EN
Terwijl 4G-netwerken voornamelijk mobiel breedbandverkeer met een relatief eenvormig datapatroon verwerkten, zijn 5G-netwerken geschikt voor een veel bredere reeks dienstgebruiksscenario’s. Deze scenario’s – namelijk verbeterde mobiele breedband, uiterst betrouwbare communicatie met lage latentie en massale machine-achtige communicatie – stellen individuele eisen en vereisen specifieke controle- en zichtbaarheidsmechanismen van DPI. In dit artikel wordt uitgelegd welke nieuwe eisen het verkeer stelt en welke beperkingen dit oplegt aan conventionele DPI, evenals de belangrijkste wijzigingen die DPI in staat stellen om een rol te spelen binnen een 5G-netwerk.
Nieuwe netwerkeisen als gevolg van 5G
Met de nieuwe eisen komen ook nieuwe functionaliteiten die niet beschikbaar waren in 3G- en 4G-netwerken:
Netwerkslicing stelt operators in staat om hun gebruikers een toegewezen logisch netwerk aan te bieden op een gedeelde infrastructuur. De toepassingsslices kunnen verschillende prestatieniveaus vereisen — bijvoorbeeld: de mobiele breedbandslice vereist een hogere bandbreedte, terwijl een industriële automatiseringsbesturingssysteem zeer lage latentie vereist. DPI-technologie identificeert tot welke slice een datastroom behoort, waardoor beleidsvorming mogelijk is die service-niveaugaranties biedt voor die slice.
Edge Computing verbetert de gebruikerservaring door berekening en logica dichter bij eindgebruikers te plaatsen, zodat zeer snelle applicatie-reactietijden worden geboden. De netwerkarchitectuur bij edge computing is zeer gedistribueerd, en niet alle applicatiestromen hoeven te eindigen in de netwerkcore. Daarom moeten DPI-oplossingen geschikt zijn voor een gedistribueerd netwerk en consistentie daarbinnen waarborgen.
Versleutelingstechnologie voor gebruikersvlakverkeer via IPSec of vergelijkbare protocollen zal algemeen zijn. Het extraheren van toepassingsinformatie uit het versleutelde verkeer is echter essentieel in een 5G-netwerk. Deze extractie moet betrouwbaar zijn, terwijl de beveiligingseigenschappen worden behouden zonder grote hoeveelheden verkeer te ontsleutelen.
Beperkingen van vroege DPI in traditionele netwerken
Dpi heeft in 3G- en 4G-netwerken beperkingen die in 5G nog kritischer worden:
Prestatie: De capaciteit van traditionele DPI-apparaten voor 3G- en 4G-netwerken varieert van 10 Gbps tot 40 Gbps, wat mogelijk onvoldoende is voor 5G-netwerken met een capaciteit van 100 Gbps of meer.
Latentie: Terwijl een DPI-platformlatentie van 10 microseconden in de context van 3G/4G acceptabel was, is de vereiste submilliseconde-eind-tot-eind latentie voor ultra-lage-latentiecommunicatie veel strenger.
Dynamiek van beleid: Bij traditionele 4G DPI was het acceptabeler dat beleid statisch was of periodiek in groepen werd bijgewerkt, maar dit voldoet niet aan de dynamische behoeften van netwerkslicing en edge computing in 5G, waarbij mogelijk aanpassingen van het beleid en de DPI-afdwong per minuut nodig zijn.
Afdekking: Toepassingssignaturen hadden in 4G een zeer beperkte reikwijdte en waren ook onvoldoende om gecodeerd verkeer, onbekende toepassingen en nieuwe protocollen – die steeds vaker voorkwamen – te identificeren. Daarom misten 4G DPI-oplossingen inzicht in de soorten verkeer die op het netwerk actief waren. Een gecentraliseerde DPI-implementatie in het 4G-corenetwerk kan niet voldoen aan de vereiste inzichtelijkheid binnen een gedistribueerde edge-computingarchitectuur.
Kernontwikkeling van DPI voor 5G-scenario’s
Verschillende verbeteringen hebben ervoor gezorgd dat DPI-oplossingen een integraal onderdeel kunnen worden van de 5G-netwerkarchitectuur :
Prestatieontwikkeling: Hardwareversnelling wordt veel gebruikt om DPI-apparaten en -functies in staat te stellen verkeerstromen van 100 Gbps, 200 Gbps of zelfs hogere snelheden te verwerken. De softwarefuncties van de DPI-apparaten zijn eveneens geoptimaliseerd om de prestaties op het vereiste niveau te houden. Het doel is altijd om verkeer te inspecteren zonder verloren pakketten.
Latentie-evolutie: DPI-technologie introduceert submicroseconden latentie in elke gebruikersvlakstroom, wat aanvaardbaar is vanuit het oogpunt van communicatie met uiterst lage latentie.
Architectuur-evolutie: Tegenwoordig is de DPI-functie niet langer een monolithisch, gecentraliseerd hardwarecomponent in het kernnetwerk, maar wordt deze steeds vaker gevirtualiseerd en gedistribueerd in het netwerk waar deze nodig is, bijvoorbeeld op randknopen van het radio-toegangsnetwerk, aggregatiepunten en in het kernnetwerk. Gevirtualiseerde functies kunnen elastisch worden geïmplementeerd en automatisch schalen naar behoefte.
Versleuteling: Het vermogen om versleuteld verkeer te verwerken door gedrag van datastromen te analyseren of machine learning-toepassingen te gebruiken voor classificatie zonder ontsleuteling — is sterk verbeterd, waardoor een evenwicht wordt bereikt tussen beveiliging en prestaties. Nieuwe applicatiesignaturen worden nu bijna dagelijks of zelfs elk uur bijgewerkt om nieuwe, opkomende protocollen te detecteren.
Verbeterde gebruikerservaring en verkeersregeling
Een sterker DPI-oplossing komt gebruikers op vele manieren ten goede:
Verbeterde gebruikerservaring: Het gebruik van DPI in 5G maakt het mogelijk om nauwkeurige beleidsregels toe te passen op basis van individuele servicegevallen, waardoor de kwaliteit van service (QoS) kan worden gegarandeerd en voorkeursbehandeling kan worden verleend. Bijvoorbeeld: verkeer van een industriële robot kan prioriteit krijgen, terwijl minder urgente gegevens worden uitgesteld. De ervaren servicekwaliteit voor een mobiele gamer wordt aanzienlijk verbeterd, omdat DPI gamingverkeer identificeert en actief grootschalige bulkgegevens (zoals video-uploads) deprioritiseert ten gunste van de dataverbinding van het spel. Gebruikers kunnen erop vertrouwen dat de prestatiekenmerken die in hun servicelevelovereenkomsten zijn vastgelegd, daadwerkelijk worden nageleefd.
Verbeterde verkeersregeling: Netwerkexploitanten hebben nu betere zichtbaarheid en controle over het verkeer op het netwerk. Resources kunnen dynamisch worden toegewezen aan real-time toepassingen, waardoor congestie wordt voorkomen wanneer veel gebruikers tijdens een evenement tegelijkertijd video uploaden. De service kan grote bestandsuploads automatisch van lagere prioriteit voorzien ten gunste van een real-time spraakgesprek. Aanvallen en bedreigingen, zoals flashmobs of DDoS-aanvallen, kunnen binnen milliseconden automatisch worden geïdentificeerd, wat een onmiddellijke reactie mogelijk maakt.
Sino-Telecom Geoptimaliseerde DPI voor 5G
Deze DPI-platforms ondersteunen een verwerkingssnelheid van tot 1200 Gbps per systeem, met ingebouwde ondersteuning voor 400GE-poorten. Hun DPI-signatuurbestanden kunnen duizenden toepassingen verwerken en worden voortdurend bijgewerkt om de nieuwste toepassingen en protocollen te ondersteunen, terwijl ze een latentie van microseconden per flow leveren in plaats van milliseconden. De DPI-oplossing van Sino-Telecom is ontworpen voor de 5G-omgeving in meerdere vormen — als gevirtualiseerde functie en voor gedistribueerde implementatie aan de RAN-rand, aggregatiepunten en het kernnetwerk, met ondersteuning voor een op services gebaseerde architectuur. Sino-Telecom biedt DPI met een bibliotheek van duizenden protocollen die dagelijks wordt bijgewerkt, evenals gedragsmatige classificatie voor gecodeerd verkeer om een hogere classificatienauwkeurigheid te bereiken. Daarnaast omvat de oplossing intelligentie voor het verwerken van contextbewuste gegevens van het radio-toegangsnetwerk en het kernnetwerk, wat de classificatienauwkeurigheid verder verhoogt.
Conclusie
De snelle vooruitgang in DPI-technologie is met succes de beperkingen van zijn voorganger te boven gekomen en heeft de steeds groeiende eisen van 5G-netwerken aangepakt. Naast verbeterde prestatiekenmerken en latentiebeheer zorgt de evolutie naar geavanceerd beheer van versleuteld verkeer, gevirtualiseerde en gedistribueerde functies, in combinatie met zeer snelle handtekening-updatemechanismen, ervoor dat DPI zich heeft getransformeerd van een bewakingsinstrument tot een cruciaal onderdeel van de 5G-netwerkoperatie, waardoor een verbeterde gebruikerservaring en verkeersbeheer mogelijk worden.
Neem voor uw offerte, productdatasheet of om de context van DPI binnen buitenlandse 5G-implementaties te begrijpen contact op met Sino-Telecom Technology Co., Inc. Onze specialisten kunnen architectuurverificatie bieden, evenals op maat gemaakte OEM/ODM-voorstellen op basis van uw specifieke schaal- en prestatiebehoeften, beschikbaar via het webportaal van Sino-Telecom of via een van onze aangewezen regionale verkopers. Laten we samen de intelligente DPI-laag van uw 5G-netwerk ontwerpen.