Soluzioni SDN e NFV

Negli ultimi anni il settore delle telecomunicazioni è stato investito da una serie di dinamiche che hanno sensibilmente modificato lo scenario di riferimento.

In particolare, evoluzioni come la crescita esponenziale del numero di dispositivi mobili costantemente connessi in rete, l’utilizzo sistematico da parte di aziende e privati del cloud computing e il cambiamento del modo in cui gli host comunicano tra di loro, passando dal modello client-server al modello peer-to-peer, rendono necessario un nuovo modo di gestire le reti.

La nuova visione che sta maturando in questi ultimi tempi è quella di adottare un modello di rete dinamico, flessibile e soprattutto affidabile, in grado di adattarsi ai cambiamenti del futuro senza richiedere grossi sforzi di manutenzione o l’installazione di ulteriore hardware da parte degli operatori.

Una rete con queste caratteristiche può essere sviluppata grazie a tecnologie innovative come il Software Defined Networking (SDN) e ad un nuovo modo di sfruttare le funzionalità degli apparati come la Network Function Virtualization (NFV). Questi due concetti sono strettamente legati tra di loro e possono comportare particolari vantaggi se applicati contemporaneamente, ma sono di per se indipendenti.

SDN – Definizione

Il Software Defined Networking (SDN) è un’architettura per la realizzazione di reti di telecomunicazioni nella quale il piano di controllo della rete e quello di trasporto dei dati sono separati logicamente. Questa separazione logica permette da un lato la possibilità di gestire via software tutta la rete da un unico controller, garantendo così una maggiore scalabilità e standard di affidabilità e sicurezza della rete più elevati, dall’altro quella di utilizzare indifferentemente apparati prodotti dalle diverse aziende che non conteranno più al loro interno le funzioni di gestione favorendo, così, la nascita di una rete dinamica e non più legata al larghissimo numero di protocolli differenti attualmente utilizzati.

NFV – Definizione

La Network Function Virtualization (NFV) è il processo di virtualizzazione delle funzionalità di rete svolte da apparati di telecomunicazione fisici. I maggiori vantaggi che l’operatore può trarre dall’utilizzo della NFV derivano sostanzialmente dal fatto di non essere più vincolati all’hardware (switch, server, apparati di storage, ecc.) necessario per introdurre nuovi servizi i rete. Questo, naturalmente, comporta tutta una serie di benefici in termini economici (connessi all’acquisto dei nuovi apparati, al consumo di energia elettrica e alla loro manutenzione specializzata),di riduzione del time to market grazie al processo di virtualizzazione e di spazio fisico necessario per l’alloggiamento dei dispositivi.

Grazie alla NFV è possibile assicurare una rete più flessibile ed affidabile, potendo spostare le funzioni virtuali (VF – Virtual Functions) da un server fisico ad un altro, oltre a fornire servizi personalizzati agli utenti semplicemente rimodulando il software di gestione degli apparati.

La sinergia delle soluzioni SDN ed NFV, permette alla rete di raggiungere le migliori performance. Infatti, l’SDN fornisce alla NFV i vantaggi di una connessione programmabile tra le funzioni di rete virtualizzate; la NFV, invece, mette a disposizione dell’SDN la possibilità di implementare le funzioni di rete tramite software su server COTS (Commercial off-the-shelf). Si ha, così, la possibilità di virtualizzare il controller SDN implementandolo su di un cloud che può essere facilmente migrato in qualsiasi posizione in base alle esigenze della rete.

Tutt’oggi la materia è ancora in evoluzione, gli operatori stanno investendo nella ricerca al fine di analizzare al meglio tutti gli aspetti tecnici per trarne i maggiori benefici funzionali ed economici, ridisegnando la rete utilizzando regole e processi già sperimentati in altri ambiti.

SDN / NFV – Concetti chiave

• SDN (Software Defined Network) è un’architettura in cui il principio chiave è la separazione fisica del Control Plane dal Forwarding Plane. Il software del Control Plane prende decisioni su come gestire il traffico, mentre il Data Plane è il contenuto dei dati che passa tra due nodi di rete. Attraverso questa separazione, un’architettura SDN ottiene i vantaggi chiave della gestione centrale, una visione globale della rete, ridondanza e tolleranza agli errori, agilità nell’implementazione e distribuzione delle modifiche di policy e di routing e indipendenza dell’hardware.
• SD-WAN combina i principi di SDN con quelli di una WAN distribuita, semplificando il controllo e facilitando il flusso di informazioni verso il cloud. Questa evoluzione rende la tecnologia SDWAN altamente scalabile, sfrutta il routing di Internet per rendere la rete completamente ridondante senza alcun singolo punto di errore e ovvia alla necessità di attendere le informazioni dai dispositivi terminali prima di agire.
• NFV (Network Functions Virtualization) è un’architettura che specifica come eseguire le funzioni SDN indipendentemente da qualsiasi piattaforma hardware specifica. NFV è implementato come piattaforma di infrastruttura che orchestra VNF.
• VNF (Virtual Network Functions) sono singoli servizi di rete (come router e firewall) in esecuzione come istanze di macchina virtuali (solo software su hardware generico). Ad esempio, un VNF di routing implementa tutte le funzioni di un router, ma viene eseguito solo in forma software, da solo o insieme ad altri VNF, su hardware generico. I VNF sono amministrati ed orchestrati all’interno dell’architettura NFV.

NFV è quindi un’architettura che guida le attività di gestione e orchestrazione, mentre un VNF è la tecnologia che fornisce funzioni di rete virtuali (cioè indipendenti dall’hardware) come routing o firewalling.

La parte di “virtualizzazione” di NFV e VNF indica che le funzioni di rete sono implementate in modo generalizzato indipendente dall’hardware sottostante. I VNF possono essere eseguiti in qualsiasi ambiente (un server o piattaforma host o IaaS) nella filiale, nel cloud o nel data center.

SDN / NFV – Vantaggi

Questa architettura consente di:

• Inserire i servizi di rete in una posizione ottimale per fornire un’adeguata sicurezza
• Ottimizzare le prestazioni dell’applicazione. Il traffico può seguire il percorso più diretto tra l’utente e l’applicazione cloud utilizzando un VNF per la sicurezza o la definizione delle priorità del traffico
• Eseguire contemporaneamente più VNF che possono essere modificati o aggiornati in modo indipendente

Principali Benefici

• Implementazione rapida
• Distribuzione servizi a basso costo
• Riduzione della dipendenza dall’hardware (è possibile distribuire più VNF sullo stesso hardware)
• Ridimensionamento flessibile dei servizi
• Minore manutenzione
• Aggiornamenti VNF indipendenti dall’hardware