Aspetti di gestione per le reti virtualizzate in 3GPP

In ambito 3GPP gli aspetti di management della rete e dei servizi sono curati dal working group 3GPP SA5 che, in particolare, ha l’obiettivo di specificare i requisiti, le architetture e le soluzioni funzionali per il provisioning e il management delle reti radiomobili e i servizi forniti da queste. Inoltre esso definisce le soluzioni (architetture e protocolli) per il charging seguendo le specifiche sviluppate da altri WG.
Nell’ambito delle attività di normativa del working group SA5 per la release 13 è stato attivato uno study item dal titolo “Study on Network Management of Virtualized Networks” (TR 32.842) riguardante gli aspetti di management di reti virtualizzate.
Il proposito dell’attività è stato quello di identificare gli aspetti fondamentali (principalmente use case, requisiti e funzionalità) per la gestione della core network 3GPP virtualizzata tenendo conto dell’architettura definita dal progetto ETSI NFV-MANO.
Tale attività (che è nella fase finale in quanto il termine previsto è il prossimo giugno 2015) riguarda gli aspetti gestionali di core network miste (composte sia da nodi non virtualizzati sia da nodi virtualizzati).
In particolare, lo studio ha preso in considerazione use case significativi per gli aspetti di gestione di core network miste.
Tenendo conto di quanto definito nel progetto ETSI NFV MANO, sono stati valutati sia scenari di rete completamente virtualizzata sia scenari di rete mista, estraendone requisiti per possibili soluzioni funzionali, infine è stata fatta una valutazione dell’impatto che tali scenari hanno sull’architettura di riferimento (vedi la figura A) con la valutazione di possibili modifiche da apportare per soddisfare le funzionalità di management del 3GPP.

Use case e funzionalità

Gli use case e i relativi scenari, presi in considerazione sono:

  • Use case per il Fault Management: gli scenari e le funzioni coinvolte hanno lo scopo di gestire i seguenti eventi:
    • allarme generato da un VNF (per un VNF failure) verso un Element Manager;
    • allarme catturato da un Element Manager (per un VNF failure);
    • allarme generato da un VNFC (singolo componente di una VNF): in questo caso l’allarme è inviato al VNFM che può notificare o meno l’evento all’EM;
    • notifica da parte di VNFC che hanno subito un degrado funzionale dovuto a procedure di maintenance di NFVI (infrastruttura);
    • un guasto a livello di VM è rilevato da una VNF: in questo caso la VNF invia la notifica all’EM di riferimento.
  • Use case per il Configuration Management: sono stati considerati i seguenti casi:
    • istanziazione e configurazione di una VNF (in ambito di rete mista): in questo caso gli elementi coinvolti sono l’EM, il NM, il NFVO, VNFM e il VIM;
    • gestione della configurazione di una VNF da un EM: in questo caso anche NFVO, VNFM e VIM possono essere coinvolti per adeguare alle esigenze dell’ambiente virtuale la VNF configurata dall’EM;
    • riattivazione automatica della connessione tra eNB e vMME dopo che quest’ultimo è stato aggiornato: in questo caso l’eNB è un elemento non virtualizzato che è collegato logicamente ad una VNF di core network (vMME).
  • Use case per il Performance Management: in questo caso una VNF invia misure di prestazione all’EM.
  • Use case per la gestione del ciclo di vita della Core Network: in questo ambito gli use case considerati sono:
    • attivazione di un Core Network Service: si prevede l’istanziazione e la configurazione di molte VNF, in questo caso gli elementi coinvolti riguardano tutti i blocchi di management specifici dell’architettura 3GPP (NM ed EM) e di quelli ETSI MANO (NFVO, VNFM e VIM);
    • scaling di un Core Network Service: questa funzionalità può essere attivata, a livello di NM, sia manualmente sia automaticamente (grazie a funzionalità di load balancing);
    • modifica di istanze di Core Network Service dovute a modifica di istanze delle VNF coinvolte;
    • terminazione di una istanza di Core Network Service: anche in questo caso la procedura coinvolge più VNF con impatto sia lato EM, NM sia NFVO, VNFM e VIM;
    • use case riguardanti un VNF package: in particolare si hanno le seguenti funzionalità: caricamento a sistema, abilitazione/disabilitazione ed aggiornamento;
    • use case per la gestione della singola istanza di una VNF: le funzionalità definite riguardano la espansione, la contrazione e la terminazione.

Dallo studio degli use case sono stati individuati dei requisiti funzionali con  possibili soluzioni (per un approfondimento si faccia riferimento al TR 32.842-100) ed una valutazione del impatto sulla architettura di riferimento ( Figura A).

 

Figura A - Architettura di riferimento

In collaborazione con il progetto ETSI NFV-MANO sono inoltre stati definiti  sull’architettura i flussi generali dei dati sia di performance sia di fault management (PM e FM) rappresentati in Figura B.
Ai flussi dall’1 al 6 (definiti dal progetto ETSI NFV MANO) sono stati aggiunti, dal gruppo 3GPP SA5, quelli x, y e z che integrano i primi in un ambito di rete mista.

 

Figura B - Flussi dati di performance e fault per reti virtualizzate

 

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