uCPE y MANO: La nueva revolución en el mundo SDWAN

uCPE y MANO: La nueva revolución en el mundo SDWAN
INTRODUCCIÓN

Desde Axians apostamos por la Innovación en soluciones tecnológicas para los clientes. En este sentido para dotar a las sedes de conectividad estamos trabajando en el uso de uCPE (universal Customer Premises Equipment) como elemento de nueva generación. Estos equipos serán los encargados de dotar a cada una de las sedes de los servicios IT, de una manera consolidada, haciendo abstracción entre las capas hardware y software, y logrando independencia con el medio de transporte. A día de hoy los servicios de virtualización de los elementos de computo están ampliamente desarrollados e implementados con una tasa altísima de penetración. Nadie pone en cuestión las claras ventajas que supone virtualizar servidores en sistemas de cómputo, y que éstos proporcionen memoria RAM, disco duro y CPU, así como redundancia, escalabilidad,….

Es el turno ahora de las comunicaciones y los sistemas de red, donde usaremos máquina virtuales haciendo las veces de routers, controladoras WIFI, firewalls, aceleradores y optimizadores,…… A estas máquinas virtuales las denominamos VNF (Virtual Network Function) y se ejecutarán sobre un dispositivo que además de contar con puertos WAN/LAN, cuente con capacidad de computo, almacenamiento y memoria para que cada una de las VNFs pueda ejecutarse y acometer su labor. Pasamos de esa manera de disponer de distintos elementos a consolidarlos en uno único.

Cambio de modelo de despliegue tradicional a uCPE
MODELOS DE CONECTIVIDAD y BLOQUEANTES

A día de hoy las sedes remotas cuentan básicamente con tres modelos de estilos de conectividad:

  • equipamiento proporcionado y gestionado por los operadores de telecomunicación:
  • proporcionado y gestionado por los clientes y conectados a los equipos de las operadoras
  • una mezcla de las dos anteriores.

En cualquiera de los tres estilos de conectividad lo habitual es tener un único fabricante (vedor lock-in) y un único operador (telco lock-in).

El uso de uCPE nos permite abstraernos del fabricante de la solución WAN, nos permite tener distintos fabricantes de uCPE en los que desplegaremos la VNF de la solución deseada de contectividad WAN. Si esto lo mezclamos con soluciones SD-WAN podremos además abstraernos del operador de telecomunicaciones además de contar con el resto de características habituales (empleo de líneas de acceso a internet, balanceo nativo y enrutamiento por aplicaciones, medición de la experiencia de usuario, conectividad a servicios cloud (IaaS, SaaS, CSGW,….), securización, analíticas,…)

Universal CPE (uCPE) y VNF

Los uCPE son dispositivos, como ya hemos comentado, que cuentan con los elementos habituales para un equipo que se va a encargar de dotar de conectividad a una sede remota como pueden ser: Puertos WAN(habitualmente en formato Ethernet (pero también con líneas xDSL, E1/T1) e inalámbrico (LTE)), Puertos LAN, Fuentes de alimentación y ventiladores (en función del modelo con redundancia e intercambiables en caliente; o sin ventiladores y de bajo consumo y ruido).  Y además contará con elementos específicos como son discos duros, memoria, CPU, puerto gestión fuera de banda, puertos USB,….

Los equipos los clasificamos en tres tipologías: WhiteBox(también llamado COTS (commercial off-the-shelf), es equipamiento de propósito general), BriteBox (es equipamiento de fabricantes tradicionales como Cisco, Juniper, Dell,…) y BrownBox (equipamiento tradicional sobre el que no podremos usar VNFs)

Sobre los recursos de cómputo disponibles en los uCPE deplegaremos VNFs en función de las necesidades de cada sede. Para que las VNFs puedan acceder a los recursos del equipo necesitaremos un software que abstraiga la capa hadware y la presente virtualizada a las VNFs para que hagan uso de ellos. Este software (hipervisor) lo denominamos NFVI (NFV Infrastructure). El conjunto de las VNFs y la gestión de su ciclo de vida se denomina NFV (Network Function Virtualisation). Por último cabe mencionar que cada VNF seguirá contando con su gestor específico que denominamos EMS (Element Management Software) y la compañía podrá contar con un gestor de red (NMS) de Operaciones o Facturación (OSS/BSS).

En la siguiente figura se muestra de manera gráfica los elementos anteriormente descritos:

Arquitectura uCPE con servicios NFV
MANO, LSO y ONF

Para lograr una estandarización y normalización de las soluciones de VNFs desde el European Telecomunication Standarization Institute (ETSI) se ha lanzado la iniciativa MANO (Management ANd Orchestration). Dentro de la especificación de MANO se definen tres componentes que encajan con los elementos que hemos venido describiendo. Estos elementos son:

  • VIM (Virtualised Infrastucture Manager). Se encarga de gestionar los recursos (red, cómputo y almacenamiento) de la infraestructura HW. Interactúa con el NFVI (NFV Infrastructure)
  • VNFM (VNF Manager). Se encarga del ciclo de vida de las propias VNFs (arrancar y parar, actualizar, asignación de recursos,…)
  • NFVO (NFV Orchestrator) insta al VNFManager sobre los servicios a desplegar y tendrá el catálogo de Network Services (NS), el catálogo de VNFs, instancias NFV, recursos NFVI,…

La siguiente figura muestra el esquema de bloques de MANO junto con una solución de uCPE como la que estamos describiendo (recordemos que MANO no define el HW, ese hardware en una sede central puede ser un servidor de propósito general, o equipamiento de EdgeComputing en la red de un operador de telecomunicaciones)

Arquitectura uCPE con servicios NFV y relación con MANO

Existen otras organizaciones como MEF (Metro Ethernet Forum) que han definido LSO (LifeCycle Service Orchestration) u ONF(Open Networking Foundation) que tiene defininiciones de SDN (Software Defined Networking) para otros entornos (relación de servicio entre operadores de telecomunicaciones, virtualización de los elementos de telecomunicaciones,…). Entre ellas existen implicaciones y relaciones. En ocasiones incluso solapan partes de sus servicios. Por lo que una solución de uCPE puede hacer uso de ellas si además de usar VNFs decidimos optar por soluciones SDN y servicio extremo a extremo.

En la siguiente figura se muestra conceptualmente la relación entre estas tres:

Relación entre arquitecturas MANO, LSO y SDN
CONCLUSIONES FINALES

Como primera aproximación tras la anterior exposición se pueden ver claras ventajas ante la adopción de una solución de este tipo como pueden ser:

  • Abstracción de la capa HW, pudiendo mezclar fabricantes
  • Posibilidad de crecimiento según necesidades
  • Equipamiento de propósito general favorece periodos de amortización más bajos
  • Reducción de CAPEX al comprar equipamiento de propósito general.
  • Reducción de OPEX al simplificar las operaciones y el mantenimiento.
  • Gestión centralizada y reducción del número de dispositivos.