NETWORK AUTOMATION SDN/NFV - Gruppo Telecom Italia

Pagina creata da Raffaele Rocco
 
CONTINUA A LEGGERE
NETWORK AUTOMATION SDN/NFV - Gruppo Telecom Italia
2                                                                            notiziariotecnico    anno 27  1/2018                                                                          3

NETWORK
AUTOMATION SDN/NFV
Carlo Cavazzoni, Nicola Santinelli, Vinicio Vercellone

La trasformazione digitale che TIM sta           dispiegamento e gestione delle reti, delle                e reattività della rete nel recepire e          gli obiettivi di automazione nell’ambito
intraprendendo richiede di cambiare il modo      infrastrutture e dei servizi. I principi cardine          soddisfare le esigenze legate all’evoluzione    della Network Function Virtualization e
di fare business e passa attraverso una          su cui poggia questa evoluzione, verso la                 di funzionalità e servizi. Prerogative,         della Software Defined Network e come
profonda revisione degli attuali processi e      Network Automation, sono semplificazione,                 queste, che consentiranno sia di ridurre i      si stiano definendo, nel medio termine,
delle soluzioni architetturali e sistemistiche   standardizzazione, astrazione e modularità.               tempi dalla concezione al lancio di nuovi       architetture fortemente integrate ed
mediante cui vengono erogati i servizi.          I benefici attesi sono significativi: incremento          servizi (il time-to-market), sia di abilitare   automatizzate in tutti i segmenti della
Intraprendere questa trasformazione, oggi,       dell’efficienza, riduzione della complessità              più diffusamente il self-provisioning delle     rete.
significa introdurre soluzioni in grado di       e dei costi operativi, riduzione degli errori e           offerte da parte dei clienti.
semplificare ed automatizzare le attività di     successive rilavorazioni, maggiore flessibilità           L’articolo analizza come siano perseguiti
NETWORK AUTOMATION SDN/NFV - Gruppo Telecom Italia
4                                                                                                notiziariotecnico          anno 27  1/2018                                                                                                     5

Introduzione                             le nuove tecnologie ma anche la          diventa un obiettivo irrinunciabile          operazioni di Base LCM che quelle          •   Un NFVO (NFV Orchestrator)                 l’ambiente sul quale le VNF ven-
                                         rivisitazione dei processi al fine di    per poter garantire adeguati livelli di      più avanzate.                                  responsabile della gestione au-            gono eseguite.
Spesso il termine Network Auto-          massimizzarne i benefici.                efficienza e qualità.                        Il modello di riferimento per l’auto-          tomatizzata del ciclo di vita dei     L’architettura così definita non è
mation viene associato ai con-                                                                                                 mazione del LCM delle VNF e l’archi-           Network Service. Oltre a ciò,         però sufficiente a supportare qua-
cetti “Software Defined” o “as a                                                                                               tettura generale della NFV sono de-            l’NFVO orchestra l’utilizzazione      lunque VNF. In alcuni casi è ne-
Service” proprio per sottolineare il                                                                                           finiti nell’ambito di un ISG specifico         delle risorse virtualizzate distri-   cessario disporre di componenti di
ruolo centrale che la programma-                                                  L’automazione del                            di ETSI [1], avviato a gennaio 2013.           buite su più istanze di VIM au-       automazione complementari ed
bilità riveste nel percorso di evolu-    Le sfide                                 ciclo di vita delle VNF                      La Figura 1 illustra all’interno della         torizzando o proibendo le proce-      interoperabili con quelle specificate
zione e trasformazione della rete        dell’Automazione                                                                      linea tratteggiata tale architettura           dure richieste dai VNFM in base       da ETSI, rappresentate in Figura 1
verso l’automazione. Questa pro-         nella NFV                                Sebbene specializzata nell’espleta-          ed evidenzia le tre tipologie di mo-           alla disponibilità residua e alle     dal blocco funzionale denominato
grammabilità si traduce in molti                                                  re una ben determinata funzionali-           duli che espletano funzionalità di             policy imposte dall’operatore.        NFVOPS (NFV Operational Tools),
casi nella scrittura di file e script    Una quota parte considerevole del        tà di rete, dal punto di vista dell’ar-      gestione e orchestrazione, comples-        •   Uno o più VIM (Virtualised In-        che include ulteriori strumenti di au-
(che descrivono in modo formale          percorso di trasformazione verso la      chitettura NFV una VNF costituisce           sivamente identificati come MANO:              frastructure Manager) cui viene       tomazione finalizzati all’erogazione
e strutturato la configurazione di       Network Automation è passata, e          un elemento atomico con il quale             • Uno o più VNFM (VNF Manager)                 demandata la gestione delle           di servizi di virtualizzazione alle VNF
un apparato o servizio) interpre-        sta passando, attraverso l’adozione      è possibile interagire mediante al-               deputati alla gestione automa-            risorse virtualizzate, di calcolo,    ed alla realizzazione di altre funzio-
tati, composti ed eseguiti in modo       del paradigma Network Functions          cune operazioni standard che ne                   tizzata del ciclo di vita delle VNF       memoria e rete, messe a dispo-        nalità utili a migliorare l’operativi-
guidato ed automatico da appositi        Virtualisation, il cui scopo è quello    regolano il ciclo di vita (Life Cycle             dispiegate sull’infrastruttura.           sizione dall’ NFVI (Infrastruttura    tà dell’NFVI in senso ampio. Qui di
programmi che rendono le opera-          di separare il software che imple-       Management-LCM). Tra queste, ad                                                             NFV), ovvero dalla totalità dei       seguito sono riportati due esempi
zioni facilmente ripetibili, eliminan-   menta una data funzionalità di rete      esempio, vi è la creazione di una                                                           componenti che costituiscono          significativi di utilizzo degli NFVOPS
do progressivamente i possibili er-      dall’hardware sui cui viene eseguito.    nuova istanza della VNF, un’ope-
rori di esecuzione.                      Tale separazione è resa possibile da     razione complessa che comporta                 1
Nei domini di trasporto, IP, control-    uno strato di astrazione denominato      la creazione delle relative risorse            Architettura di riferimento per
                                                                                                                                 l'automazione NFV
lo di rete e servizi, la Network Au-     hypervisor. Una funzione di rete che     virtuali di calcolo, memoria e rete
tomation si esplicita in due ambiti      rispetta il modello NFV viene detta      sull’infrastruttura e la loro confi-
principali: la NFV (Network Function     VNF (Virtual Network Function).          gurazione a partire dal cosiddetto
Virtualisation), che ha come obiet-      A 3 anni dall’avvio di questo percor-    “descrittore”, contenente le im-
tivo la realizzazione e l’esecuzione     so, TIM dispone oggi di un’infrastrut-   magini eseguibili ed i file con le ca-
di funzioni di rete su generici server   tura distribuita in corrispondenza       ratteristiche specifiche di ciascuna
informatici, ed il SDN (Software De-     dei 4 inner PoP che ospita circa 30      componente. Per quanto comples-
fined Networking), che si propone di     VNF a traffico (e.g., MMS, Rete In-      sa, la creazione di una VNF è gene-
centralizzare il controllo dei servizi   telligente, AAA server, piattaforme      ralmente ritenuta un’operazione di
di rete erogabili dalle infrastrutture   VAS e presence, funzionalità SON         Base LCM in confronto a funziona-
IP. Le due soluzioni sono fortemen-      a supporto dell’automazione della        lità “avanzate” come la capacità di
te complementari e si integreranno       rete di accesso mobile). Oltre a ciò,    adattare dinamicamente ed auto-
nel medio periodo prefigurando un        più di 40 funzioni di rete risultano     maticamente la dimensione delle
nuovo concetto integrato ed auto-        attualmente “in lavorazione”, ovve-      risorse virtuali al carico sostenuto
matico della rete end-to-end.            ro di prossima virtualizzazione.         (i.e., scaling) o l’abilità di ripristina-
TIM ha intrapreso un percorso di         Al crescere del numero delle VNF, e      re componenti qualora diventino
trasformazione della rete verso la       quindi della dimensione e comples-       indisponibili, ad esempio a seguito
digitalizzazione e l’automazione         sità dell’infrastruttura NFV, la piena   di un guasto (i.e., self-healing). Il
la cui attuazione comporterà non         automazione dell’infrastruttura vir-     Full LCM è dunque ottenibile solo
solo l’adattamento all’utilizzo del-     tualizzata e delle funzioni ospitate     laddove risultino abilitate sia le
NETWORK AUTOMATION SDN/NFV - Gruppo Telecom Italia
6                                                                                                    notiziariotecnico        anno 27  1/2018                                                                                                     7

come elemento abilitante l’automa-           te rilevante per la NFV è la necessità     campione di oltre 300 VNF commer-                                                                                           2
zione delle VNF:                             di garantire un accesso controllato        ciali afferenti a numerosi domini di                                                                                        Trend relativo alla disponibilità del
• automazione dei servizi di con-            all’infrastruttura, ottenibile tramite     rete (e.g., accesso fisso/mobile, core                                                                                      VNF lifecycle management

      nettività richiesti dalle VM, nel      il partizionamento logico delle risor-     mobile, user plane infrastrutturale,
      caso in cui questi debbano es-         se virtualizzate consumabili tramite       control plane infrastrutturale, VAS,
      sere erogati dai nodi di rete che      una o più istanze di VIM. A tal fine, si   etc.), anche i vendor stanno intra-
      collegano tra di loro i server fisi-   rende necessario che:                      prendendo un percorso di matura-
      ci e non possano essere model-         • VIM e NFVO abilitino modelli             zione che dovrebbe portare a que-
      lati dal VIM;                               di multi-tenancy ovvero con-          sto obiettivo. Stando allo scenario                                                                                          Network Automation:
• raccolta di allarmi o notifiche di              sentano di implementare uni-          odierno, i principali punti di atten-                                                                                        come l’automazione
      superamento soglia necessari                tà organizzative dette tenant         zione risultano essere:                                                                                                      cambia il modo di
      all’implementazione delle logi-             – tipicamente corrispondenti a        • l’esigenza, tipicamente mani-                                                                                              gestire le reti IP
      che di closed control loop, ovve-           VNF, Network Service o struttu-            festata dalle VNF prestazio-
      ro l’innesco automatico da parte            re aziendali – e di associare loro         nalmente più critiche (i.e., user                                                                                       Le soluzioni architetturali e sistemi-
      di VNFM e NFVO di azioni di li-             una quota massima di risorse               plane e accesso), di “forare” lo                                                                                        stiche mediante cui oggi vengono
      fecycle management correttive               consumabili;                               strato di astrazione introdot-                                                                                          erogati e gestiti i servizi di connet-
      (e.g., scaling out, self-healing,      • sussista una corrispondenza tra               to dall’hypervisor con tecniche      to di molte operatività gestionali ed    da circa un decennio, stia afferman-      tività sulle infrastrutture di rete IP,
      etc.). Anche se lo standard ETSI            i tenant definiti a livello di NFVO        quali CPU pinning, SR-IOV e          il raggiungimento di benefici end-       dosi in veste di standard de facto        pur assicurando già un discreto li-
      sancisce che le informazioni di             e quelli a livello di VIM, così da         NUMA;                                to-end richiedono l’integrazione con     una comunità open source poten-           vello di automatizzazione nell’ese-
      guasto e/o performance consu-               assicurarsi che le quote impo-        • il ritardo nel supporto della ge-       strumenti aggiuntivi di automazio-       zialmente molto più aperta e fles-        cuzione delle varie fasi delle attività
      mabili dalle funzioni di orche-             state per i primi vengano effet-           stione del ciclo di vita, spesso     ne da coniugare con l’evoluzione e       sibile ma soggetta a modalità ope-        di configurazione e manutenzione,
      strazione debbano esulare dalla             tivamente rispettate.                      collocato come ultimo poten-         lo snellimento dei processi sottesi.     rative diverse rispetto a quelle cui i    sono ancora improntati ad una or-
      componente applicativa e ven-                                                          ziamento nelle roadmap di pro-       Non essendo possibile ricondurre         Telco sono abituati.                      ganizzazione dei processi che pre-
      gano recuperate direttamente                                                           dotto.                               tutti gli use case ad un insieme limi-   Il trend evolutivo delle VNF eviden-      suppone lo svolgimento di molte
      dal VIM, laddove l’operatore                                                      La Figura 2 rappresenta la percen-        tato e ben definito, la sfida consiste   ziato dall’indagine interna unita-        attività manualmente.
      disponga già di un proprio siste-      Maturità delle VNF                         tuale di VNF coinvolte nella survey       nell’individuazione di un compro-        mente al piano di attività che TIM        Introdurre strumenti per inseguire
      ma di monitoraggio, si pone la         commerciali                                che supportano procedure di li-           messo tra la limitazione del nume-       si è data autorizzano a considerare       e gestire la crescente complessità
      tematica dell’integrazione con                                                    fecycle management; si può osser-         ro di modelli di servizio supportati     il 2018 come l’anno nel quale l’au-       della rete e dei suoi sistemi non è
      questi ultimi al fine di evitare       Per ottenere tutti i benefici attesi       vare come l’adozione diffusa delle        – che comporterebbe l’esclusione         tomazione verrà abilitata in modo         più sufficiente ad affrontare le nuo-
      interferenze e sovrapposizioni di      dal paradigma NFV, è fondamen-             funzionalità più avanzate è attesa        delle VNF meno mature e dunque la        consistente su NFV. TIM ha infatti in     ve sfide della trasformazione digi-
      ruoli.                                 tale che le funzioni di rete siano         per la fine del 2018, vale a dire circa   perdita di parte dei vantaggi econo-     programma di compiere importan-           tale; è necessario perseguire una
L’architettura così definita eviden-         caratterizzate da un’architettura          12 mesi dopo rispetto alla disponibi-     mici derivanti dall’NFV – e l’adozio-    ti passi in avanti rispetto al proprio    riorganizzazione più profonda del
zia come l’automazione necessiti             interna pensata per essere eseguita        lità delle operazioni di gestione del     ne di un approccio esclusivamente        percorso di trasformazione quali          modello architetturale e dei relativi
di una serie di sistemi cooperanti           su ambiente Telco Cloud, ovvero che        ciclo di vita di base.                    “a progetto” – che si tradurrebbe in     l’inserimento in rete dell’orchestra-     processi.
ciascuno specializzato a svolgere un         risultino in possesso delle seguenti                                                 un peggioramento in termini di agi-      tore NFV e la virtualizzazione di im-     La strada per affrontare questa tra-
ben preciso compito. Occorre, tut-           proprietà: astrazione dall’hardwa-                                                   lità e ripetibilità abilitati.           portanti funzioni di rete fissa e mo-     sformazione è tracciata, il mondo
tavia, tenere in conto altri requisiti       re sottostante, distribuzione delle                                                  Concentrandosi sul livello di virtua-    bile sufficientemente mature, come        del computing e dell’information
non funzionali ma indispensabili al          informazioni di stato, elasticità e        Prossimi passi                            lizzazione delle risorse di compu-       ad esempio l’ EPC (Evolved Packet         technology ha già intrapreso con
fine di poter rendere tali sistemi fru-      gestione automatizzata del ciclo di                                                  ting, storage e networking vale la       Core), l’IMS mobile / VoLTE e diverse     successo questo percorso molti
ibili in una realtà strutturata come         vita.                                      Sebbene l’orchestrazione svolga il        pena infine sottolineare come, pa-       componenti di front end dell’archi-       anni fa. L’evoluzione in questo am-
quella di un operatore di telecomu-          Come evidenziato da TIM con un’in-         ruolo di motore per la gestione del       rallelamente alle implementazioni        tettura Data Layer, come ad esem-         bito ha portato all’organizzazione
nicazioni. Tra questi particolarmen-         dagine condotta nel 2017 su un             ciclo di vita delle VNF, l’adempimen-     proprietarie disponibili sul mercato     pio HSS e PCRF.                           dell’architettura secondo principi di
NETWORK AUTOMATION SDN/NFV - Gruppo Telecom Italia
8                                                                                                  notiziariotecnico        anno 27  1/2018                              APPROFONDIMENTO
                                                                                                                                                                                                                                                   9

                                                                                                                                DALL’ATTIVAZIONE DI UN
                                                                                                                                MODELLO DI SERVIZIO
astrazione e modularità e all’intro-       L’architettura di                          le limitazioni dei tradizionali modelli
duzione di interfacce aperte.              riferimento del                            verticali a “silos”, la piattaforma re-
                                           dominio E2E SDN
                                                                                                                                ALLA CONFIGURAZIONE
Trasposto nel contesto delle reti di                                                  alizza in modo integrato e sinergico
telecomunicazione, il modello da           per la network                             anche le funzioni di raccolta ed ela-
                                           automation dei servizi
                                                                                                                                AUTOMATICA DELLE RISORSE
adottare è quello del SDN. Esso pre-                                                  borazione dei dati di monitoraggio
vede di introdurre opportuni livelli di    di connettività IP                         delle risorse del dominio di riferi-
astrazione, che permettano di con-                                                    mento.
finare la complessità ed esportarne
una rappresentazione che consenta
agli strati più alti della catena di ge-
                                           La Figura 3 illustra l’architettura di
                                           riferimento della piattaforma E2E
                                           SDN Controller per l’introduzione
                                                                                      Per semplicità possiamo riassume-
                                                                                      re l’organizzazione dell’E2E SDN
                                                                                      Controller in termini di tre macro-
                                                                                                                                DI RETE
stione di semplificare notevolmente        della network automation nel do-           componenti. Il componente “IP Con-
l’interazione con la rete e governar-      minio dei servizi di connettività e        nectivity Management and Control”         La Figura A schematizza il processo di “compilazione”        integrati da tutti quei parametri necessari alla configu-
ne in modo efficace l’evoluzione.          trasporto IP. La piattaforma ha il         (Figura 3) svolge tutte le funzioni di    di una richiesta, espressa tramite l’API “intent-based”      razione del servizio sui nodi di rete.
                                           compito di gestire e controllare le        configurazione e controllo degli ele-     da parte dei sistemi di orchestrazione di servizio, che si   A questo punto vengono richiamati i modelli di servizio sui
  3                                        risorse di dominio end-to-end, os-         menti di rete. Espone un’interfaccia      traduce in modo automatico e consistente nella confi-        nodi individuati. Essi consisteranno nel data model YANG
  Architettura di riferimento della        sia tutti gli elementi di rete coinvolti   API “intent-based” verso i sistemi        gurazione degli elementi di rete che realizzano il mo-       e nel rispettivo codice XML. I modelli di servizio saranno
  piattaforma E2E SDN Controller           nella catena con cui viene erogato il      OSS di orchestrazione di servizio,        dello di servizio richiamato.                                costituiti, a loro volta, dalla composizione di modelli più
  per l’introduzione della network
  automation nel dominio                   servizio di connettività. Per superare     mediante la quale riceve richieste        In una prima fase, la richiesta di istanziare il modello     elementari; questi ultimi rappresentano i “mattoncini”
  dei servizi di connettività e                                                                                                 di servizio “X” viene scomposta negli elementi di rete       base con cui è possibile sfruttare i principi di modularità e
  trasporto IP
                                                                                                                                che realizzano la catena di servizio end-to-end, identi-     riutilizzabilità nello sviluppo dei modelli 
                                                                                                                                ficando anche la tipologia dei nodi coinvolti nella rea-
                                                                                                                                lizzazione dell’istanza. I parametri che caratterizzano la
                                                                                                                                richiesta ricevuta dall’orchestratore di servizio vengono                  A
                                                                                                                                                                                                           Configurazione automatica degli
                                                                                                                                                                                                           elementi di rete a partire dal modello di
                                                                                                                                                                                                           servizio
NETWORK AUTOMATION SDN/NFV - Gruppo Telecom Italia
10                                                                                                   notiziariotecnico         anno 27  1/2018                                                                                                    11

ad alto livello, relative alla gestione     raccolta dei dati di monitoraggio,       to inizialmente da AT&T e portato
del ciclo di vita dei servizi di con-       si inserisce la funzione di “Closed-     avanti dal progetto Open CORD [3]
nettività IP offerti a catalogo, che        Loop Logic”. Quest’ultima consen-        che ha l’obiettivo di realizzarne una
vengono tradotte in modo automa-            te di sviluppare ed installare sulla     Reference Implementation basata
tico e consistente in configurazioni.       piattaforma E2E SDN Controller           su software open source.
I servizi a catalogo sono specificati       delle “app” che codificano in modo       Un aspetto che rende particolar-
tipicamente nel linguaggio di mo-           programmatico delle logiche di in-       mente interessante la proposta
dellizzazione YANG [2]. Il compo-           tervento automatico, al verificarsi di   CORD è la standardizzazione dell’ar-
nente si interfaccia quindi in modo         determinati eventi in rete (“Network     chitettura del CO che scala in accor-
attivo con le risorse per modificarne       events” in Figura 3). Queste possono     do con le dimensioni della centrale
lo stato operativo, realizzando le          consistere ad esempio in azioni cor-     (numero di clienti attestati) e con le
operazioni di (ri-)configurazione ed        rettive o attivazione di funzionalità    funzioni di rete virtualizzate che de-
interazione con il piano di control-        di misura. Le “app” di Closed-Loop       vono essere ospitate nella centrale
lo necessarie. Per il provisioning di       Logic mirano a rimediare in modo         stessa.
servizi che coinvolgono l’utilizzo di       autonomo una varia casistica di          L’architettura di riferimento di un
risorse di altri domini (ad esempio         possibili anomalie, nella prospetti-     CO realizzato secondo il concetto
NFV) il componente si interfaccia           va di evoluzione verso il modello di     CORD è mostrata in Figura 4.
anche con i rispettivi orchestratori.       “Self-driving network”.                  Il cuore di questa architettura è un
Il componente “Metrics and KPI Col-                                                  datacenter composto da una serie di
lection and Generation” (a destra in                                                 server, sui quali risiedono le funzioni       4
                                                                                                                                   Architettura di Riferimento CORD
Figura 3) svolge le funzioni di rac-                                                 di rete virtualizzate, collegati fra loro
colta dei dati di monitoraggio del-         L’architettura CORD                      da una fabric. La fabric ha una topo-
le risorse del dominio, garantendo          e il dimostratore                        logia di tipo leaf and spine, realizzata
l’osservabilità continua dello stato        FutureNet                                con switch white box, che fornisce               SD-WAN, …) per la clientela bu-           saggio a una gestione dei con-         Per quanto riguarda il software,
operativo degli elementi di rete e di                                                connettività in modo non bloccante               siness, in ambito metropolitano           tainer con kubernetes [4]              la disaggregazione è basata sulla
successiva elaborazione per gene-           Proseguendo il percorso verso la di-     e garantisce scalabilità e ridondanza.           e geografico                         • ONOS: SDN controller che ge-              scomposizione delle funzionalità di
rare le metriche ed i KPI associati ai      gitalizzazione e l’automazione, un       Al datacenter sono quindi collegati         • M-CORD: supporta i nuovi ser-                stisce sia gli switch “white-box”      controllo in componenti indipen-
servizi di connettività gestiti. I dati     passo successivo consiste nel ripen-     gli apparati utilizzati per realizzare la        vizi mobili 5G in modalità distri-        della fabric sia le reti overlay       denti, ciascuna potenzialmente rea-
raccolti ed elaborati vengono poi in-       sare completamente l’architettura        rete di accesso verso i clienti e la rete        buita verso l’edge della rete             (VTN, Virtual Tenant Network)          lizzata da un diverso fornitore.
viati ai sistemi OSS che ne effettua-       di una centrale di telecomunicazioni     di trasporto verso altri CO.                La piattaforma software di CORD                realizzate su di essa;                 La disaggregazione dell’hardware
no la storicizzazione e li utilizzano ai    o CO (Central Office), reinterpretan-    Il nodo CORD prevede la connessio-          si basa su una pluralità di proget-       • XOS: Framework di orchestra-              prevede che le funzionalità del data
fini di analisi e reportistica.             do ed integrando in ottica evolutiva     ne di clienti residenziali e business       ti open source (vedi Figura 5), tra            zione per assemblare e compor-         plane siano realizzate da blocchi
I due componenti illustrati si scam-        i principi di NFV ed SDN. L’idea alla    attraverso una rete di accesso fissa        cui:                                           re i servizi all’interno del singolo   elementari che svolgono una singo-
biano informazioni necessarie a             base di questa rivoluzione è quel-       o mobile e realizza un’implementa-          • OpenStack/Docker: fornisco-                  nodo.                                  la funzione, indipendentemente dal
programmare la raccolta dei dati e          la di rendere le centrali sempre più     zione di riferimento a supporto di tre           no rispettivamente le funzio-        Tra le caratteristiche fondamentali         particolare servizio, e controllabile
l’elaborazione delle metriche presta-       simili a datacenter eliminando, per      use case specifici:                              ni di IaaS per creare e gestire      dell’architettura CORD vanno certa-         da sistemi operativi e controller di
zionali e relative soglie di verifica, in   quanto possibile, la presenza di ap-     • R-CORD: per i servizi di con-                  macchine virtuali e reti virtuali    mente indicate la separazione tra pia-      terze parti. Un esempio è costituito
relazione al modello di servizio asso-      parati dedicati a specifiche funzioni.        nettività con rete fissa per la             e una soluzione per istanziare       no dati e piano di controllo, secondo il    dagli switch “white box”, cioè har-
ciato, ovvero a notificare eventuali        L’esempio principale di architettura          clientela residenziale (GPON,               elementi di servizio mediante        paradigma SDN e la disaggregazione          dware specializzato per il forwarding
aggiornamenti sullo stato della rete.       di questo tipo è costituito da CORD           XGSPON, NGPON2 …)                           la tecnologia dei container; nel-    delle funzioni di rete, che può essere      elettronico di pacchetti. Analoga-
Tra il lato attivo dell’attuazione del-     (Central Office Re-architected as a      • E-CORD: supporta i servizi                     la release 6.0, pianificata per la   coniugata sia dal punto di vista sof-       mente ci possono essere “white box
le richieste di servizio e quello della     Datacenter), un concetto lancia-              avanzati di connettività (VPN,              metà del 2018, è previsto il pas-    tware, sia da quello hardware.              ottici” che svolgono commutazione
NETWORK AUTOMATION SDN/NFV - Gruppo Telecom Italia
12                                              APPROFONDIMENTO                                notiziariotecnico        anno 27  1/2018                               APPROFONDIMENTO
                                                                                                                                                                                                                                           13

                               STANDARD E
                         OPEN COMMUNITIES                                                                                                                 A

                             NEL CONTESTO
                                                                                                                                                          Standard Fora e Communities attive per la Network
                                                                                                                                                          Automation

                                “NETWORK
                             AUTOMATION”                                                                                  packages pre-commerciali che indirizzano l’orchestra-
                                                                                                                          zione e la virtualizzazione delle reti ed il loro collaudo.
                                                                                                                          I vari enti di Standardizzazione e Fora (e.g., 3GPP,
                                                                                                                                                                                         sment della maturità digitale di una azienda (DMM:
                                                                                                                                                                                         Digital Maturity Model).
                                                                                                                                                                                         Con l’obiettivo di supportare il processo di “digital
                                                                                                                          NGMN, ONF-ON.Lab, ETSI, TM Forum, etc) a loro volta            transformation” che tutte le principali Telco hanno in-
                                                  Massimo Banzi, Cecilia Corbi, Pierpaolo Marchese                        cercano di “normare“ e sistematizzare i diversi ambiti         trapreso, il TMF sta inoltre adeguando tutti i propri
                                                                                                                          di questa trasformazione.                                      asset a questa nuova realtà, introducendo nuovi mo-
                                                                                                                          In ETSI oltre alle iniziative consolidate quali NFV, OSM,      delli architetturali ODA (Open Digital Architecture) che
                                                                                                                          è da poco nato un ISG (Industry Specification Group)           nativamente inglobino i principi citati sopra e utilizzino
La necessità di erogare servizi digitali in modo sempre      turali in grado di garantire nativamente flessibilità, au-   ZSM (Zero-touch network and Service Management)                API standardizzate (rilasciate con licenza Apache 2.0),
più flessibile, in linea con le esigenze del mercato e con   tomazione, livelli di qualità, sicurezza dei dati.           che si propone di definire Use Case, Architetture e re-        che integrino i loro asset con il progetto ONAP che sta
i principi della nuova rete 5G, ha portato alla crescen-     Standards ed enti di ricerca collaborativa stanno indi-      quisiti funzionali dell’orchestrazione delle nuove reti        sempre più assumendo rilevanza.
te virtualizzazione delle infrastrutture di rete e a tec-    rizzando questo percorso di trasformazione in modo           TLC. In 3GPP, SA5 sviluppa analoghi concetti riguardo          L’importanza di avere infrastrutture di rete costruite su
nologie abilitanti come il Network Slicing (reti logiche     articolato e pragmatico, tramite specifiche che indiriz-     alla Rete 5G, e come Orchestrazione e Slicing statico e        modelli di automazione nativa e ridotto effort gestio-
dedicate con funzionalità specifiche per cliente o tipo      zino casi d’uso di interesse collettivo.                     dinamico possano indirizzare la specifica della Rete di        nale, gia’ perseguita con successo nei Data Centre, è
di servizio che insistono sulla medesima infrastruttura      Inevitabilmente si cerca la condivisione di approcci         Accesso e Rete Core tramite virtualizzazione ed archi-         evidenziata anche nell’impegno che gli stessi OTT vi
fisica), ed il Machine Learning applicato alla rete, per     convergenti, costi e rischi e le Community Open Source       tettura a microservices                                        dedicano. Nel 2016 Facebook ha promosso il TIP (Te-
garantirne la riconfigurazione automatica attraverso         diventano il modello naturale in cui la soluzione ad un      Il TM Forum, molto attento anche agli aspetti di inte-         lecom Infra Project, http://telecominfraproject.com/)
soluzioni di Intelligenza Artificiale ed “anticipare” le     problema comune prende forma mediante lo sviluppo            grazione Rete e BSS, dal 2014 ha avviato il progetto           che si propone di far collaborare tutti gli stakeholder,
esigenze prestazionali del cliente o possibili degradi       di Reference Implementations. Nell’area della network        ZOOM (Zero-touch Operation, Orchestration and Ma-              tra cui importanti operatori come DT, Telefonica, Voda-
delle prestazioni di rete.                                   automation, Linux Foundation Networking (https://            nagement.       https://www.tmforum.org/collaboration/         fone, BT, TIM, per disegnare l’infrastruttura di rete del
Questo si accompagna ad una evoluzione dei siste-            www.linuxfoundation.org/projects/networking/)           ha   zoom-project/) per sostenere l’evoluzione dei sistemi          futuro su principi di sostenibilita’ economica, impiego
mi di gestione che devono fornire funzionalità con SLA       incorporato iniziative quali ONAP ed OPNFV, a cui par-       di gestione, delle metodologie (DevOps), delle com-            di White Boxes ed open source, scalabililita’ ed utilizzo
sempre più sfidanti, applicando nuovi modelli architet-      tecipa anche TIM, che stanno sviluppando soluzioni e         petenze, oltre che per fornire ambienti di auto Asses-         nativo di tecniche di Artificial Intelligence 
NETWORK AUTOMATION SDN/NFV - Gruppo Telecom Italia
14                                                                                                notiziariotecnico         anno 27  1/2018                                                                                                        15

                                                                                                                              FutureNet riproduce un’area metro         Network Automation rappresenta           ulteriormente e compenetrarsi nel
                                                                                                                              in cui alcuni nodi di accesso multi-      quindi un passaggio fondamentale         futuro. È il caso dell’architettura
                                                                                                                              servizio sono interconnessi attraver-     per gestire sempre meglio la cre-        CORD, su cui TIM sta conducendo
                                                                                                                              so una rete di trasporto disaggre-        scente complessità della rete e dei      sperimentazioni, che combina le di-
                                                                                                                              gata e controllata da un controller       suoi sistemi. L’evoluzione avviata in    mensioni NFV e SDN con i principi
                                                                                                                              Transport-SDN. Nel dimostratore           questo senso, consentirà non solo        della disaggregazione, prefiguran-
                                                                                                                              sono stati implementati gli use case      di incrementare significativamente       do la trasformazione dei siti di cen-
                                                                                                                              per i servizi residenziali, mobili ed     l’efficienza delle attività di gestio-   trale secondo un modello mutuato
                                                                                                                              enterprise.                               ne della rete, ma si rifletterà posi-    dal mondo dei datacenter 
                                                                                                                              Il software CORD ha per il momento        tivamente anche sulla customer-
                                                                                                                              una maturità limitata che lo rende        experience, attraverso la riduzione
                                                                                                                              adatto principalmente allo svilup-        dei tempi di attivazione dei servizi
                                                                                                                              po di PoC (Proof of Concept), ma la       e abilitando più diffusamente mo-
                                                                                                                              sua rapida evoluzione e continuo          delli di self-provisioning. Le aree in   Note
                                                                                                                              aggiornamento lo rendono decisa-          cui la Network Automation gioca
                                                                                                                              mente interessante per applicazioni       un ruolo fondamentale sono in-           [1] Maggiori dettagli possono essere
                                                                                                                              nel medio/lungo termine.                  nanzi tutto quella della NFV, per la          trovati nella documentazione dell’i-
                                                                                                                              Fra gli obiettivi principali del dimo-    realizzazione software delle funzio-          niziativa OpenROADM [6], dove sono
                                                                                                                              stratore FutureNet c’è anche la ve-       nalità di rete e quella della gestio-         stati individuati e modellizzati con il
  5
  CORD: Architettura del Software                                                                                             rifica sperimentale della possibilità     ne e controllo della connettività IP          linguaggio YANG i moduli base per
  di Controllo                                                                                                                di integrare lo strato software CORD      attraverso soluzioni di SDN. In am-           la realizzazione di una rete di tra-
                                         Per quanto riguarda i nodi di acces-      che espone verso il controllo di rete      in un’architettura generale di con-       bito NFV, l’automazione è cruciale            sporto ottica disaggregata.
                                         so (OLT) la disaggregazione har-          delle interfacce di gestione e confi-      trollo ed orchestrazione e la defini-     nel fornire soluzioni per rispondere
ottica di lunghezze d’onda o termi-      dware porta ad eliminare le funzio-       gurazione unificate e indipendenti         zione di requisiti e linee guida per il   in modo efficace alle sfide poste
nazione ottica di segnali provenienti    nalità di commutazione del piano          dal fornitore e dalla tecnologia uti-      deployment. In particolare, sembra        dalla gestione della complessità
dalla rete di accesso o di trasporto.    dati realizzate dalla Switching Fa-       lizzata.                                   molto interessante l’integrazione         infrastrutturale e delle peculiarità
La disaggregazione delle funzioni        bric del nodo, mentre la terminazio-      La disaggregazione del nodo di tra-        con la piattaforma di orchestra-          dei requisiti applicativi. Nell’ambito   Bibliografia
di rete ha conseguenze dirompen-         ne del livello fisico della rete ottica   sporto ottico, in aggiunta alla sepa-      zione e automazione open source           delle reti IP, l’evoluzione in ottica
ti sull’architettura hardware delle      di accesso (PON) è implementata           razione del piano dati da quello di        ONAP (Open Network Automation             di Network Automation significa          1.    ETSI ISG NFV, Homepage,
centrali, in quanto comporta la qua-     mediante blade specializzate o at-        controllo, prevede la suddivisione         Platform) [5].                            fare leva sui principi di astrazione e         http://www.etsi.org/technologies-
si totale eliminazione di apparati       traverso dispositivi pluggable inse-      del nodo di trasporto, attualmente                                                   semplificazione, insiti nell’approc-           clusters/technologies/nfv
dedicati a specifici servizi.            ribili direttamente nelle porte degli     monolitico, in una serie di moduli                                                   cio SDN, per gestire il ciclo di vita    2.    M. Bjorklund, “YANG - A Data Mo-
Più in dettaglio, il piano dati a pac-   switch white-box della Fabric.            funzionali controllati separatamen-                                                  dei servizi di connettività IP, tradu-         deling Language for the Network
chetto è realizzato dalla Switching      Per rendere il controllo e la configu-    te e che possono eventualmente             Conclusioni                               cendo in modo automatico e consi-              Configuration Protocol (NET-
Fabric, sia per ciò che riguarda lo      razione delle terminazioni della rete     essere realizzati da costruttori diffe-                                              stente le richieste espresse ad alto           CONF)”, IETF RFC 6020,
switching interno al nodo, sia per il    di accesso indipendenti dalle spe-        renti [nota 1].                            Il percorso di trasformazione di TIM      livello in operazioni di controllo e           https://tools.ietf.org/html/
forwarding a livello IP verso il resto   cifiche implementazioni dei diversi       In quest’ottica, TIM ha sviluppato         in una Digital Telco richiede anche       configurazione di rete. Queste due             rfc6020, Ottobre 2010
della rete e, insieme al piano di con-   partner tecnologici è stato introdot-     il dimostratore FutureNet dedicato         di trasformare in profondità il modo      aree evolutive, già oggi fortemente      3.    CORD https://opencord.org/
trollo virtualizzato, sostituisce com-   to nell’architettura CORD uno stra-       all’evoluzione della rete, per verifica-   di gestire le infrastrutture ed i ser-    complementari nel supportare la          4.    Kubernetes https://kubernetes.io/
pletamente switch o router integrati     to software di astrazione chiamato        re la fattibilità e la convenienza del-    vizi di rete, introducendo soluzioni      trasformazione verso il nuovo mo-        5.    ONAP https://www.onap.org/
verticalmente a livello di hardware e    vOLT-HA (Virtual Optical Line Ter-        le tecnologie e dei principi alla base     in grado di semplificare ed automa-       dello di Digital Telco, saranno vero-    6.    OpenROADM
software.                                mination - Hardware Abstraction),         dell’approccio CORD. Il dimostratore       tizzare le attività ed i processi. La     similmente destinate ad integrarsi             http://openroadm.org/home.html
NETWORK AUTOMATION SDN/NFV - Gruppo Telecom Italia
16                                                                                            notiziariotecnico    anno 27  1/2018                                                                                                                      17

Acronimi
AAA      Authentication Authorization Accounting           OLT      Optical Line Termination
API      Application Programming Interface                 ONAP     Open Network Automation Platform
CO       Central Office                                    OSS      Operations Support System
CORD     Central Office Re-architected as a Datacenter     PCRF     Policy and Charging Rules Function
CPU      Central Processing Unit                           PoC      Proof of Concept                                                        Carlo Cavazzoni		           carlo.cavazzoni@telecomitalia.it

E-CORD   Enterprise-CORD                                   PON      Passive Optical Network                                                 ingegnere elettronico, in Azienda dal 1994 dove si è inizialmente occupato di modellizzazione di amplificatori
                                                                                                                                            ottici e di architetture di reti ottiche di trasporto. È stato coinvolto in numerosi progetti di ricerca europei
EM       Element Manager                                   R-CORD   Residential CORD                                                        nell’ambito dei quali ha lavorato alla definizione e alla valutazione sperimentale di soluzioni di rete innovative
EPC      Evolved Packet Core                               SD-WAN Software Defined Wide Area Network                                        per lo sviluppo di reti ottiche flessibili e intelligenti in grado di supportare la realizzazione di servizi di trasporto
                                                                                                                                            dinamici. Ha contribuito alla introduzione in rete della tecnologia “Packet Transport” con lo scouting iniziale,
ETSI     European Telecommunications Standards Institute   SDN      Software Defined Networking                                             la definizione delle specifiche, la valutazione della gara di appalto e la validazione per l’inserimento in
GPON     Gigabit-capable Passive Optical Network           SR-IOV   Single Root Input/Output Virtualization                                 campo nella rete di trasporto metro-regionale. Dal 2014 si è occupato dell’utilizzo delle tecnologie SDN per
                                                                                                                                            l’automazione della rete di trasporto. È autore di numerose pubblicazioni e brevetti. Attualmente svolge la sua
HSS      Home Subscriber Service                           VIM      Virtualised Infrastructure Manager                                      attività nell’area “IP, Transport and Core Innovation”, dove è responsabile del laboratorio “Reti ottiche” e dal
IaaS     Infrastructure as a Service                       VLAN     Virtual LAN                                                             2017 coordina la realizzazione del dimostratore di rete FutureNet per verificare la fattibilità e la convenienza
                                                                                                                                            della trasformazione delle centrali di telecomunicazioni in datacenter. 
IMS      IP Multimedia Subsystem                           VNF      Virtualised Network Function
ISG      Industry Specification Group                      VNFM     VNF Manager
LAN      Local Area Network                                VAS      Value-Added Service
LCM      Life Cycle Management                             VoLTE    Voice over LTE                                                          Nicola Santinelli           nicola.santinelli@telecomitalia.it
LTE      Long Term Evolution                               vOLT-HA Virtual Optical Line Termination - Hardware Ab-                          Ingegnere delle Telecomunicazioni, entra in Azienda nel 2014 e da allora collabora nell’Ingegneria NFV.
                                                                                                                                            Dapprima responsabile del presidio della normativa in ambito ETSI (ISG NFV) e di vari Forum Opensource, ha
M-CORD   Mobile-CORD                                                straction
                                                                                                                                            approfondito gli aspetti architetturali portando numerosi contributi originali. Dal 2016 contribuisce attivamente
MANO     MANagement and Orchestration                      VPN      Virtual Private Network                                                 alle attività di progettazione, selezione delle tecnologie, e dispiegamento delle soluzioni di Automation della
                                                                                                                                            NFV con particolare riferimento all’orchestratore NFVO. Nicola è attualmente responsabile, svolgendo
MMS      Multimedia Messaging Service                      VTN      Virtual Tenant Network
                                                                                                                                            contestualmente il ruolo di Product Owner nelle attività di sviluppo internalizzato, della realizzazione della
NFV      Network Functions Virtualisation                  VXLAN    Virtual eXtensible LAN                                                  soluzione di Inventory per l’infrastruttura NFV 
NFVO     NFV Orchestrator                                  XGSPON 10-Gigabit-capable Symmetric Passive Optical
NFVI     NFV Infrastructure                                         Network
NGPON2 Next-Generation Passive Optical Network 2           XML      eXtensible Markup Language
NUMA     Non-Uniform Memory Access                         YANG     Yet Another Next Generation

                                                                                                                                           Vinicio Vercellone           vinicio.vercellone@telecomitalia.it
                                                                                                                                           ingegnere elettronico, nel 1984 entra in Azienda. Intraprende la sua attività in CSELT, dove inizialmente è
                                                                                                                                           impegnato nella ricerca e sviluppo della tecnica ATM e delle sue applicazioni. Dal 1997 al 2000, nell’ambito
                                                                                                                                           della sua attività di ricerca, ricopre anche l'incarico di docente presso il Politecnico di Torino. Durante la sua
                                                                                                                                           carriera ha contribuito a varie attività e progetti di ricerca nel settore del networking IP ed MPLS e dei relativi
                                                                                                                                           servizi di rete, dall’introduzione dei servizi MPLS VPN, al primo sviluppo della rete metropolitana OPM. In
                                                                                                                                           seguito le sue attività di ricerca si sono focalizzate sul Software Defined Networking. In questo ambito è
                                                                                                                                           stato responsabile della partecipazione ai progetti di ricerca europei FP7 UNIFY e H2020 5G Exchange e
                                                                                                                                           di varie iniziative di collaborazione con il mondo accademico. È autore di numerosi brevetti internazionali
                                                                                                                                           e pubblicazioni. Attualmente svolge la sua attività nell'area di ingegneria della Network Automation, dove
                                                                                                                                           contribuisce alla definizione dell’architettura e delle soluzioni per introdurre l’automazione dei servizi di
                                                                                                                                           connettività IP nella rete di TIM 

                                                                                                                                    http://www.telecomitalia.com/tit/it/notiziariotecnico/presentazione.html
NETWORK AUTOMATION SDN/NFV - Gruppo Telecom Italia
Puoi anche leggere