Aumento de la calidad de la experiencia (QoE) de 5G con SONiC y Open Packet Broker

5G ha revolucionado el consumo de servicios de datos para usuarios móviles en todo el mundo, ofreciendo altas tasas de datos/alta capacidad, baja latencia y conectividad masiva. Estas características de 5G han obligado a los operadores móviles a centrarse más en formas de mejorar el servicio de red y la calidad de experiencia (QoE) de sus clientes. Esto requiere un monitoreo de red sofisticado para detectar y resolver de inmediato los problemas que afectan la QoE. Las herramientas de monitoreo de red deben mantener el control y el tráfico a nivel de usuario para ayudar a los operadores móviles a cumplir con las expectativas de los clientes. GTP (GPRS Tunneling) es un grupo de protocolos de comunicación basados ​​en IP que se utilizan para transportar tráfico GPRS en redes móviles GSM. Actúa como portador de paquetes móviles sobre una red IP subyacente con tunelización. GTP se utiliza entre la estación base y la puerta de enlace, que forman parte de los elementos móviles en la arquitectura de transporte 5G. El paquete se encapsula a través de IP y se entrega a través de la red IP.

¿Por qué necesitamos analizar y filtrar GTP?

Las herramientas de monitoreo de red requieren información de encabezado de red móvil interna para el monitoreo, análisis e inspección de amenazas. Por lo tanto, los Network Packet Brokers (NPB) ubicados en las redes centrales GPRS tienen que filtrar, reenviar y equilibrar la carga de los paquetes a las herramientas para su inspección. Esto requiere que los NPB puedan filtrar en función de los encabezados internos y externos para identificar las sesiones de GTP en el flujo de datos y controlar el flujo de datos dentro de su infraestructura. Esta inspección profunda de paquetes conduce a la toma de decisiones para permitir o denegar el tráfico en función de las políticas de paquetes de la estación del operador móvil. Un desafío importante en la red celular actual es el tráfico de datos desde el equipo del usuario, y su aplicación está creciendo rápidamente. Para monitorear efectivamente el rendimiento y lograr una mejor calidad de servicio, los proveedores de servicios deben poder correlacionar el flujo de tráfico en función de los identificadores de punto final del túnel de puerta de enlace de datos y servicios (TEID) de cada suscriptor. Por lo tanto, es necesario analizar los paquetes de control y de usuario GTP de NPB en la red central GPRS y los paquetes hacia la IP subyacente.

Enfoque de red abierta

La evolución de los ASIC modernos en su capacidad de programación que proporciona analizadores flexibles para el filtrado y el escalado de TCAM ha creado una forma de usarlos en Network Packet Brokers para la red celular 5G para realizar una inspección profunda de paquetes de sesiones GTP. El NOS SONiC de código abierto, denominado «Linux de las redes», es compatible con estos ASIC modernos. La arquitectura de software flexible basada en microservicios que expone las capacidades de ASIC con SAI (interfaz de abstracción de conmutación) estandarizada ha creado una clara oportunidad para crear intermediarios de paquetes de red para implementaciones de 5G. Open Packet Broker (OPB) de Aviz es el primer microservicio basado en software de la industria creado en SONiC y que utiliza capacidades de programación ASIC (NVIDIA Spectrum) para proporcionar información profunda sobre el tráfico celular 5G.

Open Packet Broker flujo flujo1 red-puertos Ethernet13/1 herramienta-puertos Ethernet16/1 herramienta-puertos puerto-canal1 regla 1 permitir src-ip 1.1.1.1/32 dest-ip 2.2.2.2/32 protocolo tcp gtp «teid 0x13467254 interior- sip 3.3.3.3/32 inner-dip 4.4.4.4/32 inner-protocol udp inner_l4srcport 567 inner_l4destport 789» habilitar contador permitir regla 2 src-ip 2401::1 src-netmask f::f dest-ip 2401::2 dest -netmask f::f protocolo udp l4portsrc 789 l4portdst 456 gtp «teid 0x11112222 interior-sip 1203::1 interior-smask f::f interior-dip 1203::2 interior-dmask f::f protocolo interior tcp interior_l4srcport 909 Habilitar el contador inner_l4destport 657»

ilustración 1: Configuración de reglas simples (IPv4/IPv6) para el monitoreo de sesiones GTP con equilibrio de carga

Figura 2: Configuración de GTP con API

Conclusión

Al ofrecer alta capacidad, baja latencia y conectividad masiva de 5G a los clientes, los operadores móviles deben garantizar un servicio de red ininterrumpido con una experiencia de mayor calidad. Como resultado, los operadores móviles necesitan una solución rentable que pueda adaptarse a los aumentos de velocidad y permitir una inspección minuciosa. Aviz aprovecha las fortalezas del ecosistema de red abierta, tanto de hardware como de software, para ofrecer a los operadores de redes móviles la solución que es clave para una mayor QoE a un costo menor: OPB (Open Packet Broker).

autores: Chid Perumal, CTO, y Rajasekaran S, miembro del personal técnico, Aviz Networks