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Netzwerk Erde5G kommt: Netzbetreiber müssen mit dem technologischen Wandel Schritt halten. Sie stehen unter Druck, innovativ zu bleiben und neue Erlösquellen zu finden. Damit die Umstellung nicht auf Kosten der Nutzerqualität geht, ist ein umfassendes Monitoring Pflicht.

Ein Mehr an Leistung bei sinkenden Kosten – für Nutzer mobiler Netze waren digitale Services noch nie so erschwinglich. Darüber freut sich freilich nicht jeder: Netzbetreiber sehen sich mit der Herausforderung konfrontiert, Betriebskosten zu senken und gleichzeitig die Servicequalität zu verbessern. Sie müssen ihre Netzwerkkapazitäten aufrüsten, um die nächste Generation mobiler Services zu unterstützen, und zwar bei fallenden Preisen für Nutzer. Die Virtualisierung von Netzwerkfunktionen (Network Functions Virtualization, NFV) verspricht Netzbetreibern Hilfe bei dieser Quadratur des Kreises.

Netzwerkvirtualisierung: Chancen und Risiken

NFV bedeutet, dass die IT-Infrastruktur von Netzbetreibern zunehmend durch Software gesteuert wird. Server und Storage haben diesen Virtualisierungsprozess schon vor einer Weile durchlaufen. Jetzt kommt er auch in den Netzwerken an. Anpassungen, für die Carrier früher mehrere Tage benötigten, können sie dank NVF nun innerhalb von Minuten erledigen. Die Analysten von IHS erwarten, dass der NFV-Markt von 2,7 Mrd. US-Dollar bis 2020 auf 15,5 Mrd. US-Dollar anwachsen wird. Dabei entfallen 80 Prozent auf NFV-Software. Doch je größer die Netz-Agilität auf der einen Seite, desto höher die Komplexität auf der anderen Seite beim Betrieb und der Instandhaltung.

Wie komplex die Virtualisierung von Netzwerkkomponenten ist, hängt sehr stark davon ab, um welche Netzwerkfunktionen es sich handelt. Serverfunktionen wie DNS sind sehr einfach zu virtualisieren, da für jeden physikalischen Server eine virtuelle Instanz entsteht. Andere Funktionalitäten wie Session Border Controller oder der Evolved Packed Core hingegen müssen sowohl Control-Plane- als auch User-Plane-Verkehr (Nutzdaten) verarbeiten. Entsprechend ist die Virtualisierung dieser Elemente komplexer.

Um in diesem Umfeld die optimale Leistung zu erhalten, werden die Control-Plane- und User-Plane-Funktionalitäten in getrennten virtuellen Maschinen ausgeführt. So wird die Datenverarbeitung für beide Funktionen optimiert und die Skalierung unabhängig voneinander durchgeführt. Das bietet gegenüber den heutigen physikalischen Netzwerken deutlich mehr Performanz, Effizienz und Skalierbarkeit. Ein Beispiel für unterschiedliche Anforderungen zeigt der Vergleich zwischen IoT (Internet of Things)-Verkehr und Smartphones. Im ersteren Fall entstehen wesentlich mehr Control Plane Sessions, wobei die Belastung der User Plane wesentlich geringer ist als im zweiten Fall.

NFV ermöglicht neue Services, steigert aber auch die Komplexität

Wenn sich die Auslastung von Netzen verändert, können Betreiber dank Virtualisierung schnell reagieren und neue Services in Betrieb nehmen, abschalten oder auch zwischen verschiedenen Host-Systemen wechseln. Durch Adaption an die gegebenen Verkehrsbedingungen können virtuelle Instanzen dynamisch an- und abgeschaltet werden. Diese Flexibilität senkt die Gesamtbetriebskosten für Netzwerkinfrastrukturen deutlich. Allerdings werden Aufgaben wie Service- und Netzwerk-Topologie-Management sowie Service Assurance durch die steigende Komplexität zu einer Herausforderung. Die dynamische Inbetriebnahme von Services erfordert daher auch die Überwachung der Infrastruktur in Echtzeit, damit die Dienstqualität nicht leidet.

Entsprechend ist NVF mit Bedacht einzusetzen. Dem Vorteil, Nutzern mit neuen Anwendungen und Funktionen besseren Service bieten zu können, steht die Gefahr gegenüber, das Image zu beschädigen und Nutzer zu frustrieren, wenn die Servicequalität nicht stimmt. Eine verlässliche Nutzererfahrung zu gewährleisten, ist also erfolgsentscheidend. Gerade wenn es um Mobilitätsdienste geht, stehen Anbieter zunehmend im Wettbewerb. Denn grundlegende Funktionalitäten wie auch Preise unterscheiden sich in der Regel nicht nennenswert. Diese Aspekte stellen hohe Anforderungen an virtualisierte Umgebungen. Nur wenn Netzwerkressourcen laufend überwacht werden, ist es möglich, aufkommende Probleme zu erkennen und schnell zu beheben, bevor sie sich negativ auf den Endnutzer auswirken.

Vorausschauend die Dienstqualität sichern

Netzbetreiber haben sich im vergangenen Jahrzehnt an immer leistungsfähigere Hardware in physischen Netzwerkumgebungen gewöhnt. Zur Problembehebung konnten sie auf Ad-hoc-Analysen von Netzwerkdaten zugreifen und im Problemfall den Betrieb schnell wiederherstellen. Dies ist der Maßstab für neue Technologien. Allerdings haben Betreiber noch keinen vollständigen Überblick über ihre neuen virtualisierten Umgebungen. Um den vollen Vorteil der NFV-Technologie zu nutzen, müssen auch die Betriebsunterstützungssysteme (OSS- und BSS-Systeme) sich hinsichtlich der NFV-Funktionen entwickeln. Dieses ist heute noch nicht der Fall. Und viele Werkzeuge liefern noch nicht die volle Transparenz und Kontrolle, die benötigt wird.

Dabei sind manche virtuellen Funktionen wie Authentifizierungsservices, Routing und Switching oder Domain-Name-Services absolut kritisch für die Servicequalität. Diese Elemente müssen Betreiber jederzeit im Blick behalten, um Beeinträchtigungen für Endanwender zu vermeiden. Mit der richtigen Service-Assurance-Strategie kommen Carrier diesem Ziel näher. Sie hilft nicht nur dabei, den vollständigen Überblick über Netzwerkressourcen zu erhalten, sondern auch dabei das volle Umsatzpotenzial, das NFV bietet, auszuschöpfen und profitabel zu bleiben. Außerdem können Betreiber dank umfassender Funktionen für das Management von Netzwerkressourcen, die Leistung ihrer Netzwerke fortlaufend beobachten und anpassen. So lassen sich Service-Problemen oder Schäden am Netzwerk vorbeugen.

Für Predictive Analytics können Netzbetreiber auf den Datenschatz, der in ihren Netzwerken schlummert, zurückgreifen. Daraus lassen sich Trends, Muster und Nutzerverhalten erkennen und die gewonnenen Informationen fließen in die Verbesserung von Netzwerk-Leistung und Nutzererfahrung. Netzwerkdaten geben zudem Hinweise auf Veränderungen im Traffic und erlaubt es Betreibern, Ressourcen dynamisch zu skalieren. Damit sie ihre Netze maximal effizient einsetzen, benötigen sie ein System für die Netzwerkautomatisierung, das mit Echtzeit-Daten aus dem Netzwerk funktioniert.

Hybride Netzwerke der Zukunft

NFV bietet Netzwerkbetreibern eine Reihe von Vorteilen und ist zweifelsohne im Kommen. Sie wird physikalische Netzwerke jedoch nicht von heute auf morgen ablösen. Denn noch können virtualisierte Netzwerke nicht alle Funktionen erfüllen. Heterogene Netzwerke mit physischen und virtuelle Ressourcen werden deshalb noch lange Zeit der Normalfall sein. Entsprechend wichtig sind Service Assurance und Lösungen für Echtzeit-Monitoring, die auf hybride Netzwerke zugeschnitten sind. Sie helfen Netzbetreibern dabei, eine verlässliche Servicequalität sicherzustellen und die Vorteile von NFV bei minimalen Risiko auszuschöpfen.

Martin Klapdor

 

 

Autor: Martin Klapdor, Senior Solutions Architect, NETSCOUT

 

 
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