Réseaux mobiles : quels besoins pour le provisioning dynamique et l’orchestration

Les fondations d’Ethernet et du protocole IP sont simples et élégantes, mais les choses se sont progressivement compliquées au fil des ans avec l’arrivée de nouvelles fonctionnalités comme les ACL, les VLAN…. Ces problèmes sont particulièrement visibles dans les datacenters de réseaux mobiles, où les opérateurs doivent exploiter des fonctions de plan de contrôle comme PCRF (policy and charging rules function) ou UDR (User Data Repository)  ainsi que des applications utilisateurs nécessitant des traitements complexes au niveau 7 comme le trafic vidéo.

Le besoin d'orchestration et de provisioning dynamique

L’orchestration de services intelligents s’appuie sur les grands principes des SDN et notamment le fait que les commutateurs, routeurs et applications peuvent être programmés depuis un composant central, baptisé contrôleur, qui pilote notamment en temps réel les décisions de routage de flux.

Prenons par exemple l’exemple d’une fonction de plan de contrôle comme UDR pour illustrer les défis auxquels font face les opérateurs mobiles. Openwave Mobility a déployé un UDR chez un client qui gère plus de 100 millions d’abonnés. L’UDR est accédé en temps réel par des dizaines d’applications comme le SMSC (short message service center) et le MMSC (multimedia messaging service Center) pour lire et écrire des attributs des abonnés. Il s’agit d’un des éléments de plan de contrôle les plus critiques du réseau. Et si cette application a été stable au cours des 10 dernières années, il y a deux domaines où elle pourrait grandement profiter de l’introduction de fonctions SDN et NFV.

Le premier domaine est le raccourcissement des délais de provisioning. Aujourd’hui l’UDR est provisionné et dimensionné en fonction des pics de charges. Il n’est pas rare de configurer le matériel et le logiciel associé près d’un an à l’avance pour faire face à ces pics. Il s’agit d’un processus complexe et consommateur de temps. Et imaginez l’effet multiplicateur induit par le fait que chaque application dans le réseau a son propre load balancer, sa propre solution de haute disponibilité, de configuration, de monitoring et reporting, etc…

Autant dire que les directeurs financiers tremblent souvent face aux répercussions financières liées à ces temps de provisioning long. D’autant qu’il n’est pas rare que les opérateurs sur-provisionnent leur environnement par un facteur de 60%, voire 100% pour certains domaines, pour s’assurer qu’il n’y aura pas de panne à une date stratégique comme le 25 décembre ou le jour de l’an - ce qui se traduirait non seulement par l’insatisfaction des clients, mais aussi par un cauchemar de relations publiques.

Le second défi potentiellement que peuvent relever les SDN et NFV est celui de la séparation entre la logique applicative et la gestion des données d’abonnés associées. Dans beaucoup d’applications comme PCRF @ ou la gestion du home subscriber service (HSS), les données d’utilisateurs et la logique applicative sont entremêlées typiquement au sein d’interface propriétaires. Ce qui se traduit par la duplication dans des silos isolés de données utilisateurs, avec ce que cela veut dire en matière d’inefficacité de stockage, d’erreurs potentielles, et surtout de complexité dans la mise en œuvre de nouvelles applications.

Comment les SDN et NFV s’attaquent aux défis des réseaux mobiles

Les SDN et NFV peuvent contribuer à résoudre les problèmes des opérateurs mobiles de deux façons : La première est l’orchestration dynamique des ressources et la seconde l’orchestration dynamique des services. La première, qui s’appuie sur NFV, requiert une pile virtualisée uniforme sur laquelle seront déployées l’ensemble des fonctions de l’opérateur sous forme virtualisée. D’une certaine façon, il s’agit de bâtir un cloud privé dédié à l’exploitation des fonctions et services nécessaires au fonctionnement d’un opérateur mobile.

Cela veut dire que des applications comme l’UDR doivent non seulement avoir la capacité à fonctionner sous forme de machines virtuelles mais aussi la capacité d’être étendues par ajout de VM supplémentaires pour faire face aux besoins d’elasticité ponctuels, tout en maintenant les attributs de haute disponibilité. Ainsi, les opérateurs pourront non seulement réduire leurs temps de provisioning à quelques minutes ou quelques heures, au lieu de plusieurs mois.

L’orchestration intelligente de services, quant à elle, s’appuie sur les principes des SDN. Les commutateurs, routeurs et applications au niveau 7 peuvent être programmés depuis un composant central, le contrôleur SDN, capable de prendre des décisions de routage de flux en temps réel. Il est important de noter que ce que l’on appelle orchestration intelligente de services s’applique à la gestion des politiques utilisateurs et à l’enchaînement de services selon les profils utilisateurs au niveau du flux. L’objectif est de parvenir à fournir un niveau différencié de services en fonction des clients et de la nature des services qu’ils consomment.

En résumé, l’orchestration dynamique de ressources couplée à l’orchestration intelligente de services devrait permettre de réduire les longs délais requis aujourd’hui pour le provisioning de nouveaux services tout en réduisant le coût de mise en œuvre de nouvelles applications. Cela devrait aussi fournir la capacité de délivrer des services adaptés à l’identité et au profil de chaque client (ce que les Américains appellent subscriber-aware services).

L’adoption des SDN et de NFV, ne devrait pas se faire en un jour. La réalité est que la plupart des opérateurs vont déployer cette nouvelle approche par phases, en se concentrant notamment sur la couche OSS/BSS

À propos de l’auteur : Indranil Chatterjee est le vice-président en charge de la gestion produits, du marketing et de la stratégie chez Openwave Mobility. Il a plus de 15 ans d’expérience dans la gestion de produits, le marketing et le développement logiciel dans l’industrie du mobile et de l’IT. Avant de rejoindre Openwave Systems, Indranil était directeur chez Syniverse Technologies. Il avait auparavant été directeur des solutions mobiles d’Alcatel-Lucent. Indranil détient un MBA de Duke University et une licence en ingénierie mécanique de l’Indian Institute of Technology (BHU) de Varanasi, dans l’Uttar Pradesh en Inde.