EN
Zatímco sítě 4G dříve převážně přenášely mobilní širokopásmový provoz s relativně monotónním datovým vzorem, sítě 5G vyhovují mnohem širšímu spektru využití služeb. Tyto případy využití – konkrétně rozšířený mobilní širokopásmový přenos, extrémně spolehlivé komunikace s nízkou latencí a hromadné komunikace typu stroj-ke-stroji – klade na DPI (hlubokou analýzu paketů) individuální požadavky a vyžadují specifické mechanismy řízení a viditelnosti. Tento článek vysvětlí nové požadavky na provoz a omezení, která kladou na tradiční DPI, a dále rozebere hlavní změny, které umožňují, aby DPI byla součástí sítě 5G.
Nové požadavky sítě přinášené technologií 5G
S novými požadavky přicházejí i nové funkce, které nebyly v sítích 3G a 4G k dispozici:
Segmentace sítě umožňuje operátorům poskytovat svým uživatelům vyhrazenou logickou síť na sdílené infrastruktuře. Segmenty pro aplikace mohou vyžadovat různé úrovně výkonu – například segment pro mobilní širokopásmové připojení vyžaduje vyšší propustnost, zatímco systém řízení průmyslové automatizace vyžaduje velmi nízkou latenci. Technologie DPI identifikuje, ke kterému segmentu daný provozní tok patří, a umožňuje tak definovat politiky, které zaručují úroveň služby pro daný segment.
Edge Computing (výpočetní technologie na okraji sítě) zlepšuje uživatelské prostředí tím, že přesouvá výpočetní úlohy a logiku blíže koncovým uživatelům, čímž umožňuje extrémně rychlé reakce aplikací. Architektura sítě v Edge Computing je velmi distribuovaná a ne všechny provozní toky aplikací musí končit v jádře sítě. DPI řešení proto musí disponovat funkcemi pro zpracování distribuované sítě a zajistit konzistenci napříč celou touto sítí.
Šifrovací technologie pro provoz uživatelské roviny přes protokoly IPSec nebo podobné budou všudypřítomné. Extrahování informací o aplikacích z šifrovaného provozu je však v síti 5G kritické. Tato extrakce musí být spolehlivá a zároveň zachovávat bezpečnostní vlastnosti, aniž by bylo nutné dešifrovat velké množství provozu.
Počáteční omezení DPI v tradičních sítích
Dpi v sítích 3G a 4G má některá omezení, která se v síti 5G stávají ještě kritičtější:
Výkon: Kapacita tradičních zařízení DPI pro sítě 3G a 4G se pohybuje v rozmezí 10 Gbit/s až 40 Gbit/s, což v sítích 5G nabízejících kapacitu 100 Gbit/s nebo vyšší nemusí být dostačující.
Zpoždění: Zatímco v kontextu 3G/4G byla přijatelná latence platformy DPI 10 mikrosekund, požadavek na celkovou koncovou latenci pod jeden milisekundu, který klade komunikace s ultra-nízkou latencí, je mnohem přísnější.
Dynamika politik: V tradičním DPI pro síť 4G bylo přijatelnější, aby politika byla statická nebo aktualizována v dávkách v pravidelných intervalech, avšak toto řešení nesplňuje dynamické požadavky sítí 5G, jako je dělení sítě (network slicing) a výpočetní technologie na okraji sítě (edge computing), které mohou vyžadovat úpravy politiky a vynucování DPI každou minutu.
Dosah: Signatury aplikací měly v sítích 4G velmi omezený rozsah a navíc nestačily k identifikaci šifrovaného provozu, neznámých aplikací a nových protokolů, jejichž výskyt se stával čím dál častějším. DPI řešení pro sítě 4G proto neměla přehled o typech provozu probíhajících v síti. Centrální nasazení DPI v jádrové síti 4G nedokáže splnit požadavek na viditelnost (visibility) vyplývající z distribuované architektury výpočetních technologií na okraji sítě (edge computing).
Klíčový vývoj DPI pro scénáře 5G
Několik vylepšení umožnilo, aby se řešení DPI stala nedílnou součástí architektury sítě 5G :
Výkonnostní vývoj: Hardwarové zrychlení je široce využíváno k umožnění zařízením a funkcím DPI zpracovávat provoz rychlostí 100 Gbit/s, 200 Gbit/s nebo ještě vyšší. Softwarové funkce zařízení DPI jsou rovněž optimalizovány, aby byl výkon udržen na požadované úrovni. Cílem je vždy provést inspekci provozu bez ztráty jediného paketu.
Vývoj latence: Technologie DPI zavádí do jakéhokoli toku uživatelské roviny latenci v řádu submikrosekund, což je z hlediska ultra nízkolatenčních komunikací přijatelné.
Vývoj architektury: Dnes již funkce DPI není monolitní centralizovanou hardwarovou součástí v jádře sítě, ale stále častěji se virtualizuje a distribuuje v síti tam, kde je potřebná – například na uzlech hraničních sítí rádiového přístupu, agregačních bodech a v jádře sítě. Virtualizované funkce lze nasazovat pružně a automaticky škálovat podle aktuální poptávky.
Šifrování: Schopnost zpracovávat zašifrovaný provoz analýzou chování toku nebo pomocí přístupů strojového učení pro klasifikaci bez dešifrování se výrazně zlepšila, čímž se dosáhlo rovnováhy mezi bezpečností a výkonem. Nové podpisy aplikací se nyní aktualizují téměř denně nebo dokonce každou hodinu, aby bylo možné detekovat nově vznikající protokoly.
Lepší uživatelský zážitek a řízení provozu
Silnější Řešení DPI přinese uživatelům mnoho výhod:
Zlepšená uživatelská zkušenost: Využití DPI v sítích 5G umožňuje provádět jemně nastavitelné politiky řízení na základě jednotlivých případů použití služeb, čímž se zajišťuje kvalita služby (QoS) a preferenční zacházení. Například provoz z průmyslového robota může být upřednostněn, zatímco méně naléhavá data jsou zpožděna. Kvalita služby vnímaná mobilním hráčem je výrazně zlepšena, protože DPI identifikuje herní provoz a aktivně snižuje prioritu rozsáhlých dávkových dat (např. nahrávání videí) ve prospěch datového proudu hry. Uživatelé si mohou být jisti, že charakteristiky výkonu stanovené jejich smlouvami o úrovni služeb (SLA) jsou skutečně dodržovány.
Zlepšené řízení provozu: Provozovatelé sítě nyní mají lepší přehled a kontrolu nad provozem v síti. Prostředky lze dynamicky přidělovat aplikacím v reálném čase, čímž se zabrání přetížení, když mnoho uživatelů na akci současně nahraje video. Služba může automaticky snížit prioritu nahrávání velkých souborů ve prospěch hlasové komunikace v reálném čase. Útoky a hrozby, jako jsou např. „flash moby“ nebo DDoS útoky, lze automaticky identifikovat během několika milisekund, což umožňuje okamžitou reakci.
Sino-Telecom optimalizovaný DPI pro 5G
Tyto platformy DPI podporují zpracování provozu až 1200 Gbps na systém, jsou vybaveny nativní podporou portů 400GE a jejich signatury DPI dokážou zpracovat tisíce aplikací; pravidelně se aktualizují, aby podporovaly nejnovější aplikace a protokoly, přičemž dosahují latence v řádu mikrosekund na tok, nikoli milisekund. Řešení DPI společnosti Sino-Telecom je navrženo pro prostředí 5G ve více formách – jako virtualizovaná funkce i pro distribuované nasazení na hranici RAN, v agregačních bodech a v jádrové síti, s podporou architektury založené na službách. Společnost Sino-Telecom nabízí DPI s knihovnou tisíců protokolů, která se aktualizuje denně, a chování založenou klasifikaci šifrovaného provozu za účelem dosažení vyšší přesnosti klasifikace. Zahrnuje také inteligenci pro zpracování kontextově orientovaných dat z rádiové přístupové sítě a jádrové sítě, což dále zvyšuje přesnost klasifikace.
Závěr
Rychlé pokroky v DPI úspěšně překonalo omezení svého předchůdce a řeší stále rostoucí požadavky sítí 5G. Kromě zlepšených výkonnostních charakteristik a řízení latence umožňuje vývoj směrem k pokročilému zpracování šifrovaného provozu, virtualizovaným a distribuovaným funkcím spolu s velmi rychlými mechanismy aktualizace signatur to, že DPI se proměnilo z nástroje pro monitorování v klíčovou součást provozu sítí 5G, což umožňuje zlepšit uživatelský zážitek i řízení provozu.
Pro vaši cenovou nabídku, technický list produktu nebo pro pochopení kontextu DPI v zahraničních nasazeních sítí 5G se prosím obraťte na Sino-Telecom Technology Co., Inc. Naši specialisté mohou poskytnout ověření architektury i přizpůsobené návrhy OEM/ODM na základě vašich konkrétních požadavků na rozsah a výkon, které jsou dostupné prostřednictvím webového portálu společnosti Sino-Telecom nebo kteréhokoli z našich určených regionálních obchodních zástupců. Pojďme navrhnout inteligentní vrstvu DPI pro vaši síť 5G.