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Ottimizzazione della rete tramite la virtualizzazione:
tempi e modalità di attuazione
La virtualizzazione non è un concetto nuovo, ma ora si sta allargando alle funzioni di
rete in dispositivi quali switch, router e le varie appliance di rete installate. L'obiettivo è
quello di conseguire cospicui risparmi sui costi e a ridurre in maniera sostanziale la
complessità della rete. Inizialmente, la virtualizzazione dei server aveva consentito di
ridurre notevolmente le spese in conto capitale relative ai server, causando tuttavia un
drastico aumento dei costi operativi dovuto alla necessità di ricorrere a processi più
complessi e impegnativi. Il contenimento dei costi alla fine si è realizzato grazie a una
maggiore integrazione dei server e delle infrastrutture di rete e a funzionalità software
più avanzate.
Quali insegnamenti possono trarre gli operatori di rete da quanto avvenuto con la virtualizzazione dei server?
Certamente, è necessario fare attenzione a non trasformare semplicemente le spese in conto capitale in spese
operative e seguire un approccio selettivo alla virtualizzazione di risorse e funzioni in base alle esigenze di
business e non a semplici mode tecnologiche. L'obiettivo dell'ottimizzazione è la riduzione del TCO con
un'infrastruttura flessibile e adattabile.
Come attuare la giusta ottimizzazione negli ambienti degli operatori di rete
Complessità: la riduzione della complessità è un valido punto di partenza. Nelle condizioni attuali, per mantenere i
servizi e le applicazioni, introducendone di nuovi, bisogna mettere in atto processi laboriosi. Sono processi molto
lunghi e complessi che richiedono personale altamente qualificato. Riducendo la complessità attraverso
l'automazione e l'orchestrazione, si contribuisce a incrementare l'agilità dei servizi e a ridurre i costi operativi. A
prescindere dalla tecnologia di virtualizzazione, la soluzione che l'azienda adotta deve garantire la riduzione della
complessità delle operazioni di rete a livello globale, e non semplicemente spostare il problema da un settore
all'altro.
Virtualizzazione selettiva: la virtualizzazione e l'utilizzo associato di server comuni, in genere, possono offrire
vantaggi ovvi in alcune aree. Una di queste è l'area delle funzioni di rete con elevate esigenze di elaborazione ma
requisiti ridotti per quanto riguarda latenza, velocità e prevedibilità. Queste funzioni comprendono il controllo di
sottosistemi, ad esempio IP Multimedia Subsystem (IMS), e il controllo di rete, ad esempio Domain Name System
(DNS). La virtualizzazione e l'uso di server comuni non offrono gli stessi vantaggi per le funzioni che richiedono
prestazioni di rete elevate, ad esempio carichi notevoli di larghezza di banda, bassa latenza o alta prevedibilità.
Rientrano in questa categoria le funzioni core di switching dei data center e routing di backbone WAN, con
esigenze ridotte di elaborazione, ma alti requisiti di inoltro dei dati.
Collocazione delle funzioni virtualizzate: un altro aspetto importante che influisce sul livello di ottimizzazione
riguarda l'ubicazione precisa delle funzioni virtualizzate. È essenziale trovare il giusto equilibrio tra le attività di
ottimizzazione e la necessità di mantenere i livelli richiesti di prestazioni e qualità del servizio (QoS). In molti casi è
del tutto inopportuno ridurre i costi ricorrendo alla virtualizzazione e a piattaforme di commodity a discapito
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dell'esperienza dell'utente finale. Per decidere dove collocare una funzione virtualizzata, bisogna sempre prendere
in considerazione il costo totale di erogazione e mantenimento del servizio, la facilità con cui è possibile garantire
la scalabilità dello stesso e l'agilità relativa dell'infrastruttura in risposta alle mutevoli condizioni di mercato.
Ad esempio, per garantire qualità e prestazioni massime di un feed video ad alta definizione (HD) virtualizzato, è
necessario ubicarlo quanto più vicino possibile al cliente. Un altro problema da valutare nel dislocamento delle
funzioni lontano dal punto di utilizzo è il costo in termini di larghezza di banda per il backhaul sulla rete. Un feed
video HD popolare e distribuito potrà offrire parametri economici migliori se si riduce il carico di rete, mentre ha più
senso ubicare i contenuti long-tail in una sede centrale dove i costi di archiviazione sono minori. L'infrastruttura
ideale deve offrire all'operatore la flessibilità necessaria per cambiare facilmente l'ubicazione dei contenuti in base
ai migliori parametri economici, anziché limitarlo nelle scelte a causa della tecnologia impiegata.
Le ubicazioni più indicate per le funzioni virtualizzate includono data center centrali e distribuiti, punti di presenza
(POP) e uffici centrali (CO). I provider di telecomunicazioni già dispongono di infrastrutture in uffici centrali che
stanno trasformando in data center di dimensioni ridotte. Un'ulteriore ubicazione per le funzioni virtualizzate che
garantisce la migliore esperienza d'uso è, ovviamente, la sede del cliente.
Un'infrastruttura in grado di supportare facilmente lo spostamento di una funzione virtualizzata può rivestire un
ruolo cruciale anche nei casi in cui, per accelerare il fattore time to market, un servizio viene lanciato da un data
center centrale. In un secondo tempo, quando la scala complessiva e i requisiti di prestazione del servizio
assumono un'importanza essenziale, potrebbe essere necessario spostare le relative funzioni di rete in un'altra
sede.
Modalità di implementazione delle funzioni virtualizzate: è possibile implementare le funzioni virtualizzate in
server comuni in molti modi: su server rack o blade x86 nei data center, su server blade x86 in slot di router o
switch e su server x86 installati accanto a router e switch in altre sedi (CO, POP e sedi del cliente).
L'ottimizzazione dell'architettura di rete può essere agevolata da un'analisi end-to-end approfondita dei vantaggi
relativi alle prestazioni e dei costi associati all'ubicazione fisica delle funzioni virtualizzate.
Pianificazione della capacità: uno studio condotto da ACG Research mostra che i tradizionali approcci alla
pianificazione della capacità non sono economicamente più in grado di tenere il passo con la domanda (Figura 1).
A questo punto si rischia di perdere opportunità, clienti e fatturato o di avere un investimento sottoutilizzato.
Pertanto, il vecchio modello di pianificazione della capacità offre un'altra opportunità per l'ottimizzazione
economica. Agli operatori serve un'infrastruttura più flessibile e granulare per supportare una domanda di capacità
sempre più imprevedibile.
La maggiore mobilità degli utenti e la diffusione di contenuti video HD nelle reti richiedono tempi di risposta della
capacità e delle risorse di rete molto più rapidi di quelli possibili con il modello di provisioning attuale. In questo
contesto un'infrastruttura adeguata deve essere in grado adattare le risorse e la capacità ai tempi richiesti dagli
utenti e dalle applicazioni. La corretta applicazione della virtualizzazione si tradurrà in una scalabilità verso l'alto o
verso il basso più granulare in base alle esigenze; l'incremento o il decremento dell'hardware equivale allo stesso
server. Con la virtualizzazione, inoltre, diventa più facile spegnere l'hardware che non è necessario per soddisfare
le esigenze contingenti, realizzando così una riduzione ingente dei costi energetici e di raffreddamento.
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Figura 1.
Il problema della pianificazione della capacità per gli operatori
Fonte: ACG Research
Orchestrazione d'uso: la maggior parte di servizi oggi richiede diverse funzioni. Se queste funzioni vengono
virtualizzate, un aspetto cruciale dell'ottimizzazione della rete consiste nel collegarle correttamente nel modo più
semplice possibile, un compito molto difficile senza strumenti di orchestrazione con funzionalità NFV. Un sistema
di orchestrazione adeguato risponde automaticamente alle esigenze di applicazioni e servizi e applica le funzioni in
modo ottimale, ovvero seguendo l'ordine giusto e assegnando correttamente le risorse di CPU, archiviazione e
capacità di rete nelle sedi più appropriate. Questo sistema conosce l'ubicazione delle funzioni virtualizzate (o le
alloca in tempo reale lì dove sono necessarie) e identifica le funzioni necessarie tramite i profili di servizio, il
rilevamento e le tecniche di catalogazione. A volte una funzione può essere spostata, accesa o spenta in base alle
esigenze di business. L'uso di un sistema di orchestrazione consente di ottimizzare l'integrazione e l'uso
coordinato delle funzioni di rete.
Riduzione delle spese in conto capitale: un altro obiettivo importante dell'ottimizzazione è la riduzione dei costi
in conto capitale grazie a una maggiore riutilizzabilità delle risorse. Si tratta di un altro vantaggio offerto dalle nuove
tecniche di virtualizzazione delle risorse, convergenza delle infrastrutture e programmabilità delle reti. L'ambiente
attuale di un operatore è caratterizzato da infrastrutture dedicate a scopi particolari, difficili da gestire e in gran
parte sottoutilizzate. Il passaggio a piattaforme di server con architettura x86 standard e la diffusione dell'uso di
risorse di rete con maggiori funzioni di intelligence, virtualizzazione e automazione consentono di ottimizzare i
budget degli investimenti di capitale grazie a livelli di riutilizzo delle risorse molto più alti.
Cosa significa tutto ciò per un'infrastruttura virtualizzata? Per quanto concerne l'ottimizzazione, l'infrastruttura
scelta dagli operatori deve supportare in modo flessibile tutti i tipi di servizi e i vari livelli di granularità in termini di
capacità e risorse effettivamente richieste. Deve supportare la virtualizzazione in varie ubicazioni di rete e facilitare
lo spostamento di una funzione in base alle esigenze di business. Deve inoltre interagire con applicazioni e sistemi
di gestione per offrire in modo dinamico risorse estremamente flessibili, attivandole, disattivandole e spegnendole
in tempi rapidi in base alle esigenze contingenti. Infine, l'infrastruttura deve ridurre la complessità delle attività di
gestione della rete, consentendo così al personale di dedicare maggior tempo ad attività di business innovative.
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