EN
Choć sieci 4G służyły głównie do przesyłania ruchu szerokopasmowego mobilnego o stosunkowo jednostajnym wzorze danych, sieci 5G obsługują znacznie szerszy zakres przypadków użycia usług. Te przypadki użycia – a mianowicie wzmocnione szerokopasmowe połączenia mobilne (eMBB), komunikacja o wysokiej niezawodności i niskiej opóźnieniach (URLLC) oraz masowa komunikacja typu maszyna–maszyna (mMTC) – stawiają indywidualne wymagania i wymagają od systemów DPI specyficznych mechanizmów kontroli i widoczności. W niniejszym artykule wyjaśniono nowe wymagania stawiane ruchowi oraz ograniczenia, jakie nakładają one na tradycyjne systemy DPI, a także omówiono główne zmiany umożliwiające zastosowanie DPI w sieci 5G.
Nowe wymagania sieciowe wynikające z wprowadzenia technologii 5G
Wraz z nowymi wymaganiami pojawiają się również nowe funkcjonalności, których nie było dostępnych w sieciach 3G i 4G:
Slicing sieciowy umożliwia operatorom udostępnianie użytkownikom dedykowanej, logicznej sieci na wspólnej infrastrukturze. Poszczególne wycinki aplikacji mogą wymagać różnych poziomów wydajności — na przykład wycinek szerokopasmowego dostępu mobilnego wymaga wyższej przepustowości, podczas gdy system sterowania automatyką przemysłową wymaga bardzo niskiej opóźnienia. Technologia DPI identyfikuje, do którego wycinka należy dany ruch, umożliwiając tworzenie zasad zapewniających gwarancje poziomu usług dla danego wycinka.
Obliczenia brzegowe (Edge Computing) zapewniają lepsze wrażenia użytkownika poprzez przenoszenie obliczeń i logiki bliżej użytkowników końcowych, co umożliwia bardzo szybkie czasy odpowiedzi aplikacji. Architektura sieci w rozwiązaniach Edge Computing jest bardzo rozproszona, a nie wszystkie przepływy aplikacji muszą kończyć się w rdzeniu sieci. Dlatego rozwiązania DPI muszą posiadać możliwości obsługi rozproszonej sieci oraz zapewnienia spójności w jej obrębie.
Technologia szyfrowania ruchu płaszczyzny użytkownika za pośrednictwem protokołów IPSec lub podobnych będzie powszechna. Jednak wyodrębnienie informacji aplikacyjnych z zaszyfrowanego ruchu jest kluczowe w sieci 5G. To wyodrębnianie musi być niezawodne i jednoczesne zachowanie właściwości bezpieczeństwa bez konieczności odszyfrowywania dużych ilości ruchu.
Wczesne ograniczenia analizy głębokiej pakietów (DPI) w tradycyjnych sieciach
Dpi w sieciach 3G i 4G ma pewne ograniczenia, które stają się jeszcze bardziej krytyczne w sieciach 5G:
Wydajność: Przepustowość tradycyjnych urządzeń DPI dla sieci 3G i 4G mieści się w zakresie od 10 Gbps do 40 Gbps, co może okazać się niewystarczające w sieciach 5G oferujących przepustowość 100 Gbps lub wyższą.
Czas opóźnienia: Choć w kontekście sieci 3G/4G akceptowalna opóźnienia platformy DPI wynosiła 10 mikrosekund, wymóg submilisekundowego opóźnienia end-to-end narzucony przez komunikacje o nadzwyczaj niskim opóźnieniu jest znacznie surowszy.
Dynamiczność polityk: W tradycyjnym systemie DPI opartym na technologii 4G było bardziej akceptowalne, aby zasady były statyczne lub aktualizowane okresowo w partiach, ale nie spełnia to dynamicznych wymagań sieci 5G związanych z segmentacją sieci i obliczeniami brzegowymi, które mogą wymagać dostosowań zasad i egzekwowania DPI co minutę.
Zasięg: Sygnatury aplikacji miały bardzo ograniczony zakres zastosowania w sieci 4G i nie pozwalały również na skuteczne identyfikowanie ruchu szyfrowanego, nieznanych aplikacji oraz nowych protokołów, które stawały się coraz powszechniejsze. W związku z tym rozwiązania DPI dla sieci 4G nie posiadały świadomości typów ruchu przepływającego przez sieć. Centralne wdrożenie DPI w rdzeniowej sieci 4G nie może spełnić wymagań dotyczących widoczności wynikających z rozproszonej architektury obliczeń brzegowych.
Kluczowa ewolucja DPI w scenariuszach 5G
Kilka ulepszeń umożliwiło, aby rozwiązania DPI stały się integralną częścią architektury sieci 5G :
Ewolucja wydajności: Przyspieszenie sprzętowe jest powszechnie stosowane, aby umożliwić urządzeniom i funkcjom DPI przetwarzanie ruchu z prędkością 100 Gb/s, 200 Gb/s lub nawet wyższą. Funkcje programowe urządzeń DPI są również zoptymalizowane, aby utrzymać wydajność na wymaganym poziomie. Celem jest zawsze analiza ruchu bez utraty żadnych pakietów.
Ewolucja opóźnienia: Technologia DPI wprowadza opóźnienie na poziomie submikrosekund w dowolnym strumieniu płaszczyzny użytkownika, co jest akceptowalne z perspektywy komunikacji o nadzwyczaj niskim opóźnieniu.
Ewolucja architektury: Obecnie funkcja DPI nie jest już monolitycznym, scentralizowanym komponentem sprzętowym w rdzeniowej sieci, lecz coraz częściej jest wirtualizowana i rozproszona w sieci tam, gdzie jest potrzebna – np. w węzłach brzegowych sieci dostępu radiowego, punktach agregacji oraz w sieci rdzeniowej. Wirtualizowane funkcje mogą być wdrażane elastycznie i automatycznie skalować się w zależności od zapotrzebowania.
Szyfrowanie: Możliwość obsługi ruchu zaszyfrowanego poprzez analizę zachowań przepływu lub zastosowanie metod uczenia maszynowego do klasyfikacji bez odszyfrowywania — znacznie się poprawiła, zapewniając równowagę między bezpieczeństwem a wydajnością. Nowe sygnatury aplikacji są obecnie aktualizowane niemal codziennie lub co godzinę, aby wykrywać nowo pojawiające się protokoły.
Lepsze wrażenia użytkownika i kontrola ruchu
Silniejsze Rozwiązanie DPI przyniesie użytkownikom wiele korzyści:
Wzbogacone doświadczenie użytkownika: Zastosowanie technologii DPI w sieciach 5G umożliwia precyzyjne sterowanie zasadami na podstawie indywidualnych przypadków użycia usług, co pozwala zagwarantować jakość obsługi (QoS) oraz preferencyjne traktowanie ruchu. Na przykład ruch generowany przez robota przemysłowego może mieć wyższy priorytet, podczas gdy mniej pilne dane są opóźniane. Jakość obsługi odczuwana przez gracza mobilnego znacznie się poprawia, ponieważ DPI identyfikuje ruch związany z grami i aktywnie obniża priorytet dużych zbiorów danych (np. przesyłania wideo), aby zapewnić pierwszeństwo strumieniowi danych gry. Użytkownicy mogą być pewni, że charakterystyka wydajności określona w ich umowach poziomu usług (SLA) jest rzeczywiście spełniana.
Ulepszona kontrola ruchu: Operatorzy sieci posiadają teraz lepszą widoczność i kontrolę nad ruchem w sieci. Zasoby mogą być dynamicznie przydzielane aplikacjom w czasie rzeczywistym, zapobiegając zatorom, gdy wielu użytkowników na wydarzeniu jednoczesnie przesyła filmy. Usługa może automatycznie obniżać priorytet dużych przesłań plików na rzecz rozmowy głosowej w czasie rzeczywistym. Ataki i zagrożenia, takie jak ataki typu flash mob lub DDoS, mogą być automatycznie identyfikowane w ciągu milisekund, umożliwiając natychmiastową reakcję.
Optymalizowany przez Sino-Telecom system DPI dla sieci 5G
Te platformy DPI obsługują przetwarzanie ruchu o przepustowości do 1200 Gbps na system, charakteryzują się natywną obsługą portów 400GE, a ich pliki sygnatur DPI pozwalają na analizę tysięcy aplikacji i są stale aktualizowane w celu obsługi najnowszych aplikacji oraz protokołów, zapewniając opóźnienia mierzone w mikrosekundach na przepływ, a nie w milisekundach. Rozwiązanie DPI firmy Sino-Telecom zostało zaprojektowane z myślą o środowisku 5G w wielu formach — jako funkcja wirtualna oraz do rozproszonego wdrażania na krawędzi sieci RAN, w punktach agregacji oraz w sieci rdzeniowej, wspierając architekturę opartą na usługach. Sino-Telecom oferuje rozwiązanie DPI zawierające bibliotekę tysięcy protokołów, która jest aktualizowana codziennie, oraz klasyfikację behawioralną ruchu zaszyfrowanego, co pozwala osiągnąć wyższą dokładność klasyfikacji. Rozwiązanie obejmuje również inteligencję umożliwiającą przetwarzanie danych kontekstowych pochodzących z dostępu radiowego i sieci rdzeniowej, co daje dodatkowy wzrost dokładności klasyfikacji.
Podsumowanie
Szybki postęp w DPI pomyślnie pokonał ograniczenia swojego poprzednika i spełnia rosnące wymagania sieci 5G. Oprócz ulepszonej wydajności oraz kontroli opóźnień, ewolucja w kierunku zaawansowanego przetwarzania ruchu zaszyfrowanego, funkcji wirtualizowanych i rozproszonych, w połączeniu z bardzo szybkimi mechanizmami aktualizacji sygnatur, zapewnia, że technologia DPI przekształciła się z narzędzia monitorującego w kluczowy element działania sieci 5G, umożliwiając poprawę doświadczenia użytkownika oraz kontrolę ruchu.
Aby uzyskać ofertę cenową, kartę katalogową produktu lub lepsze zrozumienie roli DPI w zagranicznych wdrożeniach sieci 5G, prosimy o kontakt Sino-Telecom Technology Co., Inc. Nasi specjaliści mogą zapewnić weryfikację architektury oraz dostosowane propozycje OEM/ODM zgodne z konkretnymi wymaganiami dotyczącymi skali i wydajności, dostępne poprzez portal internetowy firmy Sino-Telecom lub dowolnego z naszych upoważnionych przedstawicieli handlowych regionalnych. Razem zaprojektujmy inteligentną warstwę DPI dla Twojej sieci 5G.