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Vía rápida a la era 5G Edge
Descubra las mejores prácticas para implementar microservicios nativos de la nube y basados en contenedores en una arquitectura basada en servicios.
5G | PROVEEDOR DE SERVICIOS
Explicación de la transformación de la tecnología 5G
Executive Summary
Con la nueva era 5G, el proveedor de servicios debe asegurarse de que su infraestructura tenga la arquitectura nativa de la red en contenedores y basada en servicios necesaria para aprovechar las oportunidades que se presentan. Para superar a sus competidores, el proveedor de servicios necesitará la seguridad, la visibilidad y el control adecuados para proteger su red 5G y a sus clientes y para habilitar las aplicaciones de adaptación subyacentes en el 5G.
Explicación del 5G
A estas alturas, ya estará al tanto del revuelo creado por el 5G, el estándar de tecnología de quinta generación para redes móviles de banda ancha. Tras años de planificación, de determinar los estándares y de desarrollar el hardware y el software necesarios, la quinta generación de tecnología inalámbrica, o 5G, por fin empieza a tomar fuerza. Los proveedores de servicios están comenzando a instalar redes en todo el mundo, y consumidores como las empresas de sectores verticales empiezan a cosechar los tan ansiados frutos.
Según el GSMA, «la era 5G despegará en su totalidad a partir de 2020, creando enormes oportunidades para consumidores, empresas, operadores, vendedores y todas las partes interesadas». Su informe The Mobile Economy 2020, mostraba que a comienzos de 2020, 46 operadores de 24 mercados tenían 5G disponible para su comercialización. También señalaba que se espera que los operadores dediquen 1,1 billones de dólares en todo el mundo a CapEx en tecnología móvil durante los próximos cinco años, aproximadamente el 80 por ciento en redes 5G.1
El 5G tiene el potencial de aumentar de 10 a 100 veces la velocidad de transmisión de datos, probablemente hasta 10 Gb por segundo.
Esta inversión se justifica porque las ventajas del 5G respecto a la tecnología actual son significativas. El 5G permitirá reducir la latencia a la décima parte de la de las redes 4G LTE, desde unos 20 milisegundos a tan solo 1 milisegundo, con una altísima fiabilidad, un 99,999 %. También tiene el potencial de aumentar de 10 a 100 veces la velocidad de transmisión de datos, probablemente hasta 10 Gb por segundo.
Con el 5G, los proveedores de servicios pueden esperar una eficiencia de la red hasta 100 veces mayor, lo que reducirá significativamente el consumo de energía. El 5G también multiplicará por tres la eficiencia en la señalización y por 10 la densidad de conexión, lo que permitirá conectar más dispositivos con menos equipos de red.
Figura 1: las ventajas de las redes 5G respecto a las 4G LTE incluyen un enorme aumento en la velocidad, la densidad de conexión y la eficiencia.
El aumento de velocidad y la reducción de la latencia, combinados con la capacidad de conectarse con millones de dispositivos, abre las puertas a todo un mundo de aplicaciones disponibles para más usuarios y que se podrán descargar mucho más rápido. Estas nuevas capacidades también generarán volúmenes de datos aproximadamente 1.000 veces mayores que los de las redes móviles actuales. Para que los proveedores de servicios sigan siendo competitivos, deben ser capaces de concebir, desarrollar, implementar y ampliar rápidamente nuevas aplicaciones y servicios para que sus abonados saquen partido de estas nuevas oportunidades, manteniendo al mismo tiempo la flexibilidad para responder a las tendencias.
Valor añadido con servicios de aplicaciones adaptativas
Este nuevo mundo 5G requerirá aplicaciones adaptativas que, como los organismos vivos, deberán crecer, contraerse, defenderse y reparar sus daños en función del entorno en el que se encuentren y de la forma en que se utilicen. A medida que los proveedores de servicios habiliten las aplicaciones adaptativas, estarán mejor capacitados para ofrecer más valor a sus clientes y socios.
Las aplicaciones adaptativas crecen, se contraen, se defienden y reparan sus daños en función del entorno en el que se encuentren y del modo en que se utilicen.
Las aplicaciones adaptativas ayudan a reducir el coste total de propiedad porque permiten automatizar las tareas y acciones rutinarias que constituyen una gran proporción del flujo de datos a través de la red, lo cual es importante con volúmenes de datos tan altos. Las aplicaciones adaptativas también pueden escalarse tanto de forma predictiva (por ejemplo, en respuesta a los aumentos previstos de la demanda como los que se producen en el Black Friday y el Cyber Monday) como bajo petición. Esta capacidad de escalamiento ayuda a controlar los CapEx y OpEx. Además, los mismos datos que permiten que las aplicaciones adaptativas respondan a la demanda pueden utilizarse para desarrollar soluciones de inteligencia artificial y aprendizaje automático que optimicen aún más el rendimiento.
Como cualquier aplicación, las aplicaciones adaptativas requieren servicios de aplicación. El capítulo de telecomunicaciones del Informe sobre el estado de los servicios de aplicaciones de 2020 de F5 reveló que, de media, cada proveedor de servicios tiene que dar servicio a más de 1000 aplicaciones, y el 90 % de ellas están implementadas en varias nubes. Por tanto, están dando prioridad a los servicios de aplicaciones que proporcionan seguridad a las aplicaciones y a la red, así como control de acceso. También aspiran a servicios de aplicaciones que se integren fácilmente en sus arquitecturas actuales y futuras.
Aprovechar el potencial del 5G requerirá aplicaciones que se adapten continuamente a su uso,
a su entorno y a las mejoras en CI/CD.
DISPONIBILIDAD DE SERVICIOS
PARA APLICACIONES
Disponibilidad del servicio
centrado en aplicaciones
RENDIMIENTO
DE APLICACIONES
Una red optimizada para
aplicaciones que funcionan sobre ella
CALIDAD DE SERVICIO
DE APLICACIONES
Tratamiento de calidad
centrado en aplicaciones
INFORMACIÓN SOBRE
APLICACIONES
Visibilidad y análisis
centrados en aplicaciones
Explotar el 5G: infraestructura
En función de la necesidad de velocidad y agilidad, los proveedores de servicios deben crear aplicaciones adaptativas y hacer compatibles los servicios de aplicaciones que las permiten, manteniendo al mismo tiempo un rendimiento, flexibilidad y seguridad altos. Desde la perspectiva de la infraestructura, los proveedores de servicios ofrecerán la mayoría de estos nuevos servicios en un nuevo núcleo independiente (SA) de 5G. Esta nueva infraestructura permitirá mejorar y flexibilizar la creación, automatización, escalabilidad y resistencia de servicios.
En la práctica, eso significa que el 5G Core debe compartir todas las características principales de las aplicaciones adaptativas. Debe:
• Ser nativo de la nube
• Estar basado en microservicios
• Crearse sobre una arquitectura basada en servicios
• Estar en contenedores (en Kubernetes)
• Estar diseñado para incorporar una malla de servicios
“ Una infraestructura 5G nativa de la nube es el catalizador que fusiona los grupos tradicionales de redes e informática de los proveedores de servicios, creando una red 5G centrada en la empresa.
Una infraestructura 5G nativa de la nube es el catalizador que fusiona los grupos tradicionales de redes e informática de los proveedores de servicios, creando una red 5G centrada en la empresa.
La implementación de una arquitectura basada en servicios (SBA) en una infraestructura nativa de la nube es un requisito previo para implementar una red SA de 5G Core. Se está produciendo un punto de inflexión crítico; cuando los proveedores de servicios implementan la SBA, permiten el escalamiento dinámico de la carga de trabajo en tiempo real, lo que permite satisfacer las demandas siempre cambiantes de los consumidores. El 5G permite implementar y gestionar las redes distribuidas necesarias para satisfacer la demanda de los consumidores individuales y el creciente número de clientes a escala empresarial que trabajan para llevar a cabo sus propias iniciativas de transformación digital. Los proveedores de servicios también necesitan construir una red multinube para responder a la creciente demanda de acceso instantáneo a los servicios de nube desde el núcleo, el borde y el borde más alejado de la red. La infraestructura nativa de la nube 5G es el catalizador que fusiona los grupos tradicionales informáticos y de red de los proveedores de servicios, creando una red 5G centrada en la empresa.
Figura 2: los contenedores nativos de la nube promueven la agilidad, la velocidad y la eficiencia.
VENTAJAS DE UNA ARQUITECTURA BASADA EN SERVICIOS
1 | Modularidad y reutilización
La red está compuesta por servicios modulares (microservicios) que dividen los servicios monolíticos en funciones discretas que pueden mejorarse o escalarse independientemente y también reutilizarse para diferentes funciones de la red.
2 | Nativo de la nube
La computación nativa de la nube permite las entregas continuas, lo que reduce el tiempo de prueba e integración de las aplicaciones y, a su vez, el tiempo de lanzamiento al mercado de nuevos elementos y la corrección de errores. Los microservicios nativos de la nube casi siempre están en contenedores que emplean Kubernetes, lo que permite organizarlos centralizadamente y trasladarlos de una ubicación a otra independientemente de la infraestructura subyacente.
3 | Ampliación
Las interfaces basadas en servicios pueden escalarse fácilmente sin introducir nuevos puntos de referencia, y el tráfico se puede equilibrar o descargar implementando una nueva instancia del servicio de función de red.
4 | Apertura
Una interfaz basada en servicios (y también algunas funciones de control, como la autenticación) se puede exponer fácilmente a usuarios externos, como desarrolladores de aplicaciones. Los proveedores de servicios también pueden crear sus redes con las mejores soluciones sin depender de un único proveedor.
Explotar el 5G: gestión
Además de la infraestructura básica necesaria para implementar con éxito el núcleo SA de 5G, los proveedores de servicios deben asegurarse de que sus redes cumplan los requisitos fundamentales para mantener la calidad de la experiencia (QoE) y estén protegidas de las constantes amenazas que aprovechan el aumento de la superficie de ataque que genera el 5G. En esta fase temprana del paso al 5G, los proveedores de servicios que implementen una infraestructura nativa de la nube serán pioneros. Lo que está claro es que el enfoque de «talla única» no se puede aplicar a las redes 5G; las implementaciones en múltiples de nubes son solo el punto de partida.
Como se ha explicado anteriormente, sabemos que la infraestructura 5G se construye sobre una arquitectura con cargas de trabajo en contenedores nativos de la nube gestionadas mediante Kubernetes, que organizan las aplicaciones en función de los requisitos de la red. Sin embargo, Kubernetes no se diseñó específicamente para implementaciones de grado de operador; los proveedores de servicios tienen que minimizar la complejidad y el coste, y Kubernetes no cuenta con herramientas nativas para hacerlo posible. Para resolver esto, los proveedores de servicios deben dar prioridad a los siguientes requisitos al diseñar e implementar una infraestructura 5G nativa de la nube:
Visibilidad: la visibilidad del tráfico de la red es esencial en cualquier red móvil, y más aún en una red 5G. Kubernetes no proporciona por sí mismo visibilidad del tráfico de entrada o salida en los nodos y clústeres de Kubernetes.
Seguridad: deben aplicarse controles de seguridad en múltiples puntos de la red y en múltiples capas. La captura de paquetes y otras medidas de seguridad en la entrada al contenedor son fundamentales para mantener el tráfico perjudicial fuera de la red. El encriptado también es esencial para la seguridad de una red 5G.
Control: la gestión de políticas y el análisis permiten controlar la red y son esenciales para automatizar una red 5G ya de por sí compleja.
Una arquitectura 5G en contenedores y nativa de la nube es fundamental para satisfacer los diversos requisitos de servicio. Las cargas de trabajo en contenedores gestionadas con Kubernetes son especialmente importantes. Su naturaleza dinámica se adapta fácilmente a las necesidades de la red, facilitando la agilidad, la velocidad y la eficiencia al poder ubicar correctamente una aplicación y sus cargas de trabajo dentro de la red.
Figura 3: una infraestructura 5G nativa de la nube puede ayudar a proporcionar acceso instantáneo a los servicios de la nube de una manera agnóstica a la plataforma, desde el núcleo, el borde y el borde más alejado de la red.
Conclusión
Los proveedores de servicios están adentrándose en un territorio nuevo al crear redes 5G independientes con una infraestructura nativa de la nube, utilizando arquitecturas basadas en servicios e incluyendo cientos, si no miles, de instalaciones de edge computing. La tarea supone un reto, pero el resultado (la transformación digital de la red de telecomunicaciones) posiciona a los proveedores de servicios para ofrecer una mejor experiencia al cliente, compatibilizar los convincentes casos de uso de 5G y adoptar modelos de negocio innovadores que pueden aumentar sus ingresos y su rentabilidad.
La necesidad de ofrecer servicios de adaptación en un nuevo núcleo SA de 5G sitúa a los proveedores de servicios en la intersección entre los mundos de las telecomunicaciones y la informática. También sitúa a F5 en una posición ideal para ayudarlos en su transición a 5G. Las funciones de la red 5G necesitan escalar, repararse y asegurarse de forma dinámica, tal como hacen las aplicaciones adaptativas. F5 tiene soluciones y una amplia experiencia en el servicio de aplicaciones adaptativas y puede ayudar a los proveedores de servicios a aplicar los mismos conceptos al 5G Core y a la señalización 5G