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Voie express vers la 5G Edge
Découvrez les meilleures pratiques pour mettre en œuvre des micro-services cloud natifs et basés sur des conteneurs sur une architecture basée sur les services.
5G | FOURNISSEUR DE SERVICE
Explication de la transformation technologique de la 5G
Executive Summary
Avec le début de l’ère 5G, chaque fournisseur de services doit s’assurer que son infrastructure dispose d’une architecture basée sur les services, conteneurisée, et cloud native, qui est nécessaire pour tirer parti des possibilités offertes par la 5G. Pour surpasser ses concurrents, un fournisseur de services devra disposer de la sécurité, de la visibilité et du contrôle adéquats pour protéger son réseau 5G et ses clients, et pour favoriser les applications adaptatives qui seront à la base de l’avenir de la 5G.
La 5G expliquée
Vous avez maintenant entendu le battage autour de la 5G, la norme technologique de cinquième génération pour les réseaux cellulaires à large bande. Après des années de planification, d’établissement des normes et de développement du matériel et des logiciels nécessaires, la cinquième génération de technologie sans fil, ou 5G, a enfin commencé à gagner du terrain. Les fournisseurs de services commencent à mettre en place des réseaux dans le monde entier, et les consommateurs tels que les entreprises verticales commencent à récolter certains des avantages tant attendus.
Selon la GSMA, « l’ère de la 5G commencera pleinement à partir de 2020, créant d’énormes opportunités pour les consommateurs, les entreprises, les opérateurs, les prestataires, et toutes les parties prenantes ». Leur rapport, The Mobile Economy 2020, a montré qu’au début de 2020, 46 opérateurs sur 24 marchés avaient une offre commerciale en 5G. Il a également conclu que les opérateurs devraient dépenser 1 100 milliards de dollars dans le monde en CapEx mobile au cours des cinq prochaines années, dont environ 80 % pour les réseaux 5G.1
La 5G offre la possibilité de débits de données 10 à 100 fois plus élevés, pouvant aller jusqu’à 10 Gbps.
Cet investissement est justifié parce que les avantages de la 5G par rapport à la technologie existante sont importants. La 5G promet de réduire la latence d’un facteur 10 par rapport aux réseaux LTE 4G, d’environ 20 millisecondes à seulement 1 milliseconde, avec une ultra-fiabilité : 99,999 %. Elle offre également la possibilité de débits de données 10 à 100 fois plus élevés, pouvant atteindre 10 Gbps.
Avec la 5G, les fournisseurs de services peuvent s’attendre à une efficacité du réseau jusqu’à 100 fois supérieure, ce qui réduira considérablement la consommation d’énergie du réseau. La 5G offrira également une efficacité de signalisation trois fois supérieure et une densité de connexion dix fois supérieure, ce qui permettra de connecter plus facilement un plus grand nombre d’appareils avec moins d’équipements réseau.
Figure 1 : Les avantages des réseaux 5G par rapport aux réseaux LTE 4G comprennent une augmentation massive de la vitesse, de la densité de connexion et de l’efficacité.
Cette vitesse accrue et cette latence réduite, associées à la possibilité de se connecter à des milliards d’appareils, ouvrent un tout nouveau monde d’applications qui seront accessibles à un plus grand nombre d’utilisateurs et qui bénéficient de vitesses de téléchargement plus rapides. Ces nouvelles capacités permettront également de générer des volumes de données environ 1 000 fois plus importants que ceux présents sur les réseaux mobiles actuels. Pour que les fournisseurs de services restent compétitifs, ils doivent être en mesure de concevoir, de développer, de déployer et de mettre à l’échelle rapidement de nouvelles applications et de nouveaux services pour leurs abonnés qui tirent parti de ces nouvelles possibilités tout en conservant la souplesse nécessaire pour répondre aux tendances.
Ajouter de la valeur avec des services d’application adaptatifs
Ce nouveau monde en 5G nécessitera des applications adaptatives — qui, tout comme les organismes vivants, doivent croître, rétrécir, se défendre et soigner tout dommage en fonction de l’environnement dans lequel ils se trouvent et de la façon dont ils sont utilisés. En mettant en place des applications adaptatives, les fournisseurs de services seront mieux à même d’offrir de la valeur à leurs clients et partenaires.
Les applications adaptatives se développent, rétrécissent, se défendent et guérissent des dommages en fonction de l’environnement dans lequel elles se trouvent et de la manière dont elles sont utilisées.
Les applications adaptatives contribuent à réduire le coût total de possession (TCO) car elles permettent d’automatiser les tâches et les actions de routine qui constituent une grande partie du flux de données sur le réseau, ce qui est important lorsque vous traitez des volumes de données aussi importants. Les applications adaptatives peuvent également s’adapter à la fois de manière prédictive (par exemple, en réponse à des augmentations prévues de la demande comme celles que les détaillants constatent pour le « Black Friday/Cyber Monday »), ainsi qu’à la demande. Cette capacité d’adaptation permet de maîtriser les dépenses d’investissement et d’exploitation. En outre, les mêmes données qui permettent aux applications adaptatives de répondre à la demande peuvent être utilisées pour développer des solutions d’IA et d’apprentissage machine qui optimisent encore les performances.
Comme toute application, les applications adaptatives nécessitent des services d’application. Le chapitre sur les télécommunications du rapport F5 2020 sur l’état des services d’application, édition télécom, a révélé qu’en moyenne, les fournisseurs de services ont chacun plus de 1 000 applications à prendre en charge, et que 90 % de ces applications ont des déploiements multi-clouds. En conséquence, les fournisseurs de services donnent la priorité aux services d’application qui assurent la sécurité des applications et des réseaux ainsi que le contrôle d’accès. Ils recherchent également des services applicatifs qui s’intègrent facilement à leurs architectures existantes et futures.
Pour exploiter le potentiel de la 5G, il faudra des applications qui s’adaptent en permanence à leur utilisation,
à leur environnement, et aux améliorations des CI/CD.
DISPONIBILITÉ DES
SERVICES D’APPLICATION
Disponibilité des services
centrés sur les applications
PERFORMANCE DES
APPLICATIONS
Un réseau optimisé pour les applications
fonctionnant au sommet
QUALITÉ DE SERVICE
DES APPLICATIONS
Traitement de la qualité
centré sur l’application
COMPRÉHENSION
DES APPLICATIONS
Visibilité et analyse
centrées sur les applications
Faire fonctionner les 5G : les infrastructures
Compte tenu de leurs besoins de rapidité et d’agilité, les fournisseurs de services doivent créer des applications adaptatives et prendre en charge les services applicatifs qui les rendent possibles, tout en maintenant des performances, une flexibilité et une sécurité élevées. Du point de vue de l’infrastructure, les fournisseurs de services offriront la plupart de ces nouveaux services sur un nouveau 5G Core autonome (SA). Cette nouvelle infrastructure offrira une création de services, une automatisation, une évolutivité et une résilience considérablement améliorées et flexibles.
En pratique, cela signifie que le 5G Core doit partager toutes les caractéristiques majeures des applications adaptatives. Il doit être :
• Cloud natif
• Basé sur des micro-services
• Construit sur une architecture basée sur les services
• Conteneurisé (dans Kubernetes)
• Conçu pour intégrer un maillage de services
“ Une infrastructure 5G native du nuage est le catalyseur qui fusionne les groupes informatiques et réseaux des fournisseurs de services traditionnels, créant ainsi un réseau 5G centré sur l’entreprise.
Une infrastructure 5G native du nuage est le catalyseur qui fusionne les groupes informatiques et réseaux des fournisseurs de services traditionnels, créant ainsi un réseau 5G centré sur l’entreprise.
La mise en œuvre d’une architecture basée sur les services (SBA) sur une infrastructure native du cloud est une condition préalable au déploiement d’un réseau SA 5G Core. Un point d’inflexion critique se produit ; lorsque les fournisseurs de services mettent en œuvre une SBA, ils permettent l’évolutivité dynamique de la charge de travail en temps réel, ce qui permet de répondre aux demandes en constante évolution des consommateurs. La 5G permet de déployer et de gérer les réseaux distribués nécessaires pour répondre aux demandes des consommateurs individuels, ainsi que pour satisfaire le nombre croissant d’entreprises clientes qui s’efforcent de mener à bien leurs propres initiatives de transformation numérique. Les fournisseurs de services doivent également construire un réseau multi-cloud pour répondre à la demande croissante d’accès instantané à des services cloud depuis le noyau, la périphérie et l’extrémité du réseau. Une infrastructure 5G cloud native est le catalyseur qui fusionne les groupes informatiques et réseaux des fournisseurs de services traditionnels, créant ainsi un réseau 5G centré sur l’entreprise.
Figure 2 : La conteneurisation cloud native favorise l’agilité, la rapidité et l’efficacité.
LES AVANTAGES D’UNE ARCHITECTURE BASÉE SUR LES SERVICES
1 | Modularité et réutilisation
Le réseau est composé de services modulaires (micro-services) qui divisent les services monolithiques en fonctions discrètes pouvant être mises à niveau ou mises à l’échelle indépendamment et qui peuvent également être réutilisées dans différentes fonctions du réseau.
2 | Cloud natif
L’informatique cloud native permet une fourniture continue, ce qui réduit le temps de test et d’intégration des applications et, par conséquent, le délai de mise sur le marché de nouvelles fonctionnalités ou de corrections de bogues. Les micro-services cloud natifs sont presque toujours conteneurisés à l’aide de Kubernetes, ce qui permet de les orchestrer de manière centralisée et de les déplacer d’un endroit à l’autre, quelle que soit l’infrastructure sous-jacente.
3 | Extensibilité
Les interfaces basées sur les services peuvent être facilement mises à l’échelle sans introduire de nouveaux points de référence, et le trafic peut être facilement équilibré ou déchargé en déployant une nouvelle instance du service de fonction réseau.
4 | Ouverture
Une interface basée sur des services (ainsi que certaines fonctions de contrôle, comme l’authentification) peut facilement être exposée aux utilisateurs externes, tels que les développeurs d’applications tiers. Les fournisseurs de services peuvent également construire leurs réseaux avec les meilleures solutions plutôt que d’être enfermés chez un seul fournisseur.
Faire fonctionner les 5G : la gestion
En plus de l’infrastructure de base nécessaire pour une mise en œuvre réussie du SA 5G Core, les fournisseurs de services doivent s’assurer que leurs réseaux répondent aux exigences clés qui leur permettent de maintenir la qualité d’expérience (QoE), ainsi que de protéger leurs réseaux contre un répertoire de menaces en évolution, qui tire profit de la surface d’attaque accrue de la 5G. Le processus de transformation vers la 5G en est à ses débuts, et les fournisseurs de services qui mettent en œuvre une infrastructure cloud native sont des pionniers. Ce qui est déjà clair, c’est qu’il n’y a pas d’approche universelle des réseaux 5G ; les déploiements sur différents clouds ne sont qu’un point de départ.
Comme expliqué ci-dessus, nous savons que l’infrastructure 5G est construite sur une architecture conteneurisée cloud native, les charges de travail des conteneurs étant gérées à l’aide de Kubernetes, qui orchestre les applications en fonction des besoins du réseau. Cependant, Kubernetes n’a pas été spécifiquement conçu pour des déploiements de niveau opérateur ; les fournisseurs de services doivent minimiser la complexité et le coût, et Kubernetes ne dispose pas d’outils natifs pour le faire. Pour répondre à ces préoccupations, les fournisseurs de services doivent donner la priorité aux exigences suivantes lors de la conception et du déploiement d’une infrastructure 5G cloud native :
Visibilité : la visibilité du trafic réseau est vitale dans tout réseau mobile et encore plus dans un réseau 5G. Kubernetes ne fournit pas en soi la visibilité du trafic d’entrée ou de sortie dans les nœuds et les clusters de Kubernetes.
Sécurité : les contrôles de sécurité doivent être appliqués en plusieurs points du réseau et sur plusieurs couches. La capture de paquets et d’autres mesures de sécurité à l’entrée des conteneurs sont essentielles pour maintenir le mauvais trafic hors du réseau. Le cryptage est également fondamental dans une offre de sécurité de réseau 5G.
Contrôle : la gestion et l’analyse des politiques permettent le contrôle du réseau et sont essentielles pour automatiser un réseau 5G déjà complexe.
Une architecture 5G conteneurisée, cloud native, est essentielle pour répondre aux diverses exigences de service. Les charges de travail des conteneurs gérées avec Kubernetes sont particulièrement importantes. Leur nature dynamique s’adapte facilement aux besoins du réseau, favorisant l’agilité, la vitesse et l’efficacité en permettant le placement correct d’une application et de ses charges de travail au sein du réseau.
Figure 3 : Une infrastructure 5G native du cloud peut aider à fournir un accès instantané aux services cloud indépendamment de la plate-forme, et depuis le noyau, la périphérie et l’extrémité du réseau.
Conclusion
Les fournisseurs de services s’aventurent partent en terre inconnue en construisant des réseaux autonomes 5G qui fonctionnent sur une infrastructure native du cloud, en utilisant des architectures basées sur les services et en incluant des centaines, voire des milliers, d’installations périphériques. Le travail est difficile, mais le résultat (une transformation numérique du réseau de télécommunications) permet aux fournisseurs de services d’offrir une meilleure expérience aux clients, de soutenir les cas d’utilisation convaincants de la 5G et d’adopter des modèles commerciaux innovants qui peuvent augmenter les revenus et la rentabilité.
La nécessité d’offrir des services adaptatifs sur un nouveau SA 5G Core place les fournisseurs de services à l’intersection des mondes des télécommunications et des technologies de l’information. Elle place également F5 dans une position unique pour aider les fournisseurs de services dans leur transition vers la 5G. Les fonctions du réseau 5G doivent s’adapter, se soigner et se sécuriser de manière dynamique, tout comme le font les applications adaptatives. F5 dispose de solutions et d’une vaste expérience dans le domaine des applications adaptatives et peut aider les fournisseurs de services à appliquer les mêmes concepts au 5G Core et à la signalisation 5G.