Solution d’architecture 5G cloud native basée sur les services (SBA)

L’infrastructure 5G cloud native du futur est déjà là

Les fournisseurs de services sont confrontés à un défi de taille : ils doivent commencer dès maintenant à mettre en place une architecture de cœur de réseau 5G autonome, et ce, plus rapidement que leurs concurrents, même si le déploiement de la 5G exige un travail complexe s’étalant sur plusieurs années. F5 est désormais en mesure de proposer une solution permettant aux fournisseurs de services de concrétiser leur vision de la 5G grâce à F5 BIG-IP Next Service Proxy for Kubernetes (BIG-IP Next SPK) et au maillage de services Carrier-Grade Aspen Mesh. Ce document présente brièvement un modèle d’infrastructure 5G fondé sur une architecture orientée services et explique comment les solutions de F5 permettent de le mettre en œuvre.

Une architecture orientée services assurant une allocation dynamique des ressources

Tout réseau 5G autonome disposera, au sein de son cœur de réseau, d’une architecture basée sur les services (SBA) définie par le 3GPP. La 5G est axée sur les applications ; pour rendre cela possible, le réseau 5G s’appuie sur une SBA conçue pour optimiser les ressources réseau afin d’assurer des performances de service optimales. La SBA se compose de diverses fonctions réseau autonomes, indépendantes et réutilisables. Elle offre une élasticité et une évolutivité dynamiques du réseau, permettant d’allouer les capacités de manière très granulaire dans l’ensemble du réseau.

Le nouveau cœur de réseau est moins axé sur le débit et la latence que sur la fourniture de nouveaux services et d’applications opérationnelles. Le réseau permettra d’allouer dynamiquement les ressources afin de fournir les niveaux de service et la disponibilité du réseau adaptés à chaque cas d’usage. Il permettra à ses entreprises clientes de bénéficier d’applications liées à la quatrième révolution industrielle, grâce à de nouvelles capacités telles que l’Internet des objets (IoT), la réalité virtuelle, l’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique.

Le cloud natif est la clé de la 5G

Les fournisseurs de services peuvent créer une SBA à l’aide d’une solution cloud native basée sur des microservices. Une solution cloud native constitue une évolution d’un réseau virtualisé reposant sur des machines virtuelles. Elle permet un provisionnement beaucoup plus granulaire des capacités. Cet aspect est essentiel pour la 5G, car les fournisseurs peuvent ainsi dimensionner les capacités en fonction de la charge moyenne plutôt que des pics, afin d’optimiser l’efficacité. Les fonctions réseau cloud natives (CNF) offrent la rapidité et la flexibilité nécessaires à la mise en œuvre de cette solution. En outre, l’approche cloud native réduit la dépendance vis-à-vis des grands fournisseurs d’équipements de réseaux mobiles et permet de sélectionner les fournisseurs selon le meilleur rapport entre fonctionnalités et prix.

Par rapport à un réseau virtuel, un réseau cloud natif géré à l’aide d’un maillage de services offrira les avantages suivants :

• Déploiement plus rapide : les fonctions et applications cloud natives peuvent être mises à l’échelle, mises à niveau et déployées indépendamment
• Efficacité accrue : les applications cloud natives consomment jusqu’à 40 % de ressources en moins, ce qui réduit les inefficacités liées à l’utilisation des serveurs par rapport aux logiciels reposant sur des machines virtuelles
• Réduction des coûts d’exploitation : l’automatisation et les opérations programmables dans tous les environnements cloud en périphérie contribuent à réduire les frais généraux

La solution F5

F5 est désormais en mesure de proposer une solution qui concrétise cette vision de la 5G basée sur l’architecture SBA. La solution F5 comprend deux composants :

BIG-IP Next Service Proxy pour Kubernetes

Kubernetes n’est pas conçu spécifiquement pour les fournisseurs de services et ne prend pas en charge nativement certains protocoles réseau. La solution de F5, BIG-IP Next SPK, apporte des fonctionnalités essentielles de classe opérateur à un environnement Kubernetes. Elle permet aux fournisseurs de services de créer une passerelle entre leurs réseaux 4G existants et un réseau cœur 5G cloud natif. BIG-IP Next SPK assure la gestion, la visibilité et la sécurité du trafic de signalisation 4G à l’entrée des conteneurs (Nord/Sud) dans les clusters Kubernetes du cœur 5G. Exécutée sur Red Hat OpenShift, elle peut également servir de proxy pour des protocoles propres aux fournisseurs de services, tels que 5G HTTP/2-REST, Diameter, SIP, GTP et SCTP.

Aspen Mesh de classe opérateur

La solution Carrier-Grade Aspen Mesh offre des fonctionnalités d’observabilité, de sécurité et de gestion du trafic pour les flux (Est/Ouest) circulant au sein des clusters Kubernetes et entre eux. Elle fournit aux prestataires de services les outils nécessaires pour garantir la sécurité du réseau et se conformer aux exigences gouvernementales. Comme elle fonctionne indépendamment des CNF, les prestataires de services peuvent posséder et gérer leur propre maillage de services, ce qui leur permet de garantir les performances et la fiabilité de leur actif le plus important : le réseau.

Figure 1 : F5 BIG-IP Next SPK et Carrier-Grade Aspen Mesh gérant le trafic entrant des nœuds Kubernetes (Nord/Sud) et le trafic intra-nœud (Est/Ouest).

Conclusion

Le déploiement et l’exploitation du cœur de réseau 5G de nouvelle génération permettront d’exploiter pleinement le potentiel de solutions 5G innovantes et avancées, tout en améliorant l’évolutivité et l’efficacité du réseau. Un niveau accru d’autonomie opérationnelle dans la conception du cœur de réseau 5G sera essentiel pour la prochaine génération de services rendus possibles par les nouvelles technologies réseau, destinés aux particuliers comme aux entreprises. En collaboration avec les leaders mondiaux de la 5G, F5 propose BIG-IP Next SPK et Carrier-Grade Aspen Mesh, deux composants uniques et essentiels qui contribuent à concrétiser les promesses de la 5G.