The article considers modern technologies for building telecommunication networks: SDN (Software-Defined Networking) and NFV (Network Functions Virtualization). The possibilities of using SDN and NFV in the infrastructure of systems built using the Big Data technology are considered. Аннотация. В статье кратко рассмотрены современные технологии построения телекоммуникационных сетей SDN (Software-Defined Networking) and NFV (Network Functions Virtualization), а также определены возможности их использования в инфраструктуре информационных систем, построенных с использованием технологии Big Data.
цептуальные подходы к архитектуре построения телекоммуникационных сетей,
с которыми связывают будущее. Сети с использованием SDN и NFV уже
используют в своих корпоративных инфраструктурах ведущие мировые
ИТкомпании (Google, Amazon, Microsoft и др.), также начался процесс внедрения
этих технологий в сетях операторов (например, крупнейший в мире оператор
мобильной связи China Mobile Communications Company) [
Развитие технологий SDN/NFV и Big Data шло эти годы параллельно и практически не пересекалось. Однако по мере роста уровня их зрелости и перехода к практическому использованию возникают вопросы по возможности и целесообразности их совместного использования. 2 Современные технологии построения телекоммуникационных сетей Принципы построения SDN были сформулированы в 2006 году исследователями из Калифорнийского университета в Беркли и Стэнфордского университета. Активное развитие идей SDN в совокупности с пониманием её перспективности привело к созданию в 2011 году Open Networking Foundation (ONF) – некоммерческой организации, основанной крупнейшими мировыми ИТ и телекоммуникационными компаниями (Deutsche Telekom, Facebook, Google, Microsoft, Verizon и Yahoo!), основными задачами которой являются развитие концепции и разработке открытых стандартов SDN.
В основе SDN лежит идея разделения функций передачи данных и
управления с централизацией последней в одном логическом устройстве, называемом
SDN-контроллер. Согласно ONF, высокоуровневая архитектура SDN включает
три уровня [
Идея NFV заключается в виртуализации сетевых сервисов, например, таких как межсетевое экранирование (Firewall), трансляция сетевых адресов (NAT), глубокий анализ пакетов (DPI), оптимизаторы/акселераторы трафика и др. В настоящее время сетевые функции выполняются, как правило, специализированными программно-аппаратными комплексами. Виртуализация позволяет на одной аппаратной платформе запускать различные сетевые функции.
По мнению ETSI ISG NFV, технология NFV имеет следующие преимущества
для операторов [
Различные организации и компании предлагают своё видение архитектуры
систем, построенных с использованием Big Data. Для целей настоящей статьи в
качестве эталонной архитектуры используется архитектура (рисунок 1),
разработанная Национальным институтом стандартов и технологий США (National
Institute of Standards and Technology, NIST) [
Для систем, использующих технологии Big Data, характерны следующие особенности (Vs) в части передаваемых по сети данных: значительные объемы (Volume), большое разнообразие типов (Variety), высокая скорость (Velocity), достоверность (Veracity). При этом, как правило, системы, использующие Big Data, разворачиваются в облачных средах. Следовательно, технологии SDN/NFV могут быть использованы в архитектуре Big Data на уровне инфраструктуры, включающем сети и их виртуальные и физические ресурсы (на рисунке 1 уровень и возможное место применения технологий SDN/NFV выделен красным прямоугольником).
Одним из основных преимуществ технологии SDN, как было показано выше, является обеспечение возможности динамического управления ресурсами сети в масштабе реального времени в зависимости от потребностей приложений, определяемых типом передаваемого трафика (данные, видео, голос) и требуемым качеством обслуживания (пропускная способность, потери, задержки, джиттер). Эта возможность SDN позволяет обеспечить передачу трафика систем, использующих Big Data, в части значительных объемов передаваемых данных (Volume), большого разнообразия типов (Variety), высокой скорости (Velocity).
Облачные среды, в которых, как правило, функционируют системы, использующие Big Data, требуют возможности перераспределения в реальном времени ресурсов сети, а также её реконфигурации при наступлении сбоев и отказов, что также является достоинством SDN.
Технология NFV может быть использована в инфраструктуре систем, использующих Big Data, для реализации сервисов информационной безопасности, таких как межсетевое экранирование, обнаружение, предотвращение вторжений и криптографическая защита информации, что предоставляет возможности в части обеспечения достоверности (Veracity). Использование технологий SDN/NFV в инфраструктуре информационных систем, обеспечивающих решение задач поиска и спасания в Арктической зоне Информационные системы, обеспечивающие решение задач поиска и спасания в Арктической зоне, используют в качестве единого хранилища обрабатываемых данных Хранилище оптической и радиолокационной информации по Арктической зоне (ХОРИАЗ). Данные, поступающие в ХОРИАЗ из источников [15], характеризуются разнотипностью, большими объемами и высокой скоростью (сотни источников, генерирующих, в том числе, информацию в режиме реального времени, включая видео высокой четкости). При этом необходимо обеспечить достоверность поступающих в ХОРИАЗ данных. Следовательно, информационные системы, обеспечивающие решение задач поиска и спасания в Арктической зоне, обладают характерными особенностями систем, использующих Big Data, что делает целесообразным использование технологий SDN/NFV в их инфраструктуре.
Отдельно отметим, что с учётом важности работ по Арктической зоне, проводимой политики импортозамещения и снижения зависимости от иностранных производителей, наличия в России сильной школы программистов, использование технологий SDN/NFV обладает дополнительными преимуществами: • обеспечивает возможность использования общедоступных стандартных серверов с х86 архитектурой и открытого программного обеспечения; • функционал SDN/NFV реализуется программно.
Статья подготовлена в рамках работ, проводимых при поддержке РФФИ по теме № 15-29-06997 «Фундаментальные проблемы идентификации, сопоставления и интеграции в единое хранилище ОРИ по арктической зоне». Литература