามารถกำหนดค่าให้เป็นสถานที่ระยะไกลของ IBM Cloud Satellite ที่รันปริมาณงานที่จำเป็นและส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับคลาวด์ภายในองค์กร ที่สำคัญกว่านั้น PWN จะเป็นผู้จัดเตรียมการเชื่อมต่อเครือข่ายที่จำเป็นในสถานที่นั้น การตั้งค่านี้อาจทำซ้ำในหน่วยการผลิตอื่นๆ ของบริษัทหรือซัพพลายเออร์ที่เป็นพันธมิตรทั่วทั้งรัฐหรือประเทศ แต่ละยูนิตจะมี PWN ของตัวเองและได้รับการกำหนดค่าเป็นตำแหน่ง IBM Cloud Satellite ตำแหน่งดาวเทียมทั้งหมดเหล่านี้จะได้รับการจัดการจากภูมิภาค IBM Cloud 

มีระนาบควบคุมหลักที่ทำงานอยู่ใน IBM Cloud ซึ่งจะตรวจสอบตำแหน่งของดาวเทียมทั้งหมด และให้บริการการบันทึกและความปลอดภัยแบบรวมศูนย์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของบริการที่ได้รับการจัดการ วิศวกรความน่าเชื่อถือของไซต์ IBM Cloud ดูแลการอัพเกรดและแพตช์ระบบทั้งหมด เราได้กล่าวไว้แล้วว่าการเชื่อมโยงดาวเทียมระหว่างตำแหน่ง IBM Cloud Satellite และ IBM Cloud นั้นเป็นอุโมงค์ TLS 1.3 ที่มีความปลอดภัยสูง องค์กรยังสามารถใช้บริการ Direct Link ของ IBM เพื่อเชื่อมต่อได้ คุณจะสังเกตได้ว่าการเชื่อมต่อเครือข่ายทั้งหมดที่อธิบายไว้ในโทโพโลยีนี้มีความปลอดภัย   

Cloud Pak for Network Automation (CP4NA) ของ IBM ร่วมกับ Element Management System จากบริษัทโทรคมนาคม จะจัดให้มีฟังก์ชันการประสานการบริการและการรับประกันการบริการ IBM Cloud จะให้บริการตรวจสอบและบันทึกพร้อมกับการจัดการการเข้าถึงข้อมูลประจำตัวสำหรับการเข้าถึงสภาพแวดล้อมคลาวด์ CSP สามารถให้บริการตรวจสอบเครือข่ายเพิ่มเติมได้ สิ่งนี้ตอกย้ำถึงความจำเป็นที่ผู้ให้บริการคลาวด์จะต้องทำงานอย่างใกล้ชิดกับผู้จำหน่ายโทรคมนาคม จากมุมมองขององค์กร อินเทอร์เฟซผู้ใช้ระดับองค์กรทำหน้าที่ปกปิดความซับซ้อน โดยนำเสนออินเทอร์เฟซแบบรวมสำหรับการจัดการที่มีประสิทธิภาพ การจัดหาบริการ และการตรวจสอบและบันทึกที่ครอบคลุม อินเทอร์เฟซผู้ใช้นี้ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางการควบคุมเดียว ทำให้การดำเนินงานง่ายขึ้นและเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม 

องค์กรที่ต้องการตั้งค่าเครือข่ายไร้สายส่วนตัวสามารถทำได้ด้วยตนเองหรือจ้างบุคคลภายนอกให้กับไฮเปอร์สเกลเลอร์เช่น IBM ไฮเปอร์สเกลเลอร์ลงเอยด้วยการร่วมมือกับ CSP เพื่อสร้างและจัดการเครือข่ายเหล่านี้ สิ่งสำคัญมากคือต้องแน่ใจว่าเครือข่ายสร้างขึ้นบนแพลตฟอร์มที่ยืดหยุ่นและสามารถปรับขนาดได้ในอนาคต แม้ว่าองค์กรต่างๆ ควรตระหนักถึงต้นทุน แต่มีองค์กรจำนวนมากขึ้นที่เลือกใช้ PWN เนื่องจากเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้สำหรับเครือข่ายสาธารณะ 

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ IBM Cloud Pak สำหรับเครือข่ายอัตโนมัติ