NETWORK AUTOMATION SDN/NFV - Gruppo Telecom Italia
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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
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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
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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
8 notiziariotecnico anno 27 1/2018 APPROFONDIMENTO
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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
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
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 
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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
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
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