LÖSUNGSÜBERSICHT
Cloudnative 5G-Lösung auf Basis einer dienstbasierten Architektur (SBA)
Verwirklichen Sie Ihre 5G-Vision mit BIG-IP Next Service Proxy für Kubernetes und Carrier-Grade Aspen Mesh
Die cloudnative 5G-Infrastruktur der Zukunft ist da
Service-Provider stehen vor einer enormen Herausforderung: Sie müssen jetzt damit beginnen, eine eigenständige 5G Core-Architektur bereitzustellen, und sie sollten dies schneller tun als ihre Mitbewerber – auch wenn eine 5G-Einführung aufwändige, mehrjährige Bemühungen erfordert. F5 ist nun in der Lage, eine Lösung anzubieten, die es Service-Providern ermöglicht, ihre 5G-Vision mit dem F5 BIG-IP Next Service Proxy für Kubernetes (BIG-IP Next SPK) und dem Service-Mesh Carrier-Grade Aspen Mesh zu verwirklichen. Dieses Dokument bietet einen kurzen Überblick über ein dienstbasiertes, architekturgesteuertes Modell für 5G-Infrastrukturen und beschreibt, wie die Lösungen von F5 dieses Modell ermöglichen.
Eine dienstbasierte Architektur mit dynamischer Ressourcenzuweisung
Jedes eigenständige 5G-Netz weist in seinem Kern eine 3GPP-definierte dienstbasierte Architektur (SBA) auf. Bei 5G geht es um Anwendungen. Zu diesem Zweck läuft das 5G-Netz auf einer SBA, die darauf ausgelegt ist, die Netzressourcen zu optimieren, um optimale Dienstleistungen zu erbringen. Die SBA besteht aus einer Vielzahl von Netzwerkfunktionen, die in sich geschlossen, unabhängig und wiederverwendbar sind. Sie bietet dynamische Netzelastizität und Skalierbarkeit und ermöglicht die Bereitstellung von Kapazitäten im gesamten Netzwerk auf sehr granulare Weise.
Bei dem neuen Netzwerkkern geht es weniger um Geschwindigkeit und Latenz als vielmehr um die Bereitstellung neuer Dienste und betriebsbereiter Anwendungen. Das Netzwerk ermöglicht eine dynamische Ressourcenzuweisung, um für jeden Anwendungsfall das richtige Dienstniveau und die richtige Netzverfügbarkeit bereitzustellen. Das Netzwerk unterstützt seine Unternehmenskunden mit Anwendungen der 4. industriellen Revolution, die durch neue Ressourcen wie das Internet der Dinge (IoT), virtuelle Realität, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen ermöglicht werden.
Das Stichwort „cloudnativ“ ist der Schlüssel zu 5G
Service-Provider können eine SBA mit einer auf Microservices basierenden, cloudnativen Lösung erstellen. Eine cloudnative Lösung ist die Weiterentwicklung eines virtualisierten, VM-basierten Netzwerks und ermöglicht eine viel granularere Kapazitätsbereitstellung. Dies ist für 5G von entscheidender Bedeutung, da Anbieter so die Möglichkeit erhalten, für eine optimale Effizienz eher eine durchschnittliche als eine Spitzenkapazität bereitzustellen. Cloudnative Netzwerkfunktionen (CNFs) bieten die erforderliche Geschwindigkeit und Flexibilität für diese Lösung und werden die Gebundenheit der Anbieter an die großen Mobilfunkausrüster abschwächen und eine Anbieterauswahl auf der Grundlage von Best-of-Breed-Funktionen und Preisen ermöglichen.
Im Vergleich zu einem virtuellen Netz bietet ein mit Service Mesh verwaltetes cloudnatives Netzwerk folgende Vorteile:
- Schnellere Bereitstellung: Cloudnative Funktionen und Anwendungen lassen sich voneinander unabhängig skalieren, aktualisieren und bereitstellen.
- Höhere Effizienz: Cloudnative Anwendungen verbrauchen im Vergleich zu Software, die auf virtuellen Maschinen basiert, bis zu 40 % weniger Ressourcen und verringern Ineffizienzen bei der Servernutzung.
- Geringere Betriebskosten: Automatisierte und programmierbare Abläufe in allen Edge-Cloud-Umgebungen helfen, die Geschäftskosten zu senken.
Die Lösung von F5
F5 ist nun in der Lage, eine Lösung anzubieten, die diese SBA-basierte 5G-Vision ermöglicht. Die Lösung von F5 umfasst zwei Komponenten:
BIG-IP Next Service Proxy für Kubernetes
Kubernetes wurde nicht speziell für Service-Provider entwickelt und kann einige Netzwerkprotokolle nicht nativ unterstützen. Die F5-Lösung BIG-IP Next SPK bereichert eine Kubernetes-Umgebung um wichtige Carrier-Grade-Funktionen. Sie ermöglicht es Service-Providern, eine Brücke von ihren bestehenden 4G-Netzwerken zu einem cloudnativen 5G Core-Netzwerk zu schlagen. BIG-IP Next SPK bietet 4G-Signaldatenverkehrsverwaltung, Transparenz und Sicherheit am Container-Eingang (Nord/Süd) zu den 5G Core-Kubernetes-Clustern. Die Lösung läuft auf Red Hat OpenShift und kann auch speziell auf Service-Provider zugeschnittene Protokolle wie 5G HTTP/2-REST, Diameter, SIP, GTP und SCTP proxyieren.
Carrier-Grade Aspen Mesh
Die Carrier-Grade Aspen Mesh-Lösung bietet Beobachtbarkeit, Sicherheit und Datenverkehrsverwaltung für den (Ost/West-)Datenverkehr, der innerhalb und zwischen den Kubernetes-Clustern fließt, und stellt Service-Providern jene Tools zur Verfügung, die sie benötigen, um für Netzwerksicherheit zu sorgen und behördliche Anforderungen zu erfüllen. Da die Lösung CNF-unabhängig ist, können Service-Provider ihr eigenes Service-Mesh besitzen und verwalten und so die Leistung und Zuverlässigkeit ihres wichtigsten Vermögenswertes – des Netzwerks – sicherstellen.
Abbildung 1: F5 BIG-IP Next SPK und Carrier-Grade Aspen Mesh verwalten den Eingangsdatenverkehr (Nord/Süd) des Kubernetes-Knotens und den knoteninternen Datenverkehr (Ost/West).
Eine gemeinsame Architektur vom Kern bis zum äußersten Rand
Eine containerisierte, auf Microservices basierte Architektur ist hoch skalierbar. Sie kann von einer kleinen Anzahl sehr großer Zellstandorte im Kern bis zu einer sehr großen Anzahl kleinerer Zellstandorte am Rand skaliert werden – allerdings nur mit spezialisierten Funktionen, die durch Softwareprogramme bereitgestellt werden. Der Einsatz vom Kern bis zum äußersten Rand sorgt für ein einheitliches Design des Netzwerks und reduziert die Verwaltungs- und Betriebskosten erheblich.
Abbildung 2: Gemeinsame containerisierte Architektur für Kern, Rand und äußersten Rand
Fazit
Die Bereitstellung und der Betrieb des 5G Core der nächsten Generation wird das volle Potenzial der innovativen und fortschrittlichen 5G-Lösungen erschließen und zu einer größeren Skalierbarkeit und Effizienz des Netzes führen. Ein höheres Maß an betrieblicher Autonomie im 5G Core-Design wird für die nächste Generation von Diensten entscheidend sein, die durch neue Netzwerktechnologien für Verbraucher- und Unternehmenskunden ermöglicht werden. In Zusammenarbeit mit weltweit führenden 5G-Anbietern sind die einzigartigen F5-Produkte BIG-IP Next SPK und Carrier-Grade Aspen Mesh entscheidende Komponenten, die dazu beitragen, das Versprechen von 5G Wirklichkeit werden zu lassen.
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