برش شبکه چیست و چگونه با 5G کار می کند؟

در دنیای 5G، مجازی سازی و متمرکز کردن منابع، مولفه‌های کلیدی شبکه سازی مقرون به‌صرفه و کم تاخیر در همه محیط‌ها هستند. در این مقاله خواهیم دانست برش شبکه چیست و چگونه کار می‌کند و چه جایگاهی در تکنولوژی 5G دارد. 

برش شبکه چیست؟

برش شبکه در حقیقت معماری شبکه مجازی است که چندین شبکه مجازی را در بالای یک شبکه فیزیکی مشترک ایجاد می‌کند و به انعطاف پذیری بیشتر شبکه کمک می‌کند. شبکه‌های مجازی متعدد ایجاد شده از چندین شبکه قابل دسترسی رادیویی (RAN) یا انواع سرویس های مختلف در حال اجرا در یک RAN پشتیبانی می‌کنند. این عملیات بخشی از مجازی سازی عملکرد شبکه (NFV) است.

هر بخش از یک شبکه دارای عملکردهای شبکه منطقی، قوانین امنیتی و ویژگی‌های عملکردی خود است. برش های مختلف شبکه را می‌توان بسته به موارد مختلف استفاده اختصاص داد. هر قطعه از این برش‌ها دارای معماری شبکه، مکانیک مهندسی و تامین خواهد بود. بسته به موقعیت، قابلیت‌های مدیریت به‌طور مستقل توسط اپراتور شبکه یا مشتری کنترل می‌شود.

برش شبکه چگونه کار می‌کند؟

برش شبکه به قدمت شبکه‌های محلی مجازی (vLAN) است. شبکه‌های محلی مجازی که دستگاه‌هایی را که یک شبکه فیزیکی مشترک دارند،به یکدیگر متصل می‌کنند. برش شبکه با ظهور شبکه‌هایی که از کنترل کننده‌های نرم‌افزاری برای برقراری ارتباط با سخت‌افزار و ترافیک مستقیم استفاده می‌کنند، محبوب‌تر شده است که همچنان به عنوان شبکه تعریف شده نرم‌افزار (SDN) شناخته می‌شود. SDN صفحه کنترل شبکه را که نحوه ارسال داده‌ها را کنترل می‌کند، از صفحه داده که در واقع داده‌ها را ارسال می‌کند، جدا خواهد کرد. صفحه کنترل می‌تواند شبکه‌های مجازی را با تعریف قوانین مدیریت بسته‌های داده و بیرون راندن آن قوانین به صفحه داده برای اجرا تعریف کند.

کنترل صفحه داده برای هر دو دستگاه شبکه فیزیکی و مجازی که تحت کنترلر SDN، سوئیچ فیزیکی در رک یا سوئیچ مجازی در ماشین مجازی مدیریت می‌شوند، قابل اجرا است. پس از ایجاد برش‌های شبکه، هر کدام بهینه‌سازی می‌شوند تا منابع و توپولوژی شبکه را برای سرویس و ترافیک خاصی که از یرش استفاده می‌کند، فراهم کند.

علاوه بر این، هر شبکه کاملا ایزوله شده است به طوری که هیچ برشی نمی‌تواند با ترافیک در یک قطعه دیگر تداخل ایجاد کند. این عمل سه مزیت عمده دارد:

▪️ به کاهش خطر معرفی و اجرای بیش از یک سرویس در یک بخش کمک می‌کند.

▪️ اجازه می‌دهد تا فناوری‌ها و معماری‌های جدید در برش‌های جداگانه گسترش یافته و اجرا شوند.

▪️ امنیت را افزایش می‌دهد و از گسترش حمله سایبری به یک برش به قسمت‌های دیگر جلوگیری می‌کند

 عملکردهایی مانند سرعت، ظرفیت، اتصال و پوشش برای پاسخگویی به نیازهای خاص هر مورد استفاده، توریع می‌شود. تجربه کاربر از بخش شبکه مانند تجزیه یک شبکه، بطور مثال همانند تجزیه یک شبکه فیزیکی، مجزا خواهد بود.

چگونه برش شبکه با فناوری 5G مطابقت دارد؟

برش شبکه برای 5G بسیار مهم است زیرا نسل‌های قبلی مانند 4G، پارتیشن یندی و مجازی سازی شبکه اصلی است. 

برش شبکه همان اصول مجازی سازی را در کل معماری شبکه ارائه دهنده اعمال می‌کند تا نتایج معنی داری را برای مشتریان ارائه دهد، مانند حداقل مقدار توان عملیاتی یا تحویل اولویت بسته‌های داده از انواع خاصی از دستگاه‌ها یا برنامه‌ها.

یک اپراتور 5G می‌تواند ترافیک شبکه‌های رادیویی مختلف را به صورت فیزیکی جدا کند، یک شبکه را تکه‌تکه کند یا ظرفیت چندین شبکه را ترکیب کند و منابع تلفیقی را برش دهد. این قابلیت‌ها به اپراتورهای شبکه اجازه می‌دهد تا سطوح هدف خود را از بازده طیف، ظرفیت ترافیک و چگالی اتصال پشتیبانی کنند.

سه نوع اصلی از خدمات 5G وجود دارد که از برش شبکه استفاده می‌کنند:

▪️ پهنای باند پیشرفته مویایل (eMBB)

▪️ ارتباطات نوع ماشین عظیم (mMTC) 

▪️ ارتباطات با تاخیر کم و در عین حال فوق‌العاده قابل اعتماد (URLLC)

در ادامه به هر یک نگاهی اجمالی خواهیم داشت:

eMBB: این امکان، دسترسی به داده‌های تلفن همراه را به مجموعه‌های متراکم از کاربران استفاده کننده از موبایل و کاربرانی که در مناطق وسیعی پخش شده‌اند را فراهم می‌کند. این ویژگی متکی به ویژگی‌هایی مانند آرایه‌های بزرگ آنتن‌های ورودی/چند خروجی (MIMO) و ترکیبی از طیف‌هایی است که با طول موج‌های معمولی 4G شروع می‌شوند و تا باند میلی‌متری کشیده می‌شوند.

mMTC: این سرویس‌ها برای سرویس‌دهی به تعداد زیادی از دستگاه‌ها در یک منطقه کوچک با این انتظار که داده‌های کمی تولید می‌کنند و می‌توانند تاخیر بالا را تحمل کنند، ساخته شده‌اند. علاوه بر این، مشخصات نیازمند این است که ارسال و دریافت داده‌ها به انرژی کمی نیاز دارد تا دستگاه‌ها عمر باطری طولانی‌تری داشته یاشند.

 URLLC: از 5G برای ارائه ارتباطات ایمن با تاخیر یک میلی‌ثانیه (میلی‌ثانیه) و قابلیت اطمینان بالا با حداقل از دست دادن بسته‌های داده استفاده می‌کند. این امر از طریق ترکیبی از بهینه‌سازی فیزیکی دستگاه در مجموعه‌های آنتن MIMO، دستکاری همزمان باندهای فرکانس متعدد، کدگذاری بسته‌ها و تکنیک‌های پردازش، در نتیجه مدیریت سیگنال بهینه حاصل می‌شود.

مزایای برش شبکه چیست؟

برش شبکه، در سطوح بالایی، انعطاف‌پذیری شبکه‌های 5G را به حداکثر می‌رساند و استفاده از زیرساخت و تخصیص منابع را بهینه می‌کند. به برخی دیگر از مزایای آن می‌توان به جزئیات زیر اشاره کنیم:

▪️ افزایش مقیاس پذیری، انعطاف‌پذیری و صرفه‌جویی در هزینه با امکان ارائه خدمات بیشتر به طور همزمان با کمترین منایع مورد نیاز. چون مجازی سازی سخت‌افزار اختصاصی و تخصصی را حذف می‌کند.

▪️ افزایش تقاضا برای محصولات و خدماتی که می‌توانند به سرعت به بازار عرضه شوند و با تغییر و تحول حجم کاری به راحتی مورد استفاده قرار گیرند، که به نوبه خود منجر به درآمد بیشتر برای اپراتورها می‌شود.

▪️ حداکثر عملکرد و بازگشت سرمایه، زیرا پیچیده‌ترین الزامات را می‌توان در مدت کوتاهی با استفاده کامل از تمام منابع موجود برآورده کرد.

موارد استفاده از برش شبکه

عملکرد زمان واقعی

به عنوان مثال فرض کنیم پرسنل ارتش به یک شبکه 5G برای مدیریت خودروهای خودران نیاز داشتند. آن‌ها ممکن است به یک بخش شبکه تلفن همراه با تاخیر بسیار کم، ضمانت‌های دقیق تحویل بسته داده‌ها و حداقل توان عملیاتی مورد نیاز برای کنترل پاسخگو نیاز داشته باشند. هرکسی که شبکه 5G را ارائه می‌کند از عملکرد URLLC برای تضمین برش در تجهیزات و مسیرهایی با کمترین تاخیر بین وسایل نقلیه . منابع ابری یا لبه استفاده می‌کند و ظرفیت کافی برای دستیابی به هدف توان را ذخیره می‌کند.

ظرفیت

بطور مثال در نظر بگیرید یک سیستم نظارت امنیتی در یک پایگاه نظامی وجود دارد. اگرچه تاخیر ممکن است اهمیتی نداشته باشد، اما پرسنل نظامی که از این سیستم استفاده می‌کنند ممکن است بخواهند مقادیر زیادی از داده‌هایی را که به دوربین وارد می‌شوند بدون بسته یندی تضمین شده تحویل دهند.

هرکسی که این سیستم را فراهم کند ممکن است چندین عملیات اتصال و پردازش دستگاه را برای رفع نیازهای این بخش جمع کند.

امنیت

به عنوان مثال فرض کنید سروری که برای برنامه‌های کاربردی فرمان و کنترل استفاده می‌شود، در یک مرکز داده قرار دارد. پرسنل نظامی که از سرور استفاده می‌کنند، می‌خواهند اطمینان حاصل کنند که تمام داده‌هایی که وارد و ذخیره شده در داخل و خارج از سرور می‌شوند، ایمن هستند و از دسترسی و یا در معرض خطر قرار گرفتن توسط پرسنل غیرمجاز محافظت می‌شوند. کسی که ارائه دهنده سرور است می‌خواهد اطمینان حاصل کند که هر بخش دارای منابع تک کاربر مجازی و ایمن شده است.

برش شبکه و سیستم‌های ترنتون

خط راه‌حل‌های محاسباتی با کارایی بالا و انرژی 5G ترنتون، شبکه‌های مجازی‌سازی شده، با تاخیر کم و دوطرفه را در سخت‌ترین محیط‌های منع ارتباطات و رقابت‌پذیر امکان‌پذیر می‌سازد. به عنوان مثال، IES.5G ما مجهز به ویژگی‌های برش شبکه برای ایجاد شبکه‌های مستقل از یک شبکه فیزیکی است که هر کدام با پیکربندی‌های سطح خدمات متمایز هستند. این به ارائه بینش‌های حیاتی و عملی در زمان واقعی، افزایش آگاهی موقعیتی و کوتاه شدن زمان پاسخ کمک می‌کند. با پشتیبانی از فناوری‌های امنیتی مبتنی بر سخت‌افزار و شبکه های Intel و Radysis، ما با حداکثر محاسبات، امنیت، ذخیره‌سازی و هوشمندی به افزایش اتصال 5G در همه دامنه‌ها کمک می‌کنیم.

افکار نهایی

برش شبکه یک جزء حیاتی برای فعال کردن اتصال 5G سریع، انعطاف‌پذیر و مقرون به‌صرفه در سطوح استراتژیک، تاکتیکی و عملیاتی است. از طریق مجازی سازی گسترده و تخصیص منابع فردی، برش شیکه به بهینه‌سازی عملکرد در زمان واقعی کمک می‌کند، تا حد زیادی در سراسر آن افزایش می‌یابد و امنیت در لبه را افزایش می‌دهد.

با مشارکت Intel، Redysis و ،Trenton System در خط مقدم فناوری 5G قرار دارد و به کارکنان دولتی، نظامی و زیر ساخت‌های حیاتی مزیتی برای نجات افراد می‌باشد. ما با راه‌حل‌هایی مانند IES.5G، استحکام، عملکرد آینده‌نگر، امنیت سایبری پیشرفته و قابلیت اطمینان بی‌نظیر در لبه را ارائه می‌کنیم.