Расширение спектра предоставления услуг оператора связи. Использование технологий SDN/NFV.

Кровнин Дмитрий Андреевич

Выпускник MBACIO 48

Школы IT-менеджмента РАНХиГС

При Президенте РФ

Введение

Одной из основных тенденций в развитии телекоммуникаций является острая конкуренция операторов и сервис-провайдеров на рынке инфокоммуникационных услуг. В борьбе за клиента они вынуждены предоставлять все больше и больше различных услуг, гарантируя их качество и снижая стоимость.

Однако, на текущий момент операторы связи сталкиваются с большими трудностями. Доминирующие на рынке проприетарныесетевые решения представляют для приложений «черные ящики». Сети являются чересчур сложными, что затрудняет их масштабирование и управление ими, снижает их надежность.                Очевидно, что это тормозит дальнейшее развитие сетей и функционирующих в них приложений. В результате, появляются новые концепции «программно-определяемых» сетей (SoftwareDefinedNetworking, SDN) и виртуализации сетевых функций (NetworkFunctionVirtualization, NFV), которые позволяют значительно сократить операционные и капитальные затраты на ИТ инфраструктуру.

Основными предпосылками к появлению технологий SDN и NFV являются, прежде всего, экспоненциальный рост трафика и количества подключенных к сети устройств. При этом сам трафик становится разнородным – если в конце 1990-х гг. его основу составляла пересылка данных и файлов без особых требований к каналу, за исключением скорости передачи данных, то уже к середине 2000-х на первое место вышли вопросы обеспечения качества сервиса (QoS), минимальной задержки в канале (latency) и пр. Это, в первую очередь, связано с изменением структуры пользовательского трафика, в котором стали преобладать коммуникации в реальном времени – VoIP, видео и прочее. У операторов связи возникла реальная потребность в динамической приоритезации трафика.

Помимо сокращения издержек на поддержание сети и ИТ инфраструктуры оператора связи, технологии SDN и NFV открывают множество возможностей для получения новых источников дохода. Особенно, в условиях, когда доходы от базовых операторских услуг, таких как голос, Интернет,SMS и даже MPLS, неуклонно снижаются, и в перспективе будут предоставляться бесплатно, как бонус к другим ИТ-услугам.

Какие сервисы, кроме традиционной коннективности (Интернет, MPLS), операторы могут предоставлять своим клиентам, как корпоративным таки индивидуальным? Такие сервисы на языке операторов обычно называют услугами с добавленной стоимостью VAS (Value Added Services). Это могут быть, например, родительский контроль, блокировка рекламы, VPN, безопасный мобильный доступ, защита от вирусов и многие другие функции. Предоставление этих сервисов осуществляется с помощью технологий виртуализации и программно-определяемых сетей. Операторы уже проявляют живой интерес к vCPE, как технологии, могущей обеспечить новые источники доходов и платформу для VAS.

Две наиболее существенных движущих силы SDN/NFV – это эффективность развертывания услуг, что сокращает время выхода на окупаемость новой услуги или приложения, и автоматизация развёртывания услуг в многовендорных и многодоменных сетях.

На текущий момент наиболее популярными среди операторов связи приложениями технологий SDN/NFV являются:

·                                    VirtualCPE (vCPE) для предприятий, услуги которой уже предоставляют такие операторы, как COLT, OBS, AT&T, Telefonica;

·                                    Software-DefinedWAN (SD-WAN), которая позволяет использовать дешёвы каналы связи и гарантировать SLA для критических приложений. Данная технология является более эффективной заменой (или дополнением) дорогостоящему MPLS. SD-WAN уже используют такие операторы как Telus, AT&T, Verizon, Colt, Telefonica, Etisalat, DTAG.

Конкурентным преимуществом будет обладать тот оператор или сервис-провайдер, у которого отлажено взаимодействие с клиентами (через web, call-центр и другие способы), обработка клиентских заявлений автоматизирована, так же как и подключение/отключение/настройка сервисов (что сокращает время реакции на заявление клиента, и уменьшает издержки оператора на обработку заявления и подключение услуг). Однако, эффективная и сквозная автоматизация процессов оператора возможна лишь при условии наличия комплексной системы, позволяющей автоматизировать не только запуск/отключение допольнительных сервисов, но и монетизировать их. В результате чего, проект по внедрению решений на базе SDN/NFV является достаточно дорогой, длительной и комплексной задачей.

Технологии SDN/NFV непрерывно меняются – появляются новые продукты и решения, рождаются новые услуги. Вполне может быть ситуация, когда первичные требования, определенные на этапе планирования проекта будут пересмотрены. При таких условиях, классическая «водопадная» модель управления ИТ-проектом может быть не столь эффективной, ведь её ключевым моментом последовательный характер, что означает, что каждая фаза не может начаться, если не завершена предыдущая. Данная модель требует четкого планирования в самом начале проекта, и это всегда сопровождается написанием больших технических заданий, а результат работающей программы можно наблюдать только в конце.Если определенные в начале проекта требования не меняются, то руководствоваться техническим заданием весьма целесообразно. Проблема заключается в том, что проектирование крупного SDN/NFV проекта нереально, чтобы заранее предугадать все требования пользователей, его функционал и так далее. Помимо всего прочего, если что-то было упущено в работе проекта на его начальных стадиях, исправить это, находясь на завершающих этапах, очень сложно и требует больших дополнительных затрат.

Целесообразно использовать новые «гибкие» методологии управления проектами. Одним из «гибких» подходов является «scrum» - легкий процесс управления и контроля программным обеспечением и процесса разработки продукта в быстро меняющихся условиях». Данная методология устанавливает определенные правила управления IT-проектом (разработкой или внедрением информационной технологии), которые основываются на возможности постоянной корректировки требований и на внесении тактических изменений. 

Ситуация в России

В феврале 2012 годав лаборатории ВМК МГУ был создан Центр прикладных исследований компьютерных сетей (ЦПИКС), который занимается проведением научных исследований в области ИТ, в том числе SDN. В июле того же года                    Ростелеком заключил контракт с ЦПИКС на проектирование и создание облачной платформы для ЦОД на базе SDN. В 2014 году Ростелеком начал работу над внедрением SDN и NFV на участке своей транспортной сети в нескольких регионах РФ.

В 2013 году, по инициативе ЦПИКС, в РФ был создан консорциум по развитию SDN и NFVтехнологий.

В 2014-м году Министерство образования и науки РФ провело конкурс на разработку средств управления ИТ-инфраструктурой в корпоративных и ведомственных сетях на основе технологий SDN и NFV. Правительство РФ включило SDN и NFV в перечень приоритетных направлений науки для формирования проблемно-ориентированных вычислительных систем для решения сложных математических проблем.

Тем не менее, развитие технологий SDN и NFV в России носят пока не столь радужный характер, как на мировом рынке. Внедрение SDN/NFV в коммерческих сетях состоится не ранее 2018-2019 гг. По оценке ведущих зарубежных производителей, объем российского сегмента SDN к 2018 г. составит 25–$ 30 млн. Причем, основными пользователями SDN и NFV станут владельцы крупных ЦОД и сервис провайдеры.

Бизнес-кейс. Проект внедрения SDN/NFV.

Одним из примеров использования технологий SDN/NFV в инфраструктуре оператора связи является решение для предоставления сети как услуги (Network-as-a-Service, NaaS), которое является платформой для предоставления новых услуг корпоративным заказчикам. Среди новых услуг можно отметить следующие:

·                      Виртуальный CPE (Virtual CPE)

·                      Виртуальный Firewall (Virtual Firewall)

·                      Software-Defined WAN (SD-WAN)

Проект будет выполняться силами стороннего системного интегратора. В рамки проекта входят закупка оборудования (сервера, системы хранения данных, сетевое оборудования), лицензии на программное обеспечение, работы по внедрению и сопровождению проекта.

Средняя окупаемость крупного проекта для оператора связи составляет 3 года. Поэтому рассмотривается расчёт общей стоимости владения (TCO) на 5 лет, а также оценка показателя окупаемости инвестиций (ROI).

Бизнес-кейс. Использование SDN/NFVв корпоративной среде.

Примером использования технологии SDN/NFVв корпоративной среде является применение технологии Software-DefinedWAN. В традиционном подходе, крупные заказчики имеют множество территориально-распределенных офисов, которые подключаются между собой посредством технологии IP/MPLS. Стоимость данной услуги достаточно высокая, однако, IP/MPLSобеспечивает надежное и быстрое качество передачи данных между сотрудниками в разных филиалах. Однако, требования к полосе пропускания для корпоративных приложений постоянно растут, в результате чего Заказчики вынуждены платить всё большее количество денег.

Рассмотрим классический сценарий для крупного корпоративного Заказчика, которому необходимо подключить 100 филиалов между собой.

Основные требования:

•         MPLSмаршрутизатор, межсетевой экран (МСЭ), криптошлюзвкаждомофисе;

•         IP-телефония используется сотрудниками каждого офиса;

•         Минимальная полоса пропускания 5 Мб/с;

•         Дополнительнотребуется 10Мб/сдля использования облачных приложений.

С помощью технологии, SD-WANвозможно обеспечить качество сервиса подобно IP/MPLSдаже через ненадёжные каналы связи, такие как проводной Интернет, 4G/LTE. Рассмотрим экономическое сравнение использование Интернет- и MPLS-каналов связи.

Табл.1. Затраты на каналы связи

В данном примере используется 3 варианта подключения:

·Канал MPLS в кадом филиале

·Два канала связи MPLS и Интернет

· Два канала Интернет

Рис. 1. Затраты на каналы связи для 100 филиалов

Насколько видно из экономического анализа, использование каналов Интернет позволяет сократить расходы на WAN более чем на 90%.

Также, применение технологии SD-WAN позволяет сократить капитальные затраты на аппаратные платформы – вся сетевая логика будет обеспечиваться с помощью программного обеспечения, стоимость лицензий на которое значительно ниже.

Табл.2. Затраты на инфраструктуру

Насколько видно из анализа, использование технологиц SDWANпозволяет сократить капитальные затраты на $3500 для каждого филиала. Причем, в расчете на 100 филиалов сокращение затрат является очень значительным.

Рис. 2. Общие затраты на 100 филиалов