Datos programables para flexibilidad en 5G

AUTOR: LAURA SERRANO VELÁZQUEZ

TÍTULO: «EVALUACIÓN DE LOS DATOS PROGRAMABLES Y SU APLICACIÓN A ENTORNOS 5G»

INTRODUCCIÓN

Todos hemos oído hablar de las redes 5G y sus maravillosas características, pero, ¿habría algún modo de mejorarlo? En mi trabajo de fin de grado he realizado una evaluación de los planes de datos programables y su aplicación a entornos 5G junto con mi tutor José Ignacio Moreno.

En los últimos años las redes móviles han ido modificándose velozmente aumentando su complejidad hasta llegar a las actuales redes 5G. La implementación de estas redes es todo un reto, por lo cual se requieren tecnologías innovadoras que mejoren la capacidad, flexibilidad y agilidad de la red. La tecnología 5G se puede implementar de dos modos distintos Stan Alone (SA) y Non-Stand Alone (NSA). Pero, ¿cuál es la diferencia entre ambas? NSA tiene el núcleo de red 4G y la antena 5G y el SA tiene el núcleo de red y la antena 5G. Como se puede intuir el SA tiene mejores características ya que en ambas partes se implementa la tecnología 5G y es aquí donde me preguntaba si se podía mejorar algo del núcleo 5G.

Hagamos un pequeño paréntesis, los nodos de los núcleos de red están establecidos por tres planes funcionales. El plano de control, el plano de datos y el plano e gestión. Esta información nos será útil más adelante.

Actualmente las tecnologías más innovadoras empleadas en el núcleo de red 5G son la virtualización de redes con el NFV (Network Functions Vitrualization); que como su nombre indica, virtualiza las funciones de red. Y la separación del plano de datos con el plano de control SDN (Software Defined Netwroks que softwariza el plano de control en típicamente un centro de datos.

PLANOS DE LA RED

Por esto mencionaba antes los tres planos funcionales de los nodos de la red. Tenemos el plano de control softwarizado en un centro de datos. ¿Qué pasa con los otros dos? Que son el plano de gestión y el plano de datos. En este proyecto, como he comentado anteriormente, me he centrado en el plano de datos. El plano de datos no se puede mover como se hace con el plano de control, este tiene que estar donde están los propios datos, es decir, donde está el tráfico de la red. La propuesta que se está barajando es programar le plano de datos de modo que se pueda conseguir la capacidad de controlar, modificar y administrar el comportamiento de la rfed de maner amás flexible a travñes de interfaces de programación abiertos.

Aquí nos preguntamos ¿se puede programar cualquier nodo de red? No. Los nodos de red han de tener unas arquitecturas especificas, como puede ser la arquitectura PISA (Protocol Independent Switch Architecture); que como su nombre indica, su arquitectura no depende de los protocolos que se vayan a emplear.

Con esto podríamos ganar la flexibilidad necesaria. Investigando encontré dos tecnologías bastante complejas e innovadoras que se pueden emplear para programar el plano de datos. Estas son DPDK (Data Plane Development Kit) y el lenguaje de programación P4 (Programming Protocol-independent Packet Processors).

CONCLUSIÓN

Después de realizar unas pruebas con cada uno de ellos decidí implementar casos de uso utilizando el lenguaje de programación P4, ya que se adecuaba mejor al entorno y requería de un hardware menos restrictivo. El funcionamiento de las pruebas realizadas con P4 fue el deseado mostrando así que la programación del plano de datos conseguiría la flexibilidad necesaria en las redes móviles 5G.

AUTOR

LAURA SERRANO VELÁZQUEZ

TUTOR: JOSÉ I. MORENO

Evaluación de los planos de datos programables en entorno 5G

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