فناوری بازرسی عمیق بسته‌ها در شبکه‌های ۵G چگونه توسعه یافته است؟

در حالی که شبکه‌های ۴G عمدتاً ترافیک پهنای باند سیار را با الگوی داده‌ای نسبتاً یکنواخت انتقال می‌دادند، شبکه‌های ۵G برای طیف گسترده‌تری از موارد استفاده خدمات طراحی شده‌اند. این موارد استفاده، یعنی پهنای باند سیار بهبودیافته، ارتباطات فوق‌العاده قابل‌اطمینان با تأخیر بسیار کم و ارتباطات نوع ماشینی در مقیاس عظیم، نیازمندی‌های جداگانه‌ای ایجاد می‌کنند و از سیستم‌های تشخیص عمیق بسته (DPI) مکانیزم‌های کنترلی و نظارتی خاصی را می‌طلبد. این مقاله به توضیح نیازمندی‌های جدید برای ترافیک و محدودیت‌هایی که بر روی DPI سنتی تحمیل می‌کند، می‌پردازد و همچنین تغییرات اصلی را که امکان استفاده از DPI در شبکه‌های ۵G را فراهم می‌سازند، بررسی می‌کند.

نیازمندی‌های جدید شبکه ناشی از فناوری ۵G

با ظهور نیازمندی‌های جدید، قابلیت‌های جدیدی نیز مطرح می‌شوند که در شبکه‌های ۳G و ۴G وجود نداشتند:

برش شبکه امکان ارائه یک شبکه منطقی اختصاصی به کاربران را توسط اپراتورها بر روی زیرساخت مشترک فراهم می‌کند. برش‌های کاربردی ممکن است نیازمند سطوح متفاوتی از عملکرد باشند — برای مثال، برش پهن‌باند سیار نیازمند عرض باند بالاتری است، در حالی که سیستم کنترل خودکار صنعتی نیازمند تأخیر بسیار کم است. فناوری شناسایی عمیق بسته‌ها (DPI) مشخص می‌کند که یک جریان به کدام برش تعلق دارد و این امکان را فراهم می‌کند که سیاست‌گذاری‌هایی انجام شود که تضمین‌های سطح خدمات را برای آن برش ارائه دهد.

محاسبات لبه با جابجایی پردازش و منطق به نزدیکی کاربران نهایی، تجربه‌ای بهتر را فراهم می‌کند تا زمان پاسخ‌دهی بسیار سریع برنامه‌ها امکان‌پذیر شود. معماری شبکه در محاسبات لبه بسیار توزیع‌شده است و تمام جریان‌های کاربردی نیازی به پایان یافتن در هسته شبکه ندارند. بنابراین راه‌حل‌های شناسایی عمیق بسته‌ها (DPI) باید قابلیت‌هایی برای مدیریت یک شبکه توزیع‌شده داشته باشند و هماهنگی را در سراسر آن ارائه دهند.

فناوری رمزگذاری برای ترافیک صفحه کاربری از طریق IPSec یا پروتکل‌های مشابه، به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار خواهد گرفت. با این حال، استخراج اطلاعات برنامه‌ها از ترافیک رمزشده در شبکه‌های ۵G امری حیاتی است. این استخراج باید قابل اعتماد باشد و در عین حال ویژگی‌های امنیتی حفظ شوند، بدون اینکه حجم زیادی از ترافیک را رمزگشایی کنیم.

محدودیت‌های اولیهٔ شناسایی عمیق بسته‌ها (DPI) در شبکه‌های سنتی

DPI در شبکه‌های ۳G و ۴G محدودیت‌هایی وجود دارد که در شبکه‌های ۵G حتی حادتر می‌شوند:

عملکرد: ظرفیت دستگاه‌های سنتی شناسایی عمیق بسته‌ها (DPI) برای شبکه‌های ۳G و ۴G از ۱۰ گیگابیت بر ثانیه تا ۴۰ گیگابیت بر ثانیه متغیر است که ممکن است در شبکه‌های ۵G که ظرفیتی معادل ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه یا بیشتر ارائه می‌دهند، کافی نباشد.

درخواست زمان: در حالی که تأخیر پلتفرم شناسایی عمیق بسته‌ها (DPI) در زمینهٔ شبکه‌های ۳G/۴G حدود ۱۰ میکروثانیه پذیرفته می‌شد، نیاز به تأخیر پایان‌به‌پایان کمتر از یک میلی‌ثانیه که توسط ارتباطات فوق‌العاده کم‌تأخیر ایجاد شده است، بسیار سخت‌گیرانه‌تر است.

پویایی سیاست‌ها: در روش سنتی تحلیل عمیق بسته‌ها (DPI) مبتنی بر ۴G، پذیرفتنی بود که سیاست‌ها ایستا باشند یا به‌صورت دسته‌ای و در فواصل زمانی مشخصی به‌روزرسانی شوند؛ اما این رویکرد نیازهای پویای برش‌دهی شبکه و محاسبات لبه در شبکه‌های ۵G را برآورده نمی‌کند که ممکن است تنظیمات سیاست و اجرای DPI را به‌صورت دقیقه‌به‌دقیقه تغییر دهند.

پوشش: امضاهای برنامه‌ها در شبکه‌های ۴G دامنهٔ بسیار محدودی داشتند و همچنین در شناسایی ترافیک رمزشده، برنامه‌های ناشناخته و پروتکل‌های جدیدی که روزبه‌روز رایج‌تر می‌شدند، ناکافی بودند. بنابراین، راه‌حل‌های DPI مبتنی بر ۴G از انواع ترافیک در حال اجرا روی شبکه آگاهی لازم را نداشتند. پیاده‌سازی متمرکز DPI در هستهٔ شبکهٔ ۴G نمی‌تواند نیاز به دیدگاه کامل از معماری توزیع‌شدهٔ محاسبات لبه را برآورده کند.

تحوّل اصلی تحلیل عمیق بسته‌ها (DPI) برای سناریوهای ۵G

چندین بهبود، امکان استفاده از راه‌حل‌های DPI را به‌عنوان بخشی جدایی‌ناپذیر از معماری شبکهٔ ۵G :

تحوّل عملکردی: شتاب‌دهی سخت‌افزاری به‌طور گسترده‌ای برای فعال‌سازی دستگاه‌ها و عملکردهای تشخیص عمیق بسته‌ها (DPI) جهت پردازش نرخ‌های ترافیکی ۱۰۰ گیگابیت در ثانیه، ۲۰۰ گیگابیت در ثانیه یا حتی بالاتر استفاده می‌شود. همچنین عملکردهای نرم‌افزاری دستگاه‌های DPI نیز به‌گونه‌ای بهینه‌سازی شده‌اند که عملکرد آن‌ها در سطح مورد نیاز حفظ شود. هدف همیشه بررسی ترافیک بدون افت هیچ بسته‌ای است.

تکامل تأخیر: فناوری تشخیص عمیق بسته‌ها (DPI) زمان تأخیر زیر یک میکروثانیه را در هر جریان صفحه کاربری ایجاد می‌کند که از دیدگاه ارتباطات با تأخیر بسیار کم، قابل قبول است.

تکامل معماری: امروزه عملکرد تشخیص عمیق بسته‌ها (DPI) دیگر یک مؤلفه سخت‌افزاری متمرکز و یکپارچه در شبکه هسته‌ای نیست، بلکه به‌طور فزاینده‌ای مجازی‌سازی شده و در نقاط مختلف شبکه که نیاز به آن وجود دارد—مانند گره‌های لبه شبکه دسترسی رادیویی، نقاط تجمیع و شبکه هسته‌ای—توزیع می‌شود. عملکردهای مجازی‌شده را می‌توان به‌صورت انعطاف‌پذیر نصب کرد و به‌طور خودکار با توجه به تقاضا مقیاس‌دهی نمود.

رمزگذاری: توانایی پردازش ترافیک رمزشده با تحلیل رفتار جریان‌ها یا استفاده از رویکردهای یادگیری ماشین برای طبقه‌بندی بدون رمزگشایی — به‌طور چشمگیری بهبود یافته و تعادل بین امنیت و عملکرد را حفظ می‌کند. امروزه امضاهای جدید برنامه‌ها تقریباً روزانه یا حتی ساعتی به‌روزرسانی می‌شوند تا پروتکل‌های نوظهور جدید شناسایی شوند.

تجربه کاربری بهتر و کنترل ترافیک

قدرتمندتر راه‌حل DPI در راستای بهره‌مندی کاربران از مزایای متعددی خواهد بود:

تجربه کاربری بهبودیافته: استفاده از شناسایی عمیق بسته‌ها (DPI) در شبکه‌های ۵G امکان اعمال کنترل‌های سیاستی دقیق را بر اساس موارد استفاده خاص هر سرویس فراهم می‌کند که این امر تضمین کیفیت سرویس (QoS) و اعطای برتری به برخی ترافیک‌ها را ممکن می‌سازد. به عنوان مثال، ترافیک ناشی از یک ربات صنعتی می‌تواند اولویت بالاتری دریافت کند، در حالی که داده‌های کم‌اهمیت‌تر با تأخیر مواجه می‌شوند. کیفیت سرویس درک‌شده توسط یک بازیکن موبایل به‌طور قابل‌توجهی بهبود می‌یابد، زیرا DPI ترافیک بازی را شناسایی کرده و به‌صورت فعال داده‌های حجیم (مانند آپلود ویدئو) را در مقایسه با جریان داده بازی، اولویت‌کمتری می‌دهد. کاربران می‌توانند اطمینان داشته باشند که ویژگی‌های عملکردی که در توافق‌نامه‌های سطح سرویس (SLA) آن‌ها تعیین شده است، به‌درستی رعایت می‌شود.

کنترل بهبودیافته ترافیک: اپراتورهای شبکه اکنون دید و کنترل بهبودیافته‌ای بر روی ترافیک شبکه دارند. منابع می‌توانند به‌صورت پویا به برنامه‌های بلادرنگ اختصاص داده شوند تا از ازدحام جلوگیری شود، زمانی که تعداد زیادی از کاربران در یک رویداد به‌طور همزمان ویدئو آپلود می‌کنند. این سرویس می‌تواند به‌صورت خودکار آپلود فایل‌های بزرگ را نسبت به مکالمات صوتی بلادرنگ کاهش اولویت دهد. حملات و تهدیداتی مانند حملات گروهی ناگهانی یا حملات DDoS را می‌توان در عرض چند میلی‌ثانیه به‌صورت خودکار شناسایی کرد تا پاسخ فوری امکان‌پذیر باشد.

DPI بهینه‌شده سینو-تلکام برای 5G

این پلتفرم‌های DPI امکان پردازش ترافیک تا ۱۲۰۰ گیگابیت بر ثانیه در هر سیستم را فراهم می‌کنند و از پورت‌های ۴۰۰GE به‌صورت بومی پشتیبانی می‌کنند؛ همچنین فایل‌های امضای DPI آنها قادر به پردازش هزاران برنامه هستند و به‌طور مداوم به‌روزرسانی می‌شوند تا از جدیدترین برنامه‌ها و پروتکل‌ها پشتیبانی کنند، در عین حال با تأخیری در حد میکروثانیه برای هر جریان (به‌جای میلی‌ثانیه) عمل می‌کنند. راه‌حل DPI شرکت سینو-تلکام برای محیط ۵G در اشکال مختلفی طراحی شده است — به‌صورت یک تابع مجازی‌سازی‌شده و برای استقرار توزیع‌شده در لبه‌های شبکه دسترسی رادیویی (RAN)، نقاط تجمیع و شبکه هسته‌ای، و با پشتیبانی از معماری مبتنی بر سرویس. شرکت سینو-تلکام راه‌حل DPI را با کتابخانه‌ای شامل هزاران پروتکل ارائه می‌دهد که روزانه به‌روزرسانی می‌شود و از طبقه‌بندی رفتاری ترافیک رمزشده نیز برای دستیابی به دقت بالاتری در طبقه‌بندی بهره می‌برد. این راه‌حل همچنین هوشمندی لازم برای پردازش داده‌های آگاه از زمینه (context-aware) دریافت‌شده از شبکه دسترسی رادیویی و شبکه هسته‌ای را نیز شامل می‌شود که این امر دقت طبقه‌بندی را بیشتر افزایش می‌دهد.

نتیجه‌گیری

پیشرفت‌های سریع در شناسایی و تحلیل ترافیک (DPI) با موفقیت محدودیت‌های نسخهٔ پیشین خود را برطرف کرده و به نیازهای فزایندهٔ شبکه‌های ۵G پاسخ داده است. علاوه بر ویژگی‌های عملکردی بهبودیافته و کنترل تأخیر، تحول به سمت مدیریت پیچیدهٔ ترافیک رمزشده، اجرای توابع مجازی‌سازی‌شده و توزیع‌شده، همراه با مکانیزم‌های بروزرسانی بسیار سریع امضاهای شناسایی، این امر تضمین می‌کند که سیستم شناسایی عمیق ترافیک (DPI) از یک ابزار نظارتی به یک مؤلفهٔ حیاتی در عملیات شبکهٔ ۵G تبدیل شده است و تجربهٔ کاربری را بهبود بخشیده و کنترل ترافیک را تسهیل می‌کند.

برای دریافت پیش‌فاکتور، برگهٔ مشخصات فنی محصول یا درک بهتر جایگاه سیستم شناسایی عمیق ترافیک (DPI) در پیاده‌سازی‌های بین‌المللی شبکه‌های ۵G، لطفاً با ما تماس بگیرید شرکت فناوری مخابرات چین، ش.ر.ا. متخصصان ما می‌توانند تأیید معماری را ارائه داده و همچنین پیشنهادات سفارشی سازنده اصلی (OEM) یا سازنده طراح (ODM) را بر اساس مقیاس و نیازهای عملکردی خاص شما ارائه دهند. این خدمات از طریق دروازهٔ وب سینو-تله‌کام (Sino-Telecom) یا از طریق نمایندگان فروش منطقه‌ای تعیین‌شدهٔ ما در دسترس هستند. بیایید لایهٔ هوشمند شناسایی عمیق ترافیک (DPI) شبکهٔ ۵G شما را طراحی کنیم.