Одной из тем московской конференции Cisco Connect 2013 стала эволюция операторских сетей. Вице-президент компании Cisco, руководитель подразделения по разработке решений для высокоскоростной маршрутизации и оптических сетей Билл Гартнер рассказало том, как компания видит будущее развития сетевых технологий, и сообщил о новых разработках Cisco для построения интеллектуальных сетей.
В эволюции операторских сетей г-н Гартнер выделил несколько фаз. Первая из них уже пройдена – это полный переход на IP. Сейчас мы вошли во вторую фазу – перехода к программируемой сетевой инфраструктуре (Evolved Programmable Network, EPN). Этой фазе свойствен переход от централизованной архитектуры сети к распределенной, интенсивное наращивание полосы пропускания и гибкий интеллект, способный взаимодействовать с внешними приложениями. EPN – это сеть эпохи так называемого Всеобъемлющего Интернета – симбиоза традиционного Интернета и «Интернета вещей», который характеризуется быстрым появлением новых сервисов, в том числе на базе видео и мобильных приложений, и подключением к сети широкого спектра разнообразных устройств.
Следующие три фазы эволюции сетей будут, по мнению г-на Гартнера, реализовываться параллельно: это конвергенция IP и оптических технологий, следствием чего будет уменьшение количества уровней сетевой иерархии, а следовательно, сокращение капитальных затрат на развертывание сети; оркестрация сетевых ресурсов посредством технологий SDN и упрощение управления сетью; виртуализация сетевых функций, позволяющая динамически настраивать сеть под новые сервисы.
Подробнее вице-президент Cisco остановился на инновационных разработках компании для EPN-сетей. Одна из них – анонсированный в сентябре специализированный сетевой процессор Cisco nPower X1. На его разработку и выпуск Cisco потратила 250 млн долл. Пропускная способность процессора на базе новой ASIC в 8 раз выше, чем у сетевого процессора Cisco предыдущего поколения, при этом его энергопотребление (из расчета на бит) сократилось вчетверо. На каждой микросхеме размещаются 4 млрд транзисторов, что помимо производительности придает ей расширенные функциональность, возможности программирования и масштабирования.
Также г-н Гартнер представил другую аппаратную инновацию компании: разработчики Cisco перенесли обработку оптического сигнала на КМОП-матрицу, результатом чего стали более высокая производительность и энергоэффективность решения, а также экономия на размерах линейных плат.
Второе направление инвестиций – разработка новых архитектур для программного и аппаратного обеспечения.
Одна из новинок в этой области – платформа сетевой конвергенции Network Convergence System (NCS), реализованная на базе новых процессоров Cisco. Емкость старшей модели семейства NCS 6000 составляет 1 Тбит/с на слот в настоящее время и может быть увеличена до 5Т/слот в будущем. В платформе NCS реализована интеграция уровней IP и DWDM, что делает сеть более гибкой и управляемой. Кроме того, NCS – это шаг к виртуализации сетевых функций: она содержит встроенный гипервизор, позволяющий создавать виртуальные маршрутизаторы.
Третье направление работы Cisco в области EPN – программное обеспечение. Здесь можно упомянуть, например, виртуализованную операционную систему IOS XR и Cisco ONE – открытая архитектура для программирования сети.
Мы попросили Билла Гартнера ответить на несколько вопросов, касающихся развития операторских сетей и стратегий операторов на рынке.
– Поясните, пожалуйста, в чем разница между понятиями «программируемая сетевая инфраструктура» (Evolved Programmable Network) и «программно определяемая сеть» (Software Defined Network).
– Технология SDN зародилась в академической среде. Ее главная особенность – разделение плоскости передачи данных (forwarding plane) и плоскости управления (control plane). Примером протокола доступа к такой инфраструктуре является OpenFlow. Кое-кто даже считает, что OpenFlow – единственное условие существования программно определяемой сети.
Однако протокол OpenFlow имеет множество функциональных ограничений. Если мы станем использовать только его, то лишимся богатого спектра возможностей, которые заложены, например, в маршрутизаторах Cisco.
Поэтому мы предлагаем концепцию EPN (Evolved Programmable Network). Она включает в себя SDN плюс широкий набор функций, недоступных OpenFlow. Протокол OpenFlow тоже поддерживается в EPN, но помимо него используются протоколы BGP FlowSpec, PCEP, а также OnePK (One Platform Kit) – специализированный пакет API-интерфейсов Cisco, позволяющий работать со всеми устройствами Cisco.
Таким образом, об SDN можно говорить как о подсистеме EPN.
– Как в целом вы оцениваете уровень интеллектуальности и управляемости существующих операторских сетей? Какие аспекты работы операторских сетей могли бы быть усовершенствованы уже сейчас?
– Такие вещи, как интеллектуализация сети, программируемость, виртуализация, не могут быть реализованы моментально, это результат многолетней работы и долгосрочных инвестиций. Нынешние сети базируются на исторически сложившихся технологиях сетевого управления и архитектуре IMS. И такое положение будет сохраняться довольно долго.
В то же время комбинирование существующих функций IMS с той функциональностью, которую мы встраиваем в наши маршрутизаторы, позволит операторам лучше понимать, как ведет себя сеть. Сегодня мы можем помочь заказчикам определить, насколько они готовы обеспечить запрашиваемый клиентами уровень SLA, получить информацию о пропускной способности, задержках и других параметрах работы сети.
По мере продвижения к программируемым сетям операторы смогут все успешнее оптимизировать сети для того трафика, который по ним передается. Предположим, оператор развернул сетевые мощности, рассчитывая расширить бизнес, но по каким-то причинам бизнес «не пошел», а избыточные мощности остались и простаивают без дела. Оператору было бы гораздо выгоднее, используя специальные алгоритмы оптимизации Cisco, выяснить, как полнее использовать уже имеющиеся мощности. Мы можем выполнить своего рода дефрагментацию сети, подобно тому как дефрагментируется жесткий диск компьютера. Сегодня такие вещи выполняются операторами редко, но имеет смысл начать, и мы готовы помочь это сделать. Мы предлагаем наладить процесс непрерывной оптимизации сети и перераспределения ресурсов в зависимости от того, как и для чего сеть используется.
Возможность отделить функции управлении от нижележащего уровня инфраструктуры и управлять сетью на основе разработанных политик сулит оператору массу преимуществ. Но надо понимать, что для реализации этой возможности оператору потребуется изменить свой взгляд на управление сетью – осознать, что «вручную» это делать невозможно, и научиться доверять специализированному программному обеспечению.
– Нет ли риска, что когда оператор вложится в оптимизацию сети, выгоду из этого будет извлекать не он, а сторонние поставщики сервисов, работающие через его сеть? За счет чего он сможет окупить внедряемые технологии?
– Действительно, существуют так называемые провайдеры OTT (Over The Top), которые пользуются сетью оператора, но сами в нее не инвестируют. Но если оператор найдет способ повысить ценность своей сети для OTT-провайдера, он сможет получать от него определенные отчисления. Ведь внешний поставщик сервисов заинтересован в положительном пользовательском опыте своих подписчиков, этот опыт во многом зависит от сети, а на сеть поставщик никак повлиять не может.
Приведу пример. В свое время Amazon создал устройства Kindle, чтобы продавать электронные книги. В Amazon понимали, что продаваемость книг будет зависеть не только от качества Kindle, но и от качества работы сети, через которую книги загружаются на Kindle. Поэтому Amazon заключил соглашение с AT&T, согласно которому время с момента нажатия пользователем кнопки «купить» до момента полной загрузки купленной книги на Kindle должно пройти не более 30 секунд. AT&T способен обеспечить такие условия конкретно клиентам Amazon, поскольку в свое время вложился в модернизацию сети (кстати, AT&T использует наше оборудование, и именно функциональность маршрутизаторов Cisco позволила ему предоставить Amazon необходимые гарантии). Но если прежде Amazon пользовался сетью AT&T бесплатно, то после подписания соглашения он стал отчислять оператору небольшую часть стоимости каждой проданной книги. В итоге в выигрыше оба: оператор получает доход, а его партнер – гарантии качества своего сервиса.
Приведенный пример далеко не единственный. Более того, консалтинговое подразделение Cisco пытается разработать для телеком-операторов двусторонние бизнес-модели, в которых оператор получает доход не только от своих абонентов, но и непосредственно от контент-провайдеров. Подобные модели существуют в банковской сфере: источниками дохода для банка могут быть как держатели банковских карточек, так и те компании, с которыми держатели расплачиваются по карточкам. Создать работоспособные модели такого типа в телекоме – задача весьма непростая, но, полагаю, они станут ключом к успеху операторов. И хорошим стимулом к модернизации сети.
– Скорость появления новаций растет. Что последует за конвергенцией, оркестрацией, виртуализацией сети? Куда пойдут технологии?
– Пока рано говорить об этом, сейчас мы находимся еще только в начале движения к программируемым сетям. Ситуацию можно сравнить с той, как если бы Стив Джобс предложил рынку iPhone, для которого не существовало бы никаких приложений. Мы создаем сетевую инфраструктуру, которая потенциально может поддерживать любые приложения, какие только можно вообразить. Но мы не знаем, какими конкретно будут эти приложения.
Что могу обещать с уверенностью, так это то, что все те характеристики сетей, которые мы обеспечиваем сегодня – производительность, надежность, масштабируемость, безопасность, управляемость – будут постоянно совершенствоваться.
