Optare Solutions integra en el laboratorio 5TONIC los servicios de Edge en el entorno de virtualización de Telefónica

Optare Solutions ha conseguido validar la integración de los servicios de Edge Computing que proporciona una plataforma como Openness con la plataforma de virtualización que ha generado Telefonica OSM, alineada con los estándares del ETSI. Para ello se han usado las últimas versiones de ambos componentes tecnológicos dentro del escenario del 5TONIC. El objetivo es gestionar los servicios de Edge Computing desde el entorno de OSM de forma que se tenga una vista unificada de los mismos que se ofrecen y se puedan usar las políticas de las aplicaciones del entorno Edge desde un componente común. En el proyecto se evaluarán también las capacidades de cambio de contexto de los servicios desplegados en edge para los escenarios de movilidad.

Los servicios cloud han supuesto un importante avance en la adopción tecnológica necesaria para llevar a cabo la digitalización de nuestro entorno. La facilidad con la que se despliegan los servicios en la nube y la sensación de disponer de recursos ilimitados con un fácil aprovisionamiento ha generado nuevos modelos de negocio, basados en muchos casos en las capacidades de software como servicio. Este modelo se ha extendido a todos los sectores, pero en algunos casos, estas capacidades no son suficientes para realizar determinadas acciones en los procesos de negocio de las compañías, sobre todo en el ámbito industrial para complementar el paradigma Industria 4.0.

Los entornos cloud están en localizaciones remotas en relación al punto donde se entrega el servicio y por ello aspectos como la latencia o la disponibilidad en territorios locales para garantizar el cumplimiento de las leyes de protección de datos no se pueden satisfacer. Como consecuencia, para solventar dichas restricciones, se ha propuesto el uso de la tecnología Edge Computing para proporcionar las capacidades de disponibilidad del servicio del cloud conjugandose con la disponibilidad de los servicios en áreas cercanas al consumo del servicio. Pero el despliegue del Edge Computing se ha encontrado con la dificultad de su viabilidad económica debido al coste en el que se incurre a la hora de realizar las instalaciones de los recursos necesarios en múltiples localizaciones dispersas. Además el conjunto de clientes y además los servicios de valor que se generan son reducidos.

Pero este escenario está cambiando con la llegada de la tecnología 5G que promete altas capacidades en transferencia de datos, baja latencia y conectividad de multitud de dispositivos. Esto provoca la necesidad de disponer los elementos de servicio con una capilaridad más fina, probablemente llegando a estar desplegado en todos los elementos de acceso al servicio como centrales en fijo y estaciones base en el caso del móvil. En estos momentos los operadores consideran que la integración entre sus sistemas de virtualización de red deben de ser compatibles y complementarios con los sistemas de gestión de Edge Computing de forma que se pueda automatizar y optimizar los procesos de gestión de forma global para proceder a ofrecer los nuevos servicios asociados al 5G. Destacan en este punto la aplicación de diferentes tipos de políticas asociadas a los recursos que proporcionan diferentes proveedores de cloud y/o edge computing para la optimización de los servicios y aplicaciones del usuario final.

Las aplicaciones Multi-Access Edge Computing (MEC) necesitan un elemento de gestión que facilite la redirección del tráfico de los dispositivos de cliente  a la localización edge más óptima o el uso del contexto cloud. Tal y como se muestra en la figura, por ejemplo, para realizar la redirección del tráfico en una red es necesario desplegar el componente que permita el anclaje a la red (SGW (4G) y UPF(5G)) al que está asociado el terminal, en el edge [1].

Figura: Despliegue de componentes en edge integrado

Con el objeto de extender las capacidades de los entornos basados en NFV y dotarlos de las mejoras que aporta el edge computing, Optare Solutions ha llevado a cabo una de las primeras integraciones reales MEC-NFV, de modo que los operadores puedan dotar a sus infraestructuras NFV de la capacidad de gestionar los recursos cómputo en el edge y de esta manera generar políticas acorde con esta capacidad.

El ETSI define una variante de su arquitectura MEC combinada con la arquitectura NFV [2, 3] que integra, por lo tanto, el ámbito MEC con la orquestación MANO. Existen propuestas para implementar esta arquitectura, por ejemplo, en ONAP [4] o sobre otras soluciones como la desarrollada en el proyecto 5GCAR sobre Eclipse fog05 [5], o en el proyecto 5Growth [6]. En la práctica aún es un trabajo en curso realizar esta integración en los principales orquestadores MANO [7].

Optare Solutions ha colaborado en el proyecto con el grupo GTI del centro de investigación atlanTTic de la Universidad de Vigo. Se ha realizado en el contexto de 5TONIC, proyecto fundado por Telefonica e IMDEA Networks como laboratorio de tecnologías 5G, y se ha utilizado la plataforma de orquestación del proyecto 5GVINNI de 5TONIC, en colaboración directa con la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M). En la demostración se logró incluir en la plataforma de orquestación de NFV Open Source MANO (OSM) en su versión 7, la plataforma de gestión de edge OpenNESS, de modo que la orquestación del ciclo de vida de las aplicaciones MEC se realice de forma automática desde OSM y con ello se permite usar políticas que tienen en cuenta el entorno de red virtualizado y el edge. En esta versión de OSM es posible usar la tecnología de kubernetes, el orquestador de contenedores docker, como VIM y se ha usado dicha capacidad para optimizar el despliegue.

Figura: Integración de componentes OSM-OpenNess

La integración realizada incluye la extensión del conector fog05 presente en la versión 7  de OSM y su adaptación a las APIs de administración y control del edge que ofrece OpenNESS, de modo que puedan instanciarse servicios NFV en el edge desde el propio OSM de forma transparente y unificada. El resultado del proyecto desarrollado muestra un escenario práctico compuesto por OSM, la plataforma edge OpenNESS formada por 2 nodos (cada uno situado en una localización distinta) y un cluster de kubernetes que se emplea como infraestructura de virtualización de OSM a modo de VIM. Este escenario resuelve un problema muy habitual en el que un dispositivo conectado a la red percibe una latencia elevada durante el acceso a una aplicación (o a otra dirección IP). En este caso OSM realiza el despliegue de un nuevo SGW en un entorno “edge” próximo al dispositivo en cuestión de segundos, redirigiendo el tráfico del dispositivo a ese nuevo SGW sin interrumpir sus comunicaciones o su contexto [8].

Adicionalmente, en este experimento se realizaron desarrollos punteros que suponen nuevas aportaciones:

• OSM 7, desplegando el núcleo de red sobre kubernetes, que requirió la utilización de un plugin Container Network Interface (CNI) modificado de manera que permitiese obtener conectividad entre los componentes de red desplegados, así como con los componentes de red de acceso
• Adaptador OpenNESS-OSM, que permitió traducir el lenguaje OSM de su conector fog05 al lenguaje OpenNESS del edge.
• SGW desplegado sobre la plataforma OpenNESS a través de OSM, permitiendo una conexión con menor latencia entre dispositivos conectados a la estación base próxima al nodo edge, o reduciendo la latencia entre el dispositivo y las potenciales aplicaciones que se despliegan en OpenNESS.

Para Xosé Ramón Sousa dirección de innovación de Optare, “Continuamos demostrando las capacidades en la integración de la tecnología Edge Computing generando una de las primeras pruebas reales de integración del entorno de virtualización del operador con un gestor de Edge Computing permitiendo el aplicar políticas inteligentes para las aplicaciones desplegadas de forma automatizada logrando así la optimización de las aplicaciones del usuario y la gestión coordinada de los recursos de Edge y virtualización. Gracias a esta demostración con Telefonica, podremos ampliar ahora nuestra experiencia al contexto 5G, donde Optare lleva años trabajando en la integración de las tecnologías que lo rodean”

Diego Lopez, Responsable de Exploración Tecnológica en el GCTIO de Telefonica: “Telefonica está acumulando experiencia de primera mano sobre las posibilidades reales que le proporcionan las tecnologías de Edge Computing, y en este caso evaluamos su integración con las capacidades de un gestor de servicios de red virtualizados, lo que solemos llamar un orquestador. Esta combinación es muy interesante para el operador, ya que permite gestionar todo el ciclo de vida del servicio ofertado, simplificando la incorporación de Edge Computing a través de nuestro orquestador OSM. El proyecto nos permitirá́ evaluar las verdaderas posibilidades de esta integración y progresar en la adopción de servicios de alto valor en el ámbito de 5G”

Sobre Optare Solutions: Optare Solutions es una compañía líder en la integración de sistemas, trabajando exclusivamente para operadores de telecomunicaciones en todo el mundo desde 2002. Optare ofrece servicios de la máxima calidad en entrega de servicios y procesos de aseguramiento. También ofrece sus propias soluciones para analítica de datos y optimización de QoE (Quality of Experience) percibida por los clientes y soporte en el despliegue de tecnología Edge Computing. Optare tiene más de 130 empleados en sus oficinas de España y México. Ofrece formación, consultoría especializada, implementación, soporte y mantenimiento en todo el mundo. Actualmente está focalizada en Europa, Oriente Medio y Latinoamérica.

Sobre Telefonica: Telefonica es una de las mayores compañías de telecomunicaciones del mundo por capitalización bursátil y número de clientes que se apoya en una oferta integral y en la calidad de la conectividad que le proporcionan las mejores redes fijas, móviles y de banda ancha. Es una empresa en crecimiento que ofrece una experiencia diferencial, basada tanto en los valores de la propia compañía como en un posicionamiento público que defiende los intereses del cliente. La compañía está presente en 24 países en Europa y Latinoamérica y cuenta con más de 344 millones de accesos. Telefonica es una empresa totalmente privada cuyas acciones cotizan en el mercado continuo de las bolsas españolas y en las bolsas de Nueva York y Lima

Referencias

[1] Giust, F., Verin, G., Antevski, K., Chou, J., Fang, Y., Featherstone, W., Fontes, F., Frydman, D., Li, A., Manzalini, A. and Purkayastha, D., 2018. MEC deployments in 4G and evolution towards 5G. ETSI White Paper, 24, pp.1-24.

[2] ETSI: ETSI GS MEC 003 Multi-access Edge Computing (MEC); Framework and Reference Architecture, V2.1.1. ETSI MEC ISG, January 2019.

[3] ETSI, G., 017; Mobile Edge Computing (MEC); Deployment of Mobile Edge Computing in an NFV Environment.  February 2018. 

[4] Evgeniy Zhukov, Manoj K Nair. “Edge Automation – Potential Strategies for Deploying ONAP at Edge”.  August 2018.

[5] Gabriele Baldoni. “Merging NFV and MEC, The 5GCITY approach”.  

https://www.5gcity.eu/2018/11/07/merging-nfv-and-mec-the-5gcity-approach/

[6] Andres Garcia Saavedra et al. «D2.1: Initial Design of 5G End-to-End Service Platform».  November 2019.

http://5growth.eu/wp-content/uploads/2019/11/D2.1-Initial_Design_of_5G_End-to-End_Service_Platform.pdf 

[7] Tomaszewski L., Kukliński S., Kołakowski R. (2020) A New Approach to 5G and MEC Integration. In: Maglogiannis I., Iliadis L., Pimenidis E. (eds) Artificial Intelligence Applications and Innovations. AIAI 2020 IFIP WG 12.5 International Workshops. AIAI 2020. IFIP Advances in Information and Communication Technology, vol 585. Springer, Cham. 

[8] Pablo Fondo-Ferreiro, Felipe Gil-Castiñeira, Francisco J. González-Castaño. «A Software-Defined Networking Solution for Transparent Session and Service Continuity in Dynamic Multi-Access Edge Computing». Submitted to  IEEE Transactions on Network and Service Management.