EN
Mens 4G-nettverk tidligere brukes hovedsakelig til mobil bredbåndtrafikk med et relativt monoton data-mønster, dekker 5G-nettverk et mye bredere spekter av tjenesteanvendelsesområder. Disse anvendelsesområdene – nemlig forbedret mobil bredbånd, ekstremt pålitelige kommunikasjoner med lav latens og massiv maskintypekommunikasjon – stiller individuelle krav og krever spesifikke kontroll- og overvåkningsmekanismer fra DPI. I denne artikkelen forklares hvilke nye krav trafikken stiller, hvilke begrensninger dette legger på konvensjonell DPI, samt diskuteres de viktigste endringene som gjør at DPI kan være en del av et 5G-nettverk.
Nye nettverkskrav som følge av 5G
Med nye krav kommer også nye funksjonaliteter som ikke var tilgjengelige i 3G- og 4G-nettverk:
Nettverksdeling gjør det mulig for operatører å tilby en dedikert logisk nettverk til sine brukere på en delt infrastruktur. Applikasjonsdelene kan kreve ulike ytelsesnivåer – for eksempel krever mobilbredbånd-delen høyere båndbredde, mens et industrielt automasjonssystem krever svært lav latens. DPI-teknologi identifiserer hvilken del en datastrøm tilhører, noe som gjør det mulig å utforme politikker som gir servicegarantier for den aktuelle delen.
Kantdatamaskiner (Edge Computing) gir en bedre opplevelse ved å flytte beregninger og logikk nærmere sluttbrukerne for å tilby svært rask applikasjonsrespons. Nettverksarkitekturen i kantdatamaskiner er svært distribuert, og ikke alle applikasjonsdatastrømmer trenger å avsluttes i nettverkskjernen. Derfor må DPI-løsningene ha evnen til å håndtere et distribuert nettverk og sikre konsekvens over hele nettverket.
Krypteringsteknologi for brukerplantrafikk over IPSec eller lignende protokoller vil være utbredt. Det er imidlertid avgjørende å trekke ut applikasjonsinformasjon fra den krypterte trafikken i et 5G-nettverk. Denne utvinningen må være pålitelig samtidig som sikkerhetsegenskapene opprettholdes uten å dekryptere store mengder av trafikken.
Tidlige begrensninger for DPI i tradisjonelle nettverk
Dpi i 3G- og 4G-nettverk har noen begrensninger som blir enda mer kritiske i 5G:
Ytelse: Kapasiteten til tradisjonelle DPI-enheter for 3G- og 4G-nettverk ligger mellom 10 Gbps og 40 Gbps, noe som kanskje ikke er tilstrekkelig i 5G-nettverk som tilbyr 100 Gbps eller mer kapasitet.
Forsinkelse: Mens 10 mikrosekunder var den forventede akseptable forsinkelsen for DPI-plattformen i 3G/4G-konteksten, er kravet om under én millisekund ende-til-ende-forsinkelse som stilles av ultra-lavlatenskommunikasjon mye strengere.
Politikkdynamikk: I tradisjonell 4G DPI var det mer akseptabelt at policyen var statisk eller ble oppdatert i grupper med jevne mellomrom, men dette oppfyller ikke de dynamiske behovene til 5G-nettverkssegmentering og kantdataprogrammering, som kan kreve justeringer av policy og DPI-utførelse fra minutt til minutt.
Dekkning: Applikasjonssignaturer hadde svært begrenset rekkevidde i 4G og var også utilstrekkelige til å identifisere kryptert trafikk, ukjente applikasjoner og nye protokoller som ble stadig mer utbredt. Derfor manglet 4G DPI-løsninger innsikt i hvilke trafikktyper som kjørte på nettverket. Sentralisert DPI-implementering i 4G-kjernenettverket kan ikke oppfylle kravet til synlighet fra en distribuert kantdataprogrammeringsarkitektur.
Kjerneutvikling av DPI for 5G-scenarier
Flere forbedringer har gjort at DPI-løsninger nå er en integrert del av 5G-nettverksarkitekturen :
Ytelsesutvikling: Maskinell akselerasjon brukes mye for å aktivere DPI-enheter og -funksjoner slik at de kan behandle trafikkhastigheter på 100 Gbps, 200 Gbps eller enda høyere. Programvarefunksjonene i DPI-enheter er også optimalisert for å opprettholde ytelsen på det nødvendige nivået. Målet er alltid å inspisere trafikken uten å miste noen pakker.
Utvikling av ventetid: DPI-teknologi introduserer en ventetid på under én mikrosekund i enhver brukerplanstrafikkstrøm, noe som er akseptabelt fra et perspektiv av ultra-lav ventetid i kommunikasjonsløsninger.
Utvikling av arkitektur: I dag er DPI-funksjonen ikke lenger en monolittisk, sentralisert maskinvarekomponent i kjernenettverket, men blir i stedet økende virtualisert og distribuert i nettverket der den trengs – for eksempel på kantnoder i radiotilgangsnettet, aggregasjonspunkter og i kjernenettverket. Virtualiserte funksjoner kan distribueres elastisk og skaleres automatisk etter behov.
Kryptering: Evnen til å håndtere kryptert trafikk ved å analysere strømoppførsel eller ved å bruke maskinlæringsmetoder for klassifisering uten dekryptering — har forbedret seg betydelig, noe som gir en bedre balanse mellom sikkerhet og ytelse. Signaturer for nye applikasjoner oppdateres nå nesten daglig eller timevis for å oppdage nye, fremvoksende protokoller.
Forbedret brukeropplevelse og trafikkstyring
En sterkere DPI-løsning vil gi brukerne mange fordeler:
Forbedret brukeropplevelse: Bruken av DPI i 5G gjør det mulig å utføre presise policykontroller basert på enkelte tjenestetilfeller, noe som sikrer kvalitet på tjenesten (QoS) og foretrukken behandling. For eksempel kan trafikk fra en industrirobot få prioritet, mens mindre tidkritisk data utsettes. Kvaliteten på tjenesten som en mobilspiller opplever forbedres betydelig, siden DPI identifiserer spilletrafikk og aktivt nedprioriterer stor mengde data (som videoupplastinger) til fordel for datatrafikken fra spillet. Brukerne kan være trygge på at de ytelsesegenskapene som er fastsatt i deres serviceavtaler, faktisk overholdes.
Forbedret trafikkstyring: Nettverksoperatører har nå bedre innsikt og kontroll over trafikken på nettverket. Ressurser kan dynamisk tildeles sanntidsapplikasjoner, noe som forhindrer overbelastning når mange brukere på en hendelse samtidig laster opp videoer. Tjenesten kan automatisk senke prioriteringen av store filopplastinger til fordel for en sanntidslydgespråk. Angrep og trusler, som flashmobs eller DDoS-angrep, kan automatisk identifiseres innen millisekunder, noe som muliggjør umiddelbar respons.
Sino-Telecoms optimaliserte DPI for 5G
Disse DPI-plattformene støtter opp til 1200 Gbps trafikkbehandling per system, med innebygd støtte for 400GE-porter, og deres DPI-signaturfiler kan behandle tusenvis av apper. Signaturfilene oppdateres kontinuerlig for å støtte de nyeste appene og protokollene, samtidig som de leverer en forsinkelse på mikrosekunder per strøm i stedet for millisekunder. Sino-Telecoms DPI-løsning er designet for 5G-miljøet i flere former – som en virtualisert funksjon og for distribuert implementering ved RAN-kanten, aggregasjonspunkter og kjernenettverk, og støtter en tjenstebasert arkitektur. Sino-Telecom tilbyr DPI med et bibliotek med tusenvis av protokoller, som oppdateres daglig, samt atferdsbasert klassifisering av kryptert trafikk for å oppnå høyere klassifiseringsnøyaktighet. Løsningen inkluderer også intelligens for håndtering av kontekstavhengig data fra radiotilgang og kjernenettverk, noe som ytterligere øker klassifiseringsnøyaktigheten.
Konklusjon
De raske fremskrittene innen DPI-teknologi har vellykket overvunnet begrensningene til sin forgjenger og taklet de stadig økende kravene til 5G-nettverk. I tillegg til forbedrede ytelsesegenskaper og forsinkelseskontroll har utviklingen mot mer sofistikert håndtering av kryptert trafikk, virtualiserte og distribuerte funksjoner, samt svært rask oppdatering av signaturer, sikret at DPI har utviklet seg fra et overvåkningsverktøy til en avgjørende komponent i 5G-nettverksdriften, noe som muliggjør forbedret brukeropplevelse og trafikkstyring.
For ditt tilbud, produktdatablad eller for å forstå konteksten rundt DPI i utenlandske 5G-utbygginger, vennligst kontakt Sino-Telecom Technology Co., Inc. Våre spesialister kan levere arkitekturverifikasjon samt skreddersydde OEM/ODM-forslag basert på dine spesifikke skala- og ytelseskrav, tilgjengelig via Sino-Telecoms nettportal eller noen av våre utpekte regionale salgsrepresentanter. La oss designe den intelligente DPI-laget i ditt 5G-nettverk.