Mi a Network Slicing?
Az 5G Network Slicing vagy „hálózat szeletelés” olyan architektúra, amely lehetővé teszi független logikai hálózatok (hálózati szeletek) multiplexálását ugyanazon a fizikai hálózaton. Ezen hálózati szeletek mindegyike egy végponttól végpontig (end-to-end) terjedő hálózat, amely egy adott alkalmazásra van testreszabva. A Network Slicing fontos szerepet játszik az 5G mobilhálózatokban, hogy azok különböző szolgáltatási szint követelményű (SLA) szolgáltatásokat nyújthassanak egyetlen fizikai hálózaton. A hálózatépítésnek ez a szolgáltatás orientált formája rugalmas és méretezhető logikai hálózat szeleteket igényel, a technológia előnyeinek teljes körű kiaknázásához. Ennek érdekében olyan technológiákat foglal magában, mint a hálózati funkciók virtualizációja (NFV) és a szoftver által definiált hálózat (SDN). A mobil virtuális hálózat szolgáltató (MVNO) adminisztrálja az egyes hálózati szeleteket, míg az infrastruktúra szolgáltató (MNO vagy Neutral Host) bérbe adja hálózati erőforrásait. Az infrastruktúra szolgáltató szükség szerint több hálózati szeletet is telepíthet a felhasználóinak igényei alapján.
Az Network Slicing Architecturája
A Network Slicing architektúrái esetenként jelentősen eltérhetnek egymástól, azonban néhány alapelemük közös. Általában két felsőbb szintű keretrendszerből állnak. Az egyik a hálózati szeletek megvalósítását vagyis implemetálását végzi, a másik pedig a megvalósított hálózati szeleteket konfigurálja és kezeli.
Network Slicing Architektúra
A Network Slicing architektúra általában három alaprétegből áll: hálózati réteg, infrastruktúra réteg és szolgáltatási réteg. Ezek a rétegek különálló feladatokat összehangoltan hajtanak végre a hálózati szeletek meghatározásában és kezelésében. A különböző rétegek összehangolását az Orchestrator végzi. A Network Slicing egyszerűsített architektúrája az alábbi ábrán látható.
1.Ábra. Network Slicing Architektúra
Hálózati Réteg
A Network Slicing architektúra hálózati rétege amely specifikációk által definiált interfészekkel összekapcsolódó hálózati funkciókat tartalmaz, és a felsőbb szintekről érkező szolgáltatáskérés által meghatározott jellemzőkkel rendelkező hálózati szeletet hoz létre. Több hálózati művelet konfigurálja és kezeli ezeket a funkciókat az életciklusuk során, a hálózati szelet (network slice) létrehozásától és lefoglalásától annak lebontásáig, miután már nincs rá szükség. Egyszerre több hálózati szelet is megoszthatja ugyanazt a hálózati funkciót, ami növeli az erőforrás felhasználás hatékonyságát viszont megnöveli a hálózati szeletek működésének bonyolultságát. Másrészt az egyes szeletek és a hálózati funkciók közötti leképezés leegyszerűsíti a funkciók konfigurálását és növeli az erőforrás felhasználás hatékonyságát.
Infrastruktúra Réteg
A Network Slicing architektúra infrastruktúra rétege a fizikai hálózat topológiáját biztosítja, amelyen keresztül az egyes szeletek multiplexelésre kerülnek, beleértve a központi hálózatot, a transport hálózatot és a RAN-t is. Ez a réteg biztosítja azokat az erőforrásokat is, amelyek lehetővé teszik a fizikai hálózat számára az egyes szeletek funkcióinak tárolását. Ezek az erőforrások többek közt adatközpontokból, rooterekből és bázisállomásokból állnak. Az adatközpontok számítási és tárolási erőforrásokat, az rooterek hálózati erőforrásokat, a bázisállomások pedig rádiós erőforrásokat képeznek.
Szolgáltatási Réteg
A Network Slicing architektúra szolgáltatási rétege közvetlenül kapcsolódik a hálózat üzleti egységeihez (BSS), például külső szolgáltatókhoz és MVNO-khoz. Ezek az entitások megosztják a fizikai hálózati szeleteket és biztosítják azok egyedi szolgáltatási követelményeit. Minden egyes szolgáltatásnak van egy SLA-ja, amelyet a hálózati szeletnek teljesítenie kell.
Orchestration – Hangszerelés
A hálózati szeletek kezeléséért felelős keretrendszer vezérli az architektúra három rétege közötti funkciókat, lehetővé téve azok hatékony együttmúködését. A hagyományos hálózatok hátránya, hogy annak minden felhasználójára illetve szolgáltatására egységes szabályozást alkalmaznak, amivel nem elégíthető ki hatékonyan a különböző alkalmazások igényei.
A Network Slicing architektúra több szolgáltatás minőségi (QoS) követelményének egyetlen fizikai hálózaton belüli teljesítését biztosítja, amelyek nem feltétlenül kompatibilisek egymással. A fizikai hálózat több logikai hálózatra való feldarabolásához a különböző alkalmazások igényeinek kielégítése érdekében a hálózati funkciók összehangolása érdekében Orchestrator-ra van szükség. Az Orchestration a hálózati szeletek által igényelt erőforrások és funkciók összehangolását végzi az SDN techonológiára támaszkodva a hálózati szeletek rugalmas és dinamikus konfigurációjánál. Az Orchestrator a szolgáltatáskérelmek alapján a hálózati rétegek funkcióit konfigurálja új hálózati szeletek létrehozása vagy módosítása érdekében. Az Orchestrator emellett a rétegek közötti funkciók koordinálását, életciklus kezelését, szolgáltatáskezelést és a virtuális erőforrások meghatározását is ellátja. Az életciklus kezelés folyamatosan figyeli a hálózati szeletek minőségi jellemzőit és szükség szerint dinamikusan újrakonfigurálja azokat, hogy alkalmazkodjanak az elvárt SLA-khoz.