Uca ve Ötesine: Ağ İşlevi Boşaltımı

Telekom iletişim hizmeti sağlayıcıları, ağı çalıştırmak üzere altyapılarında Ağ İşlevlerini (NF) gözden geçirmeye ihtiyaç duyar.  NF’ler sabit erişim aboneliğini sonlandırmak için bir BNG’yi (Broadband Network Gateway) veya 5G kablosuz aboneliği sonlandırmak içinse UPF’yi (Kullanıcı Düzlemi İşlevi) tercih eder. Bu NF’ler, fiziksel kutulardan sanal ağ işlevlerine evriliyor ve gerçekten ölçeklenebilir olmaları ve ağın büyüyebilmesi bakımından NF’lerin ayrıştırılması önemli bir role sahiptir.

Ancak bu zamana kadar NF’lerin evrimi, eski BNG ve UPF satıcılarının yeni teknolojilerin ve mimarilerin avantajlarından faydalanmadan kendi NF’lerini hızlı bir şekilde sanallaştırmak istemelerinden ötürü performans ve ölçeklendirme sorunlarıyla karşılaştı. Programlanabilir sistemler kullanıcı düzlem bölümünün (en yoğun G/Ç bölümü) ağda “boşaltılmasına” olanak sağlayarak NF’lerin ölçeklendirilmesine potansiyel olarak yardımcı olacak bir teknolojidir.

CUPS (Kontrol Kullanıcı Düzlem Ayrımı) bir ağ işlevinin kontrol düzlemi kısmı (NF-c) ile ağ işlevinin kullanıcı düzlemi bölümünün ayrılmasını izah etmek üzere kullanılan bir terimdir. Kontrol ve kullanıcı düzlemlerinin bu şekilde ayrılması sayesinde bu düzlemler bağımsız bir şekilde ölçeklendirilebilir ve kullanıcı düzleminin SmartNIC’in veya Switch’in programlanabilir iletim motoruna gönderilmesi (aşağıdaki şekle bakın) sağlanır. Bu sayede sunucu CPU çekirdeklerinin olağan paket işleme yapmasına ve normalde bir DPDK ortamına getirilen (Hugepages, NUMA dengeleme, CPU sabitleme gibi) tüm performans ve ayarlama sorunları ile ilgilenmesine gerek kalmaz.

Bağımsız mod: Bu modda NF-c, Veri Düzlem düğümleri ile doğrudan iletişime geçmek üzere standart DP arayüzlerini (P4 Runtime, gNMI ve gNOI gibi) kullanır. PFE veri hatlarının tek bir veri düzlemi düğümünde bir araya gelmesinin erken olduğu ve pratik olmadığı (örneğin ilk uygulama aşamalarında ayrı SmartNICs ve anahtarlarda ayrı BNG, UPF ve Sistem Yönetim veri hattı uygulamak daha olasıdır) programlanabilir sistem uygulamasının ilk aşamalarında kullanışlıdır.

Sistem Kontrolörü modu:Bu modda NF-c, veri düzlemi düğümünde PFE veri hattındaki NF kullanıcı düzlemi (NF-u) işlevini yapılandırmak ve yönetmek üzere standart Sistem Kontrolörü arayüzlerini kullanır. Bu, büyük ihtimalle en iyi gelecek durum olsa da net olarak tanımlanmış Sistem Kontrolörü arayüzleri ve tüm NF uygulamalarında uygun politika ve işbirliği gerektirecektir.

NF-u İşlem hattı

Ağ işlevinin kullanıcı düzlem bölümü (NF-u gibi) “işlem hattı” adını verdiğimiz programlanabilir iletim motoruna (SmartNIC veya Switch gibi) iletilir. İşlem hattı temelde SmartNIC veya Switch’e gelen her bir pakete uygulanan işlev setidir. Bu veri hattını tanımlamak için P4 adı verilen ağ etki alanına sahip belli bir programlama dili kullanıyoruz.

NF’lerin, tek bir P4 iletişim hattına eklenmesi gerektiğinde, bu sonrasında iletişim hattını karmaşıklaştırır ve aşağıda gösterilen şekilde genel sistem iletişim hattına BNG işlevinin eklenmesi olarak görülebileceğinden bireysel P4 tablolarına erişim koordinasyonu gerektirebilir.

ONF Stratum projesi, Veri Düzlemi Ajanı (DP-Agent) sağlamada kullanılır ve NF kontrol düzlemi (BNG-c gibi) için standart kuzey arayüzü (P4 Runtime, gNMI & gNOI) sağlar, ayrıca güneye arayüzü Intel PAC N3000 FPGA SmartNIC ile entegre eder.

Ayrıca ONF Stratum, programlanabilir ve sabit iletişim hatları ile diğer anahtarlara entegredir ve zamanla daha fazla anahtara entegre olacaktır. Bu sayede Stratum’a donanım entegrasyonu bir kerede yapılabilir ve her satıcının bir SmartNIC veya Switch’e müşteri entegrasyonuna ihtiyaç duyması yerine birçok farklı NF satıcısı yararlanabilir.  ONF Stratum projesi ile ilgili daha fazla bilgiye buradan erişebilirsiniz.

Ağ İşlevi boşaltımı sunucu CPU çekirdeklerini diğer uç kullanım durumlarını (Nesnelerin İnterneti yığını, Artırılmış Gerçeklik, İçerik Teslim ve daha fazlası) işlemek üzere boşaltırken telekomünikasyon sağlayıcılara NF’lerini gerçek anlamda ölçeklendirme olanağı tanıyarak telekomünikasyon sağlayıcılar açısından gerçekten ilginç bir kullanım durumudur. Dell Technologies olarak Açık Programlanabilir Hizmet Uç mimarisi gibi mümkün durumlarda açık standartları kullanarak müşterilerimize yeni nesil Telco Uç sistemleri oluştururken yardımcı olma konusunda kararlıyız.

Dell Technologies

About the Author: Dell Technologies