EN
Ενώ τα δίκτυα 4G χρησιμοποιούνταν κυρίως για τη μεταφορά κινητής ευρείας ζώνης με σχετικά μονότονο πρότυπο δεδομένων, τα δίκτυα 5G εξυπηρετούν ένα πολύ ευρύτερο φάσμα χρήσεων υπηρεσιών. Αυτές οι χρήσεις, δηλαδή η βελτιωμένη κινητή ευρεία ζώνη, οι υπεραξιόπιστες επικοινωνίες με χαμηλή καθυστέρηση και οι μαζικές επικοινωνίες τύπου μηχανής, επιβάλλουν ειδικές απαιτήσεις και απαιτούν ειδικούς μηχανισμούς ελέγχου και παρακολούθησης από την τεχνική DPI. Στο παρόν άρθρο θα εξηγηθούν οι νέες απαιτήσεις που επιβάλλονται στον κίνηση των δεδομένων και οι περιορισμοί που επιβάλλει στη συμβατική τεχνική DPI, καθώς επίσης θα συζητηθούν οι κύριες αλλαγές που επιτρέπουν στην DPI να αποτελέσει μέρος ενός δικτύου 5G.
Νέες απαιτήσεις δικτύου που προκύπτουν από το 5G
Με τις νέες απαιτήσεις έρχονται και νέες λειτουργικότητες που δεν ήταν διαθέσιμες στα δίκτυα 3G και 4G:
Η τεχνική διαμόρφωσης δικτύου (network slicing) επιτρέπει στους φορείς λειτουργίας να παρέχουν στους χρήστες τους ένα αφιερωμένο λογικό δίκτυο επάνω σε μια κοινή υποδομή. Οι εφαρμογές που βασίζονται σε διαμορφωμένα δίκτυα (slices) μπορεί να απαιτούν διαφορετικά επίπεδα απόδοσης — για παράδειγμα, η λειτουργία κινητής ευρείας ζώνης (mobile broadband) απαιτεί υψηλότερο εύρος ζώνης, ενώ ένα σύστημα ελέγχου βιομηχανικής αυτοματοποίησης απαιτεί εξαιρετικά χαμηλή καθυστέρηση. Η τεχνολογία DPI (Deep Packet Inspection) αναγνωρίζει σε ποιο διαμορφωμένο δίκτυο (slice) ανήκει μια ροή δεδομένων, επιτρέποντας τη λήψη πολιτικών που παρέχουν εγγυήσεις επιπέδου υπηρεσίας (SLA) για εκείνο το slice.
Ο υπολογισμός στο άκρο του δικτύου (Edge Computing) βελτιώνει την εμπειρία του χρήστη μετατοπίζοντας τους υπολογισμούς και τη λογική πλησιέστερα στους τελικούς χρήστες, προκειμένου να προσφέρει εξαιρετικά γρήγορους χρόνους ανταπόκρισης των εφαρμογών. Η αρχιτεκτονική του δικτύου στον υπολογισμό στο άκρο είναι εξαιρετικά κατανεμημένη, και δεν είναι απαραίτητο όλες οι ροές εφαρμογών να ολοκληρώνονται στον πυρήνα του δικτύου. Ως εκ τούτου, οι λύσεις DPI πρέπει να διαθέτουν δυνατότητες χειρισμού ενός κατανεμημένου δικτύου και να εξασφαλίζουν συνέπεια σε όλο του το εύρος.
Η τεχνολογία κρυπτογράφησης για τον κίνηση του επιπέδου χρήστη μέσω IPSec ή παρόμοιων πρωτοκόλλων θα είναι διαδεδομένη. Ωστόσο, η εξαγωγή πληροφοριών εφαρμογής από την κρυπτογραφημένη κίνηση είναι κρίσιμη σε ένα δίκτυο 5G. Αυτή η εξαγωγή πρέπει να είναι αξιόπιστη, διατηρώντας παράλληλα τις ιδιότητες ασφαλείας χωρίς να αποκρυπτογραφείται μεγάλος όγκος της κίνησης.
Πρώιμα όρια της DPI στα παραδοσιακά δίκτυα
Dpi στα δίκτυα 3G και 4G έχει ορισμένους περιορισμούς, οι οποίοι καθίστανται ακόμη πιο κρίσιμοι στα δίκτυα 5G:
Εκτέλεση: Η χωρητικότητα των παραδοσιακών συσκευών DPI για δίκτυα 3G και 4G κυμαίνεται από 10 Gbps έως 40 Gbps, κάτι που ενδέχεται να μην είναι επαρκές στα δίκτυα 5G, τα οποία προσφέρουν χωρητικότητα 100 Gbps ή περισσότερο.
Καθυστέρηση: Ενώ 10 μικροδευτερόλεπτα ήταν η αναμενόμενη καθυστέρηση της πλατφόρμας DPI που θεωρούνταν αποδεκτή στο πλαίσιο των 3G/4G, η απαίτηση για καθυστέρηση άκρου σε άκρο (end-to-end) μικρότερη του χιλιοστού του δευτερολέπτου, που επιβάλλεται από τις επικοινωνίες υπερχαμηλής καθυστέρησης, είναι πολύ αυστηρότερη.
Δυναμικότητα Πολιτικής: Στην παραδοσιακή ανάλυση πακέτων βάσει εφαρμογής (DPI) 4G, ήταν πιο αποδεκτό το να είναι η πολιτική στατική ή να ενημερώνεται περιοδικά σε μεγάλα τμήματα, αλλά αυτό δεν καλύπτει τις δυναμικές ανάγκες της διαχωρισμένης δικτυακής αρχιτεκτονικής (network slicing) και των απαιτήσεων του υπολογισμού στο άκρο (edge computing) του 5G, οι οποίες μπορεί να απαιτούν προσαρμογές της πολιτικής και της ενσωμάτωσης της DPI ανά λεπτό.
Κάλυψη: Οι υπογραφές εφαρμογών είχαν πολύ περιορισμένο πεδίο εφαρμογής στο 4G και δεν ήταν επίσης επαρκείς για την αναγνώριση κρυπτογραφημένου τραφικού, άγνωστων εφαρμογών και νέων πρωτοκόλλων, τα οποία γινόταν όλο και πιο διαδεδομένα. Ως εκ τούτου, οι λύσεις DPI του 4G δεν είχαν επίγνωση των τύπων τραφικού που λειτουργούσαν στο δίκτυο. Η κεντρικοποιημένη εγκατάσταση DPI στον πυρήνα του δικτύου 4G δεν μπορεί να καλύψει την απαίτηση ορατότητας που προκύπτει από μια κατανεμημένη αρχιτεκτονική υπολογισμού στο άκρο (edge computing).
Βασική εξέλιξη της DPI για σενάρια 5G
Αρκετές βελτιώσεις έχουν καταστήσει τις λύσεις DPI αναπόσπαστο μέρος της αρχιτεκτονικής δικτύου 5G :
Εξέλιξη της απόδοσης: Η επιτάχυνση μέσω υλικού χρησιμοποιείται ευρέως για να επιτρέψει στις συσκευές και λειτουργίες DPI να επεξεργάζονται ρυθμούς κίνησης 100 Gbps, 200 Gbps ή ακόμη και υψηλότερους. Οι λογισμικές λειτουργίες των συσκευών DPI βελτιστοποιούνται επίσης προκειμένου να διατηρηθεί η απόδοση στα απαιτούμενα επίπεδα. Ο στόχος είναι πάντα να εξετάζεται η κίνηση χωρίς να χάνονται πακέτα.
Εξέλιξη της καθυστέρησης: Η τεχνολογία DPI εισάγει καθυστέρηση υπο-μικροδευτεροδευτερολέπτου σε οποιαδήποτε ροή του επιπέδου χρήστη, κάτι που είναι αποδεκτό από την άποψη των επικοινωνιών με εξαιρετικά χαμηλή καθυστέρηση.
Εξέλιξη της αρχιτεκτονικής: Σήμερα, η λειτουργία DPI δεν είναι πλέον ένα μονολιθικό, κεντρικοποιημένο υλικό συστατικό στον πυρήνα του δικτύου, αλλά εικονοποιείται και διανέμεται όλο και περισσότερο στο δίκτυο εκεί όπου απαιτείται, όπως σε κόμβους στην άκρη του δικτύου πρόσβασης μέσω ραδιοσυχνοτήτων, σε σημεία συγκέντρωσης και στον πυρήνα του δικτύου. Οι εικονοποιημένες λειτουργίες μπορούν να εγκατασταθούν ελαστικά και να κλιμακώνονται αυτόματα σύμφωνα με τη ζήτηση.
Κρυπτογράφηση: Η ικανότητα χειρισμού κρυπτογραφημένου τραφικού μέσω ανάλυσης των συμπεριφορών ροής ή με χρήση προσεγγίσεων μηχανικής μάθησης για την ταξινόμηση χωρίς αποκρυπτογράφηση έχει βελτιωθεί σημαντικά, επιτυγχάνοντας ισορροπία μεταξύ ασφάλειας και απόδοσης. Οι υπογραφές νέων εφαρμογών ενημερώνονται τώρα σχεδόν καθημερινά ή ακόμη και ωριαίως, προκειμένου να εντοπιστούν οι νέες αναδυόμενες πρωτοκόλλα.
Βελτιωμένη εμπειρία χρήστη και έλεγχος τραφικού
Ισχυρότερη Λύση DPI θα προσφέρει πολλά οφέλη στους χρήστες:
Βελτιωμένη εμπειρία χρήστη: Η χρήση της τεχνικής DPI (Deep Packet Inspection) στο 5G επιτρέπει την εφαρμογή ακριβών ελέγχων πολιτικής βάσει των επιμέρους περιπτώσεων χρήσης υπηρεσιών, κάτι που διασφαλίζει την ποιότητα υπηρεσίας (QoS) και την προτεραιότητα επεξεργασίας. Για παράδειγμα, η κίνηση από ένα βιομηχανικό ρομπότ μπορεί να λάβει προτεραιότητα, ενώ λιγότερο επείγουσα δεδομένα μπορούν να καθυστερήσουν. Η αντιληπτή ποιότητα υπηρεσίας από έναν κινητό παίκτη βελτιώνεται σημαντικά, καθώς η DPI αναγνωρίζει την κίνηση σχετική με παιχνίδια και προτεραιοποιεί ενεργά τη ροή δεδομένων του παιχνιδιού, ενώ αποπροτεραιοποιεί μεγάλα όγκους δεδομένων (όπως η ανέβασμα βίντεο). Οι χρήστες μπορούν να είναι βέβαιοι ότι οι προδιαγραφές απόδοσης που προβλέπονται στις συμφωνίες επιπέδου υπηρεσίας (SLA) τους τηρούνται.
Βελτιωμένος έλεγχος κυκλοφορίας: Οι φορείς λειτουργίας δικτύων διαθέτουν τώρα βελτιωμένη εποπτεία και έλεγχο της κυκλοφορίας στο δίκτυο. Οι πόροι μπορούν να κατανεμηθούν δυναμικά σε εφαρμογές πραγματικού χρόνου, προκειμένου να αποτραπεί η συμφόρηση όταν πολλοί χρήστες σε μία εκδήλωση ανεβάζουν ταυτόχρονα βίντεο. Η υπηρεσία μπορεί να αυτοματοποιεί την υποβάθμιση της προτεραιότητας μεγάλων ανεβάσματων αρχείων υπέρ μίας συνομιλίας φωνής σε πραγματικό χρόνο. Επιθέσεις και απειλές, όπως οι «flash mobs» ή οι επιθέσεις DDoS, μπορούν να αναγνωριστούν αυτόματα εντός χιλιοστών του δευτερολέπτου, επιτρέποντας άμεση αντίδραση.
Βελτιστοποιημένο DPI της Sino-Telecom για 5G
Αυτές οι πλατφόρμες DPI υποστηρίζουν επεξεργασία τραφικού έως 1200 Gbps ανά σύστημα, προσφέροντας ενσωματωμένη υποστήριξη θυρών 400GE, ενώ τα αρχεία υπογραφών DPI τους μπορούν να επεξεργαστούν χιλιάδες εφαρμογές και ενημερώνονται συνεχώς για να υποστηρίζουν τις τελευταίες εφαρμογές και πρωτόκολλα, παρέχοντας καθυστέρηση εκατομμυριοστών του δευτερολέπτου (microseconds) ανά ροή, αντί για χιλιοστά του δευτερολέπτου (milliseconds). Η λύση DPI της Sino-Telecom έχει σχεδιαστεί για το περιβάλλον 5G με πολλαπλές μορφές — ως εικονική λειτουργία και για κατανεμημένη εγκατάσταση στα άκρα του RAN, στα σημεία συγκέντρωσης και στο κεντρικό δίκτυο, υποστηρίζοντας μια αρχιτεκτονική βασισμένη σε υπηρεσίες. Η Sino-Telecom προσφέρει DPI με βιβλιοθήκη χιλιάδων πρωτοκόλλων, η οποία ενημερώνεται καθημερινά, καθώς και συμπεριφορική ταξινόμηση για κρυπτογραφημένο τραφικό, προκειμένου να επιτευχθεί υψηλότερη ακρίβεια ταξινόμησης. Περιλαμβάνει επίσης ευφυΐα για την επεξεργασία πληροφοριών εξαρτώμενων από το πλαίσιο (context aware data) που προέρχονται από το ραδιοδίκτυο πρόσβασης και το κεντρικό δίκτυο, γεγονός που αυξάνει περαιτέρω την ακρίβεια ταξινόμησης.
Συμπέρασμα
Οι ταχείς πρόοδοι στον Τεχνολογίας DPI έχει επιτύχει με επιτυχία να ξεπεράσει τους περιορισμούς του προκατόχου του και να ανταποκριθεί στις διαρκώς αυξανόμενες απαιτήσεις των δικτύων 5G. Εκτός από τα βελτιωμένα χαρακτηριστικά απόδοσης και τον έλεγχο της καθυστέρησης, η εξέλιξη προς την προηγμένη διαχείριση κρυπτογραφημένου τραφικού, τις εικονικοποιημένες και κατανεμημένες λειτουργίες, καθώς και τους εξαιρετικά γρήγορους μηχανισμούς ενημέρωσης υπογραφών, διασφαλίζει ότι η τεχνολογία DPI έχει μετατραπεί από εργαλείο παρακολούθησης σε ζωτικό στοιχείο της λειτουργίας των δικτύων 5G, ενισχύοντας την εμπειρία του χρήστη και τον έλεγχο του τραφικού.
Για την προσφορά σας, το φύλλο προδιαγραφών του προϊόντος ή για να κατανοήσετε το πλαίσιο εφαρμογής της τεχνολογίας DPI σε διεθνείς εγκαταστάσεις δικτύων 5G, παρακαλούμε επικοινωνήστε Sino-Telecom Technology Co., Inc. Οι ειδικοί μας μπορούν να παράσχουν επαλήθευση αρχιτεκτονικής, καθώς και προσαρμοσμένες προτάσεις OEM/ODM βάσει των συγκεκριμένων απαιτήσεων κλίμακας και απόδοσης σας, οι οποίες είναι διαθέσιμες μέσω της ιστοσελίδας της Sino-Telecom ή οποιουδήποτε από τους εξουσιοδοτημένους περιφερειακούς εκπροσώπους πωλήσεών μας. Ας σχεδιάσουμε μαζί το έξυπνο επίπεδο DPI του δικτύου 5G σας.