Раков А.Ю.

выпускник группы MBA CIO-48

Школы IT-менеджмента

РАНХиГС при Президенте РФ

Телекоммуникации и связь есть и в обозримом будущем останутся базой для развития большинства отраслей экономики, но для самих телеком операторов будущее не выглядит безоблачно. Текущие тренды к снижению выручки и маржинальности телекоммуникационного бизнеса говорят о том, что в самом ближайшем будущем операторы, не сумевшие перестроить свою операционную модель и радикально снизить удельные затраты на обслуживание абонентов и скорость внутренних изменений, могут быть поглощены или обанкрочены. Планирующееся к 2020 году повсеместное начало внедрения 5G и Internet of Things увеличит на порядки как объемы передаваемых по сети данных, так и количество одновременно подключенных к сети устройств (и следовательно нагрузку на control plane сети), что потребует гигантских капиталовложений по её модернизации.

Виртуализация инфраструктуры - это на данный момент главный вариант решения описанных выше проблем из имеющихся в наличии, и необходимо уже начинать движение в этом направлении. Те, кто окажется последним на этом пути, скорее всего не переживет ближайшие 5 лет. С другой стороны, некоторое отставание от лидеров этого движения позволит избежать части их ошибок, поэтому при отсутствии CAPEX-бюджетов подобных AT&T и Verizon следует выбирать умеренно-консервативную стратегию постепенных изменений. Растягивание процесса трансформации на 5 и более лет при этом, к сожалению, - неизбежное зло.

Целью данной работы является описание стратегии NFV трансформации для оператора: ее основных шагов, преимуществ и рисков предложенного подхода, необходимых архитектурных преобразований, подходов к проектной и операционной деятельности, изменений организационной структуры и перенастройка множества бизнес-процессов в организации.  

Внедрение NFV имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционным вертикальным подходом:

1.     Снижение капитальных затрат за счет применения COTS оборудования Унификация оборудования и уменьшение его вариативности позволяет иметь меньше ЗИП на складе. Возможность переиспользования одного и того же оборудования разными сетевыми функциями, при выводе функции из эксплуатации необходимые ей ресурсы освобождаются и задействуются другими функциями.

2.     Высокая скорость первоначального развертывания и последующего изменения размера платформы. Теперь нет необходимости ждать закупки, поступления и монтажа оборудования на площадке оператора, его можно планировать вперед т.к. оно универсально. Его можно перераспределять между будущими проектами если появились более приоритетные продукты, маркетинговые инициативы или клиенты.

3.     Снижение операционных затрат. В архитектуре NFV отказ отдельных серверов, коммутаторов или систем хранения не является серьезной проблемой, поэтому можно значительно снизить требования SLA на техническую поддержку и, соответственно, ее стоимость. Т.к. оборудование унифицировано, то сокращаются удельные затраты на его администрирование и обслуживание за счет автоматизации рутинных операций, можно обслуживать тысячи единиц оборудования 1 FTE.

4.     Слой виртуализации абстрагирует уровень приложений от аппаратного обеспечения и его сбоев. И, хотя добавляется новый источник возможных неисправностей - слой виртуализации, по заявлениям производителей NFVI общая доступность виртуализированных функций в несколько раз больше, чем у вертикальных. Появляется возможность строить катастрофоустойчивые решения для ЦОД за значительно меньшие деньги, чем раньше.

5.     Отсутствие привязки к конкретному HW позволяет его оперативно менять без влияния на работу услуг. Вендоры, зная это, имеют меньше возможностей диктовать цены, это усиливает позиции операторов на переговорах по стоимости их услуг и лицензий.

6.     Теперь End of Support оборудования никак не влияет на планы по развитию и эксплуатации платформы, нет необходимости постоянно обновлять платформы и тратить на это деньги.

7.     Контроль использования ресурсов и прозрачность бюджетирования позволяет финансовому контролю в любой момент быть в курсе как работают инвестиции и препятствуют накоплению излишних запасов оборудования. В конечном итоге это ведет к гибкому управлению стоимостью ресурсов и включению инфраструктуры в модель генерации прибыли отдельных услуг.

8.     Единая архитектура для реализации сервисов позволяет выработать унифицированный подход к развитию и эксплуатации платформ, что в теории должно привести к большей предсказуемости результатов проектов внедрения новых услуг, уменьшить риски от “изобретения велосипедов” и их зависимость от интеллектуальных и креативных способностей менеджеров проектов.

Вместе с тем появятся новые трудности, которые потребуют внимания

1.     Дополнительные объекты управления: virtualisation layer, MANO  потребуют ресурсов для поддержки и развития, изменения бизнес-процессов развития и эксплуатации.

2.     Поиск источника проблем и аварий и корреляция их между собой усложняется из-за горизонтально проходящих границ зон ответственности, потребуется пересмотр регламентов и внедрения новых KPI.

3.     Архитектура VNF значительно отличается от традиционной, в ней, как обязательный, должен применяться модульный и микросервисный подход. Это больше проблема вендоров платформ, а не оператора, но оператору надо быть готовым к тому, что на момент перехода от традиционной архитектуры к NFV будет больше аварийность из-за ненаработанной экспертизы у вендоров.

4.     Производительность - если сравнивать невиртуализированное решение и виртуализированное без замены архитектуры, то производительность последнего окажется на 10-20% ниже из-за накладных расходов на поддержание виртуализации.

5.     Доступность - аналогично п.4. слой виртуализации не добавляет надежности для каждой отдельной виртуальной машины. Ответ, как и в п.4., в использовании принципиально новой архитектуры сервисов.

6.     Безопасность - физические сетевые функции чаще всего предполагают тесное взаимодействие с оборудованием и чаще всего у них общий с оборудованием производитель, в случае NFV такого не будет. В связи с предполагаемой мультивендорностью этого подхода необходимо решить следующие вопросы:

а) гипервизор становится очень важной частью системы, необходима независимая сертификация его на предмет закладок и постоянное отслеживание и устранение известных уязвимостей

б) использование разделяемых физических ресурсов разными VNF может привести к взаимным блокировкам или перегрузкам, а сложности с анализом корневых причин сбоев (см. п.2) к длительному периоду восстановления после аварии. Лучше пока не наработана достаточная экспертиза в этой области у эксплуатационных подразделений вообще не допускать этого совместного использования ресурсов критичными функциями.

в) новая архитектура, предполагающая гораздо большее сетевое взаимодействие компонентов, делает сеть гораздо более уязвимой. Новые интерфейсы взаимодействия потребуют дополнительной защиты.

Есть еще одно важное изменение, связанное с NFV трансформацией, в этот раз не в области техники, а в области управления персоналом оператора. В связи с переходом от вертикальной архитектуры, под которую были заточена административная структура технологического блока, к горизонтальной, придется переформатировать и оргструктуру. Так как границы зон ответственности начнут проходить в виртуальной области, то понадобится радикальная переработка эксплуатационных регламентов и создание новых SLA и KPI по их исполнению.

Этапы трансформации

Так как революционный переход к виртуализации в стиле AT&T потребовал бы инвестиций, сравнимых с построением сети 5G, и принятие такого решения - это уровень Совета директоров, на который у нас просто нет выхода на данном этапе, то была принята стратегия эволюционного перехода, с оглядкой на рынок в России и лидеров рынка в развитых регионах.

1 этап (2016 - 2017 гг) - построение отдельных (островных)  виртуализованных функций: IMS, EPC, PCEF, VASы.

На этом этапе новые сетевые элементы по-прежнему покупаются и внедряются как вертикально-интегрированные программно-аппаратные комплексы от одного вендора, но в требованиях к ним указывается обязательность промежуточного слоя виртуализации между программной и аппаратной его частью. Здесь начинается наработка экспертизы сотрудников, которые будут отвечать за развитие и эксплуатацию платформ, отладка бизнес-процессов и взаимодействий между подразделениями. Границы зон ответственности тут уже проходят там же, где и в целевой схеме, но при этом сохраняется общая вертикальная подчиненность на уровне не более +1 от старого. Создаются новые SLA и KPI достаточно близкие к целевым.

Данный этап, несомненно, является промежуточным, позволяющим выиграть время до выбора единой инфраструктуры, т.к. конкурсы в крупных компаниях проходят долго и при этом это шаг в правильном направлении, подготовка ко второму этапу.

2 этап (2017-2018 гг.)- проводится выбор поставщика оборудования и NFVI+VIM для выделенного Telco Cloud.

Новые телекомовские VNF запускаются на единой инфраструктуре. Изменяется подход к конкурсам на выбор сетевых функций, теперь уже вендор  должен обеспечить совместимость со слоем виртуализации .

3 этап (2018-2019 гг) - начало миграции старых платформ на Cloud по мере их устаревания или необходимости доработки. Выбор поставщика единого VNF-M, NFVO и SDN Controller.

Необходимость единого VNF-M и NFVO, которая не являлась критичной на предыдущих этапах, здесь становится очевидной по тем же причинам, что и ранее единая NFVI. Она в основном лежит в области унификации компетенций сотрудников и быстром внедрении новых VNF, т.к. теперь для них будет всего один узел интеграции, вместо десятков систем BSS/OSS.

4 этап (2019-2020 гг) - объединение Telco и IT clouds, построение единой инфраструктуры. Почему облака телеком и ИТ не строились на единой платформе изначально? Есть операторы, которые пытались пойти по этому пути, но немногие хоть чуть-чуть преуспели. Согласно модели Минцберга телеком подразделение относится к производственному ядру, а ИТ к вспомогательному, и у них сложилась сильно отличающаяся внутренняя культура. У них разные потребители: у телеком они находятся за пределами организации, далеко, их очень много, а у ИТ они внутренние, близко и их количество сравнительно невелико.

Выводы

В данной работе рассмотрены основные тренды и вызовы телекоммуникационного рынка и предложена стратегия NFV-трансформации, которая является частью ответа на эти вызовы. Сделан краткий обзор нескольких релевантных предлагаемому проектов трансформации других операторов.

Сделан обзор самой архитектуры ETSI NFV, ее основных компонентов и их предназначения, как они взаимодействуют между собой и как на их основе размещаются сетевые виртуальные функции. Также вкратце рассмотрена микросервисная архитектура самих новых функций и чем ее использование грозит операторам.

NFV как технология имеет ряд преимуществ, главными из которых являются сокращение капитальных и операционных затрат и меньший Time to Market услуг по сравнению с традиционной вертикальной архитектурой. Но есть и ряд минусов, главные из которых - усложнение управления платформами и необходимость сильной перестройки бизнес-процессов в организации. Предложены основные методы работы с этими рисками.

В данной работе предложен поэтапный переход к полностью виртуальной сети растянутый на пять лет, чтобы во-первых равномерно распределить бюджет проекта, а во-вторых не снизить доступность сети во время перестройки бизнес-процессов.