Impulsados por el menor costo total de propiedad, los proveedores de servicios y los operadores de telecomunicaciones están adoptando rápidamente las tecnologías de virtualización de redes. Según Statista, la inversión en NFV (Network Function Virtualization) no se está ralentizando de ninguna manera, de hecho, vimos los 1,200 millones de dólares en 2014, y ahora se prevé que aumente a 19,100 millones de dólares en 2020.
Sólo han pasado un par de años, y estamos viendo la transformación digital que NFV está trayendo a la mesa. Muchos de estos proveedores de servicios tuvieron éxito en la virtualización de las redes móviles. Componentes como el núcleo/EPC, los servicios IMS, RAN, OSS/BSS, e incluso el equipo doméstico como CPE, fueron virtualizados.
En este artículo hablaremos de las tres principales tendencias que están impulsando el desarrollo de las tecnologías de NFV para el 2020.
La nube es probablemente uno de los principales impulsores de la mayoría de las tendencias de la TI de esta década. Está transformando todo el ecosistema de TI y haciendo que la gente sea consumidora de software, en lugar de hardware.
Estamos viendo un montón de aplicaciones e incluso centros de datos enteros se mueven a la nube, y por supuesto, también es un gran impulsor del cambio en NFV. Otros impulsores clave de estas tendencias son las tecnologías de banda ancha móvil como la nueva 5G y la computación de borde.
NFV desplegado en contenedores nativos de la nube
A medida que todo evoluciona con la nube, también lo hace la NFV. Mientras que NFV seguirá ejecutando la virtualización en las instalaciones, también se descentralizará y se contendrá en la nube. Hay un montón de nuevas empresas y proveedores de servicios de telecomunicaciones construyendo sus núcleos de red con una combinación de contenedores y microservicios. El software de código abierto CNCF (Cloud Native Computing Foundation) es uno de los grandes promotores de la adopción de la computación nativa en la nube.
Las VNF (Virtual Network Functions) están siendo usadas ahora como funciones de red nativas de la nube (CNFs.) Las VNF fueron usualmente desplegadas en las instalaciones a través de VMs, pero ahora están siendo desplegadas en contenedores nativos de la nube. La primera opción hace que las aplicaciones basadas en la nube sean mucho más fáciles y rápidas de desplegar.
Las VNF desplegadas en contenedores permitirán microservicios que pueden ser desarrollados, escalados, actualizados y orquestados fácilmente. Kubernetes, el sistema de orquestación de contenedores de código abierto está jugando un gran papel aquí porque permite que las VNF sean nativas de la nube. Kubernetes permitirá que las VNF, CNF, VM, funciones y contenedores sean orquestados dinámicamente.
Los beneficios del NFV desplegado en la nube
- Las aplicaciones tendrán elasticidad, serán capaces de aumentar o disminuir en la demanda.
- Pueden ser desplegados a través de microservicios.
- Mejorará los entornos de computación distribuida y de borde.
- Permite a los motores de orquestación como Kubernetes controlar dinámicamente las cargas de trabajo.
- Funcionará en una nube híbrida, ya sea en las instalaciones o en cualquier nube.
Aunque los contenedores y los microservicios podrían ser aplicaciones con un único propósito, como el de enrutar el tráfico de la red, no sustituirán totalmente a la NFV. Los contenedores pueden albergar VNF, para proporcionar automatización, escalado y orquestación, que es una mejor solución cuando se trata de la gestión.
Un caso de uso real de esta tecnología es el reciente ensayo de Verizon de la tecnología EPC (Evolved Packet Core) nativa de las nubes y basada en contenedores. Este EPC proporcionará un enfoque operacional mucho más eficiente para ejecutar nuevos servicios de banda ancha como LTE y 5G.
Despliegues y operaciones eficientes para el 5G
El 5G es donde los proveedores de NFV están pisando el pedal hasta el fondo. Además de aprovechar la última tecnología de acceso por radio, 5G utilizará una nueva arquitectura de red basada en NFV y SDN. 5G junto con NFV y la computación de borde gobernará en aplicaciones como fábricas inteligentes, hogares inteligentes, conducción autónoma, NGCO, IoT industrial, agricultura inteligente, vigilancia y mucho más.
La tecnología NFV proporciona enormes beneficios para los proveedores de servicios en su trayecto hacia lo que ofrece el 5G. Y lo hemos visto antes con el 4G. NFV puede incorporar sistemas integrales, como las redes centrales virtualizadas de 4G, vEPC (Virtual Evolved Packet Core) y vIMS (Policy IMS/Services).
Pero, NFV es todavía una tecnología en desarrollo. Los grandes proveedores de redes móviles han virtualizado la mayoría de las funciones de su red central, pero no han podido alcanzar un 100%. Han transformado sólo componentes aislados dentro de la red, como sólo vEPC o vIMS.
La red 5G, por otra parte, tendría que desplegarse horizontalmente con servicios NFV como la fragmentación de la red y la orquestación de servicios de extremo a extremo.
¿Por qué la fragmentación de la red es la clave del 5G?
Los usuarios finales de los móviles están exigiendo una mayor calidad y una menor latencia en los servicios multimedia y a la carta. Esta demanda está provocando un cambio en la forma de gestionar los servicios de red. Con la fragmentación de la red, la red física de 5G se divide en redes virtuales aisladas, cada una con características diferentes. Cada fragmento de red es una red E2E independiente de extremo a extremo, hecha para cumplir con requisitos específicos. Por ejemplo, un fragmento de red podría manejar vehículos que se conducen solos, otro de realidad aumentada, otro de dispositivos IoT, y así sucesivamente.
La red 5G puede ser dividida en múltiples VN (Redes Virtuales) sobre una infraestructura compartida. Esto resulta en múltiples redes E2E a través de la red central y de las Redes de Acceso por Radio (RAN).
La fragmentación de la red de NFV es crítica para el desarrollo de 5G porque ayuda a entregar servicios eficientes independientes de la infraestructura física de la red. La fragmentación de la red proporciona servicios de red 5G escalables y flexibles.
Para lograr el tipo de VNF que requieren los proveedores de servicios, la infraestructura de la red requiere plataformas altamente fiables y disponibles que puedan albergar todas esas VNF. Estas plataformas de hardware deben ser optimizadas para impulsar la eficiencia de las VNF. Ejemplos de estos aparatos de red de telecomunicaciones son el HTCA-6200 y el FW-8896.
Centros de datos de computación de borde aprovechando NFV
Ahora más que nunca, necesitamos aplicaciones descentralizadas que se desplieguen más cerca del usuario final, en lugar de una nube central. Hoy en día, los usuarios finales trabajan desde sus casas, hacen videoconferencias mientras se desplazan, utilizan servicios de alta demanda como el streaming multimedia, la realidad aumentada, la conducción autónoma, etc.
Debido a esta demanda, las aplicaciones están empezando a derivar del servidor monolítico desplegado en un centro de datos hacia cargas de trabajo distribuidas en entornos híbridos. El modelo de computación de borde intenta acercar los recursos computacionales a los bordes distribuidos de la red donde se necesitan. Ahora, los dispositivos en el borde como los teléfonos inteligentes de los usuarios finales, torres de radio o centros de datos locales tienen la capacidad de procesar datos localmente. La computación de borde ayuda a ahorrar un valioso ancho de banda y mejora los tiempos de respuesta.
Entonces, ¿cómo puede la computación de borde utilizar NFV?
Ahora, la computación de borde está mezclando NFV en la ecuación para desplegar aplicaciones y servicios más rápido. La NFV no sólo se puede desplegar en redes centrales sino también en el borde, donde los servicios se pueden adaptar y las redes se pueden segmentar más cerca del usuario. La NFV puede proporcionar un tipo de servicio más granular para cada caso de uso específico.
¿Otros beneficios?
- Recursos elásticos. La NFV puede entregar un escalamiento elástico a la red. Puede ajustar dinámicamente los recursos hacia arriba o hacia abajo dependiendo de la demanda de la aplicación.
- Gran ancho de banda y seguridad: Se pueden desplegar diferentes segmentos de la red en el borde para funciones específicas. El segmento de la red garantiza un gran ancho de banda y seguridad para las aplicaciones de misión crítica en el borde.
- Despliegue rápido de servicios. Con la ayuda de dispositivos como el uCPE (Universal Customer Premises Equipment), que constituyen el mejor caso de uso de VFN, los servicios pueden desplegarse de forma rápida y rentable en el borde.
- Conectar con la oficina central. La tecnología como SD-WAN puede ayudar a conectar las sucursales en el borde con la oficina central mientras que proporciona seguridad y disponibilidad.
Para las redes de radio, la arquitectura de la Computación de Borde de Acceso Múltiple (MEC), propuesta por el ETSI, es similar a la de la NFV, de manera que la infraestructura es virtualizada. La MEC puede ser instalada en las estaciones base para actuar como un minicentro de datos. El 5G puede utilizar esta potencia computacional en el borde para proporcionar latencias aún más bajas.
¿Qué aparatos pueden soportar NFV en el borde?
La NFV puede soportar aplicaciones y servicios de borde con la ayuda de la NFVi correcta y la infraestructura de computación de borde. Ejemplos de estos dispositivos son la caja blanca vCPE/uCPE, los servidores MEC, y soluciones de plataformas preparadas para HCI.
Los siguientes son algunos dispositivos uCPE/vCPE de caja blanca que pueden ser usados para empujar VNF al borde.
El servicio de NFV también puede garantizarse mediante la integración de software de código abierto como Open Platform for NFV (OPNFV) y la solución de caja blanca adecuada. Un uCPE es capaz de:
- Computación en tiempo real en el borde (en las instalaciones).
- Virtualizar y segmentar la red.
- Proporcionar un gran rendimiento para aplicaciones exigentes.
Palabras finales
La nube será el principal impulsor de cómo se despliega la NFV, de hecho, hay una nueva función similar denominada CNF (Cloud-Native Network Function) que coexistirá con la NFV. Kubernetes, el sistema de orquestación de contenedores de código abierto ya está permitiendo la automatización del despliegue de NFV, su escalado y su gestión. Este orquestador gestionará todas estas funciones, incluyendo VNF, CNF y contenedores.
Estos VNF en contenedores de nube también tendrán un impacto positivo en el núcleo de la red 5G. 5G también se beneficiará de la segmentación de la red realizada por la NFV. Por ejemplo, el núcleo de la red móvil puede ser segmentado en diferentes componentes aislados, como los vEPC, vIMS y RAN de 4G.
Pero, desde luego, las VNF no sólo pueden segmentar las redes centrales, sino que también pueden proporcionar el segmentado de la red, la orquestación, las políticas, etc., en el borde. Con la ayuda de los servidores estándar de caja blanca x86 para funcionar como uCPEs, VNF será más fácil y más rentable de desplegar en el borde.
Para saber más sobre las aplicaciones de NFV en la vida real, mira nuestros 6 ejemplos de casos de uso de NFV.