Guia de NFV e SDN para operadoras e provedores de serviços

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1 Essentials Guia de NFV e SDN para operadoras e provedores de serviços Série Essentials da Ciena: Fique por dentro. por Abel Tong e Kevin Wade

2 Guia de NFV e SDN para operadoras e provedores de serviços Publicado por Ciena 7035 Ridge Rd. Hanover, MD Copyright 2017 Ciena Corporation. Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida, armazenada em sistema de recuperação ou transmitida em qualquer forma ou por qualquer meio, seja eletrônico, mecânico, fotocópia, gravação, digitalização ou outro, sem a permissão prévia por escrito da Ciena Corporation. Para obter informações sobre permissão, escreva para: Ciena Experts Books 7035 Ridge Rd Hanover, MD Ciena, BluePlanet e o Logo da Ciena e da BluePlanet são marcas comerciais registradas da Ciena Corporation nos EUA e em outros países. As marcas registradas de terceiros são propriedade dos seus respectivos proprietários e não implicam uma parceria entre a Ciena e qualquer outra empresa. LIMITAÇÃO DE RESPONSABILIDADE/ISENÇÃO DE GARANTIA: O EDITOR E O AUTOR NÃO FAZEM DECLARAÇÕES NEM OFERECEM GARANTIAS QUANTO À PRECISÃO OU COMPLETUDE DO CONTEÚDO DESTE TRABALHO E ESPECIFICAMENTE SE ISENTAM DA RESPONSABILIDADE SOBRE TODAS AS GARANTIAS, INCLUSIVE, ENTRE OUTRAS, AS GARANTIAS DE ADEQUAÇÃO A DETERMINADO FIM. NENHUMA GARANTIA PODE SER CRIADA OU ESTENDIDA PELOS MATERIAIS DE VENDAS OU PROMOCIONAIS. AS RECOMENDAÇÕES E AS ESTRATÉGIAS CONTIDAS NESTE DOCUMENTO PODEM NÃO SER ADEQUADAS A TODAS AS SITUAÇÕES. ESTE TRABALHO É VENDIDO ENTENDENDO-SE QUE O EDITOR NÃO TEM O COMPROMISSO DE FORNECER SERVIÇOS LEGAIS, CONTÁBEIS OU QUALQUER OUTRO TIPO DE SERVIÇO PROFISSIONAL. SE HOUVER NECESSIDADE DE ASSISTÊNCIA, É RECOMENDÁVEL BUSCAR OS SERVIÇOS DE UM PROFISSIONAL COMPETENTE. NEM O EDITOR NEM O AUTOR SE RESPONSABILIZARÃO POR DANOS DECORRENTES DESSA INICIATIVA. A MENÇÃO A UMA ORGANIZAÇÃO OU A UM SITE COMO FORMA DE CITAÇÃO E/OU POSSÍVEL FONTE DE MAIS INFORMAÇÕES NÃO SIGNIFICA QUE O AUTOR OU O EDITOR ENDOSSAM AS INFORMAÇÕES OU AS RECOMENDAÇÕES FORNECIDAS PELA ORGANIZAÇÃO OU PELO SITE. ALÉM DISSO, OS LEITORES DEVEM SABER QUE OS SITES DA INTERNET INCLUÍDOS NESTE TRABALHO PODEM TER MUDADO OU DESAPARECIDO NO PERÍODO ENTRE A CRIAÇÃO DESTE DOCUMENTO E SUA LEITURA. Fabricado nos Estados Unidos da América Agradecimentos do editor Estamos orgulhosos deste guia. Envie seus comentários para nós pelo expertbooks@ciena.com Estas são algumas das pessoas que ajudaram a lançar este guia no mercado: Editor de editoriais e de projetos sênior: Erin Malone Colaboradores adicionais: Earl Follis Britt Marshall Mina Paik Layout e gráficos: Gilbert Rafanan Saquib Syed Editor: Elisa Rodero

3 Essentials Guia de NFV e SDN para operadoras e provedores de serviços Visão geral de tecnologia, benefícios e aplicações alvo

4 Tabela de conteúdos Resumo executivo...5 Roteiro deste guia...6 Fundamentos da NFV e da SDN...6 Conceitos básicos da NFV...6 O que é NFV?...7 Como a NFV funciona?...8 Por que a NFV é necessária?...8 Por que adotar a NFV agora?...9 O ecossistema da NFV...9 Conceitos básicos da SDN...11 O que é SDN?...11 Princípios da SDN...12 Por que a SDN é necessária?...13 Elementos essenciais de uma rede virtualizada...14 Camada de orquestração...15 Camada de controle...15 Camada de infraestrutura...16 Resumo dos elementos essenciais da NFV e da SDN...16 A proposta de valor da NFV e da SDN...16 Benefícios da NFV e da SDN...17 Resumo...19 Projetos de código aberto e padrões da NFV e da SDN...20 Casos de uso da SDN e da NFV...21 Caso de uso 1: Migrações de empresas para a nuvem...21 Caso de uso 2: Redução de custos operacionais e de capital...22 Caso de uso 3: Provedores de serviços transformam seus negócios...24 Resumo de casos de uso...24 O que o futuro reserva à SDN e à NFV...25 Glossário...26 Acrônimos

5 Resumo executivo Para provedores de serviços, é cada vez mais urgente usar a rede definida por software (SDN) e a Network Functions Virtualization (NFV) em função da demanda por serviços dinâmicos e controle dos clientes. O impulso de virtualizar a rede é diferente de outras iniciativas de transformação anteriores, pois o ímpeto de mudança é baseado nas demandas do usuário final e não nos avanços tecnológicos dos fornecedores de redes. Os provedores de serviços estão sempre buscando formas de reduzir gastos operacionais (OPEX) e gastos de capital (CAPEX), ao mesmo tempo que entregam soluções de rede que oferecem suporte a suas metas corporativas em constante mudança. As condições para a explosão da demanda da SDN e da NFV por provedores de serviços no mundo todo são criadas por uma verdadeira tempestade de novos recursos tecnológicos, como as demandas crescentes impostas às redes pela computação em nuvem e pela big data, a aceitação cada vez maior da virtualização de rede no mercado e a disponibilidade de produtos de NFV e SDN. A NFV e a SDN representam uma forma revolucionária de configurar, implantar e manter redes. Isso fornece um caso de negócios irrefutável para que os provedores de serviços mudem substancialmente a maneira como implementam serviços, funções e recursos de rede voltados para o cliente. A SDN desassocia o plano de dados do plano de gerenciamento, permitindo a orquestração, o controle e o gerenciamento de redes de uma maneira que não é possível com soluções tradicionais de hardware e software de redes. Por outro lado, a NFV promete virtualizar serviços de rede, desassociando o software do hardware proprietário. Desse modo, as operadoras de rede podem configurar e implantar rapidamente novos serviços de rede usando um paradigma de gerenciamento baseado em políticas executado no hardware de commodity. Ambas as tecnologias fornecem suporte a redes altamente ágeis, provisionamento elástico, tempo de geração de receita reduzido para novos serviços e ativações de clientes sem atritos. Coletivamente, a NFV e a SDN apresentam aos provedores de serviços a oportunidade de implementar uma infraestrutura de rede mais centrada no cliente. Nela, a rede se adapta facilmente e, em alguns casos, automaticamente às necessidades e aos requisitos dinâmicos dos clientes. Com a oferta de programabilidade, agilidade de rede e gerenciamento de rede simplificado com base em conceitos e padrões abertos, a NFV e a SDN ajudam os clientes a fazer a transição para redes definidas por software, baseadas em hardware de commodity e código aberto, para reduzir custos e evitar a dependência de fornecedores. 5

6 Roteiro deste guia Este guia de noções básicas da NFV e da SDN dará aos leitores uma visão geral concisa dos conceitos de arquitetura da NFV e da SDN. Ele também discutirá os impulsionadores de mercado e as propostas de valor da NFV e da SDN, incluindo como a NFV e a SDN podem aumentar a receita da empresa e, ao mesmo tempo, reduzir custos. Este guia descreverá os elementos essenciais da NFV e da SDN, e, por fim, discutirá o futuro da NFV e da SDN do ponto de vista da Ciena. Este documento também inclui um glossário de termos gerais de redes e acrônimos para referência. Fundamentos da NFV e da SDN Conceitos básicos da NFV À medida que a infraestrutura de TI, incluindo as funções de computação e armazenamento, prossegue na marcha inevitável rumo à virtualização, a rede é a próxima área lógica que as operadoras podem virtualizar para acompanhar o ritmo das mudanças tecnológicas. À medida que os aplicativos exigem cada vez mais largura de banda, flexibilidade e velocidade das redes, a noção de se implantar uma rede sobre outra existente para conciliar cargas de tráfego de pico se torna insustentável e economicamente inviável. Não é mais aceitável comprar hardware específico para um aplicativo, projetá-lo e configurá-lo para esse único aplicativo e esperar que ele funcione sem parar por 10 anos ou mais. O que é necessário é maior agilidade e controle da rede e de suas funções básicas. Essa virtualização implica programabilidade usando controle de software. Seguindo as recomendações do European Telecommunications Standards Institute (ETSI) e do Industry Standards Group (ISG) da NFV, a NFV surgiu como o meio para virtualizar funções de rede, idealmente por uma SDN. Hoje em dia, muitas funções de rede são implementadas como dispositivos com finalidade específica, feitos sob medida. Esses dispositivos possuem hardware, firmware e chipsets personalizados que ajudam a acelerar o desempenho. Com a NFV e a SDN, essa mesma funcionalidade está sendo implantada em maior quantidade no software e não no hardware. Graças à Lei de Moore, focada no conceito de retornos decrescentes, as funções de rede que antes somente eram viáveis por meio de produtos de hardware e software altamente personalizados agora podem ser implementadas totalmente no software. Esse fato básico muda drasticamente o cenário de redes para provedores de serviços e outras operadoras de rede. Com a NFV, os provedores de serviços e as operadoras têm a oportunidade de reduzir os custos de infraestrutura de rede e, ao mesmo tempo, agilizar a configuração e a implantação de novos serviços de rede. Esse ambiente de serviço de rede novo, mais flexível e baseado em software, permite que os provedores de serviços e as operadoras acelerem 6

7 rapidamente novos serviços de rede conforme o necessário para situações e clientes específicos, reduzindo o processo de semanas ou meses a dias ou até mesmo minutos. Essa agilidade empresarial cria uma vantagem competitiva significativa, pois permite que as operadoras de rede sigam em busca de novos mercados e oportunidades que não eram economicamente viáveis com o uso de hardware e software de rede tradicional e o façam com uma rapidez muito maior. O que é NFV? A NFV pode reduzir ou eliminar hardware proprietário, específico de aplicativos, da infraestrutura de rede. Em vez de exigir que a operadora de rede implante novos componentes de rede para cada novo serviço ou aplicativo, o modelo da NFV fornece a mesma funcionalidade usando dispositivos virtuais executados em servidores x86 de commodity. Conceitualmente, a operadora pode implantar um dispositivo virtual e atualizar sua funcionalidade com atualizações de software ao longo do tempo. A Figura 1 apresenta uma comparação entre o modelo de rede clássico e o novo modelo de rede. Figura 1. O modelo de rede clássico contém dispositivos e componentes baseados em hardware, enquanto o novo modelo de rede virtual utiliza dispositivos e componentes virtuais. (Fonte da imagem: ETSI). Redes físicas tradicionais incorporam hardware especializado que oferece um nó físico por função, processos de instalação manual por local, operações difíceis de escalar. Por outro lado, as redes virtualizadas são baseadas em software. Várias funções podem ser executadas no mesmo componente de hardware. Redes virtuais permitem operações e gerenciamento remotos. Elas são dinâmicas e fáceis de dimensionar, baseadas nos requisitos operacionais. 7

8 Firewalls, roteadores Provider-Edge (PE), inspeção profunda de pacotes (DPI) e criptografia são alguns exemplos de quando uma operadora implanta hoje produtos de hardware separados, geralmente de fornecedores diferentes. Cada elemento de hardware passa pelo próprio ciclo de obsolescência, requer suas próprias atividades de certificação e precisa ser gerenciado, geralmente de maneira específica. O gerenciamento desses vários fornecedores e funções é complicado e, sobretudo, é muito caro escalar e oferecer suporte. E o pior: a capacidade de ativar novos aplicativos rapidamente é difícil a impossível para a maioria dos provedores de serviços. Como a NFV funciona? No modelo da NFV, os dispositivos virtuais que residem nos servidores físicos ou virtuais substituem os dispositivos de rede dedicados, baseados em hardware. Um sistema de orquestração realiza as funções de operação e administração, coordenando os dispositivos virtuais em operação na rede. Assim como as máquinas virtuais, os dispositivos virtuais são selecionados de acordo com as necessidades do cliente final e implantados se necessário, quando e onde houver necessidade. O dimensionamento para se adaptar às mudanças nas necessidades do cliente é baseado no carregamento do software nos servidores adequados. Além disso, quando o dispositivo virtual não é mais necessário, é possível liberar espaço no servidor para que outro aplicativo possa usá-lo. O compartilhamento de recursos dessa maneira ajuda os provedores de serviços a diminuir os custos totais. Por que a NFV é necessária? A NFV promete simplificar a arquitetura da rede física e melhorar sua habilidade de dimensionar e se adaptar às mudanças tecnológicas. Por exemplo, um banco regional atualmente fornece suporte a suas agências por meio de uma rede IP-Ethernet que demanda roteamento de borda, criptografia e comutação Ethernet entre o campus corporativo e regional ou as agências locais. No momento, o banco teria de comprar, adequar e gerenciar três elementos de hardware separados para alcançar essa funcionalidade. Os custos incluem CAPEX para a compra de cada item, OPEX para teste de qualificação e instalação e OPEX constante para gerenciar os serviços. Cada elemento também consome espaço físico e energia valiosos no data center ou no armário de fiação. Aproveitando a NFV, o provedor de serviços de rede do banco poderia fornecer roteamento gerenciado, criptografia para dados em trânsito e serviços de segurança virtualizados ao banco a um preço muito bom, com recursos superiores. Um servidor único de commodity poderia ser instalado no campus corporativo do banco, e o software de aplicativo para cada uma das aplicações poderia ser obtido por download pela rede do provedor de serviços e executado no servidor único. Como opção, o provedor de serviços de rede pode fornecer alguns aplicativos como serviços gerenciados que são executados em um servidor no centro de operações da rede e não nas instalações do banco. 8

9 Além disso, à medida que a funcionalidade se expande ou padroniza a mudança (por exemplo, na criptografia ou na segurança virtualizada), as atualizações são feitas por software remotamente, sem tocar fisicamente no hardware. Como os provedores e os clientes corporativos continuam demandando melhores ofertas a custos menores, a NFV introduz o conceito de funções de rede altamente ágeis, baseadas em software, que aumentam a capacidade de resposta aos requisitos do cliente final ao mesmo tempo que são mais fáceis de gerenciar e rápidas de implantar. A NFV oferece vantagens competitivas diferentes em relação aos serviços de rede tradicionais. A NFV também pode dar aos usuários finais maior controle de seus serviços de rede remota (WAN), incluindo a possibilidade de provisionamento elástico de funções de rede, aumentando a agilidade da rede, melhorando a segurança e fornecendo economia de custo considerável em comparação com dispositivos dedicados. Por que adotar a NFV agora? A NFV promete não só melhorar a escalabilidade e a agilidade das operações do provedor de serviços, mas fazê-lo reduzindo os custos de rede ao mesmo tempo. No exemplo acima, no qual a operadora de rede está proporcionando serviços virtualizados para um banco regional, os gastos de capital são reduzidos com compras de hardware menores, mais baratas e menos frequentes. Os gastos operacionais também caem com a redução da necessidade de espaço físico e energia e, em menor proporção, por menos exigências de qualificação de fornecedor e testes de interoperabilidade. No lugar de custos de capital de hardware, o banco paga pelas funções virtuais baseadas em software que selecionou para suas agências. Conforme as necessidades do negócio variam em função de mudanças nos hábitos dos clientes, locais de agências bancárias e adição de novos serviços bancários, a rede virtual do banco pode mudar conforme o necessário implantando somente os serviços de rede de que precisam. O ecossistema da NFV Com a NFV, as operadoras de rede podem acessar a solução para suas necessidades de TI como se fosse fazer compras no supermercado: comprando o que é necessário, quando necessário, entre uma variedade de fornecedores diferentes. Os provedores de serviços podem comprar e implantar rapidamente apenas a quantidade de recursos de rede necessária com base nas demandas dos clientes. Já se foi o tempo em que o provedor de serviços tinha um estoque de grandes quantidades de equipamentos de rede para uma única finalidade para se antecipar ao aumento da demanda dos clientes, a qual pode ou não se materializar. Menor risco e despesa significam maior receita e lucro para o provedor de serviços. Depois que a operadora de rede tiver implantado um dispositivo de hardware genérico nas instalações do cliente, o cliente poderá comprar as Funções de rede virtuais (VNF), que criarão os dispositivos virtuais necessários para operações de rede. 9

10 Figura 2. Uma seleção de fornecedores que desenvolvem e comercializam VNFs O ecossistema de VNFs inclui uma ampla variedade de componentes de vários fornecedores. Alguns exemplos de VNFs são funcionalidade vrouter, segurança e criptografia, balanceamento de carga, virtual Set-Top Boxes (vstbs), otimização de WAN e monitoramento de desempenho. Uma vez selecionadas, as VNFs são controladas e operadas pelo que o ETSI definiu como a função MANO (Management and Orchestration). A MANO inclui a distribuição de VNFs entre hosts, orquestração de funcionalidade de VNF e gerenciamento do ciclo de vida de uma VNF. A Figura 2 mostra uma seleção de fornecedores que oferecem VNFs e dispositivos virtuais. A MANO da NFV consiste em três áreas funcionais que realizam todas as tarefas relacionadas ao ciclo de vida da VNF: Orquestrador de NFV (NFVO), Gerenciador de VNF (VNFM) e Gerenciador de Infraestrutura Virtualizada (VIM). O orquestrador de NFV traz novos serviços de rede e VNFs, além de fornecer gerenciamento de recursos global, validação e autorização de solicitações de recursos de infraestrutura de VNF. O VNFM controla instâncias específicas da VNF, coordenando solicitações de recursos de infraestrutura entre a instância da VNF e os sistemas de gerenciamento de elementos de rede relacionados. O VIM controla e gerencia a infraestrutura da NFV, que inclui recursos de computação, armazenamento e rede. As operadoras possuem várias opções em termos dos servidores usados para hospedar VNFs, NFVO e VIM e seus locais físicos. Dependendo das opções do provedor de serviços e das estratégias empresariais, os servidores podem ser recursos virtuais localizados em um data center em nuvem, uma estação central, um pod dedicado ou as instalações do cliente. 10

11 Conceitos básicos da SDN A SDN merecidamente obteve grande reconhecimento nos últimos anos, pois a tecnologia evoluiu depressa da arquitetura conceitual para produtos e recursos baseados em padrões. A SDN é uma tecnologia revolucionária que continua amadurecendo conforme novos produtos são introduzidos no mercado. E a força que impele a SDN continua aumentando à medida que os usuários criam aplicativos novos e inovadores que associam a SDN à NFV. O que é SDN? SDN é uma arquitetura de rede baseada no conceito de separação do gerenciamento e do controle de uma rede de seu hardware físico. Essa separação lógica permite que o comportamento da rede seja programado por um conjunto diverso de aplicativos e serviços usando APIs abertas. Com a abertura de redes tradicionalmente fechadas, a SDN permite que os provedores de serviços controlem redes e dispositivos de maneira consistente, independentemente do hardware ou da tecnologia de rede subjacente (por exemplo, Carrier Ethernet (CE), IP/MPLS ou SONET/SDH). Gerando padrões para as interfaces programáticas, a SDN aplica gerenciamento e controle unificado a essas redes que eram anteriormente dispersas. Agora, a SDN está sendo reconhecida como uma solução lógica para uma variedade de problemas de escala, segurança, gerenciamento e administração que se mostraram desafiadores com redes que usam a tecnologia de rede convencional. Os provedores de serviços e os clientes corporativos enxergam benefícios na flexibilidade e na programabi- Figura 3. Uma visão de alto nível das camadas arquitetônicas da SDN e dos caminhos de comunicação, indicados pelas setas pretas (Fonte: ONF) 11

12 lidade oferecidas pela SDN. No entanto, na realidade, a demanda do usuário final também está levando as empresas a adotar a SDN. Computação móvel, Traga seu próprio dispositivo (BYOD) e arquiteturas de nuvem híbrida podem mudar drasticamente as características do tráfego de rede. Enquanto as arquiteturas de rede convencionais não conseguem se adaptar com facilidade a esses requisitos em constante mudança, a SDN foi projetada especificamente para lidar com esses tipos de ambientes de rede dinâmicos e exigentes. Princípios da SDN A SDN melhora o controle e reduz o custo da rede ao mesmo tempo que aumenta a agilidade aproveitando quatro atributos principais: 1) Programabilidade da rede: a SDN permite que o comportamento da rede seja controlado pelo software localizado fora dos dispositivos da rede que fornecem conectividade física. Como resultado, as operadoras de rede podem ajustar o comportamento das redes para oferecer suporte a novos serviços e até mesmo a clientes individuais. A programabilidade possibilita uma nova onda de automação para simplificar sensivelmente as operações. Desassociando o hardware do software, as operadoras podem introduzir novos serviços inovadores e diferenciados com rapidez, sem as restrições impostas pelas plataformas fechadas e proprietárias. 2) Centralização lógica de inteligência e controle: as arquiteturas de SDN se beneficiam com a disponibilidade da topologia e do estado de rede centralizados de forma lógica para permitir o controle e o gerenciamento inteligente de recursos da rede. Os métodos de controle de rede tradicionais são distribuídos, com dispositivos que funcionam de maneira autônoma, fornecendo às operadoras informações limitadas do estado da rede como um todo. Com o controle centralizado, elementos como gerenciamento de largura de banda, restauração, segurança e políticas podem se tornar altamente inteligentes e otimizados, explorando uma visão de domínio da rede. Isso também leva a um alto nível de qualidade de serviço e, assim, a uma ótima experiência do cliente. 3) Abstração da rede: serviços e aplicativos que são executados em uma rede SDN são abstraídos das tecnologias subjacentes e do hardware que fornece conectividade física e controle da rede. Os aplicativos interagem com a rede por meio de APIs em vez de interfaces de gerenciamento fortemente acopladas ao hardware. 4) Abertura: as arquiteturas SDN são o começo de uma nova era de abertura, permitindo a interoperabilidade de vários fornecedores e alavancando ferramentas de um ecossistema neutro em termos de fornecedores e não dependente de um 12

13 único fornecedor. A abertura vem de cima, com as APIs abertas que oferecem suporte a uma ampla variedade de aplicações, incluindo orquestração de nuvem, OSS/BSS, SaaS e aplicativos em rede essenciais para os negócios. Ela também vem de baixo, com programas de software inteligentes que controlam o hardware de vários fornecedores por meio de interfaces programáticas abertas, e vem de dentro, com serviços de rede e aplicativos inteligentes que podem ser executados em um ambiente de software de SDN comum. Por que a SDN é necessária? Basicamente, todos os provedores de serviços pretendem implantar a SDN. De fato, muitos foram além das fases de teste e estão começando a implantar a tecnologia em suas redes de produção. Os benefícios da SDN são abrangentes, mas as operadoras têm três prioridades principais ao migrar sua infraestrutura de rede para a SDN: 1) Gerar novas receitas pela agilidade operacional. A agilidade operacional permite que novos serviços sejam introduzidos mais rapidamente, e os provedores de serviços podem responder melhor aos requisitos dos clientes 2) Reduzir o OPEX com a simplificação das operações e a incorporação da automação. 3) Reduzir o CAPEX, não necessariamente com hardware barato, mas otimizando o uso de recursos, como largura de banda e capacidade de rede de data center, e reduzindo o espaço e o consumo de energia. Uma grande vantagem da SDN é a capacidade das operadoras de rede de criarem aplicativos e controlarem as redes por meio de programação com APIs habilitadas para SDN. A SDN habilita aplicativos que não só têm conhecimento da rede, como também podem monitorar de maneira inteligente as condições da rede e adaptar automaticamente a configuração da rede conforme o necessário. Assim, a SDN proporciona agilidade para a entrega de serviços dinâmicos e sob demanda, como a largura de banda sob demanda. A SDN também facilita a automação da rede, o que reduz os custos operacionais de implantação, gerenciamento e operações. A economia de custo proporcionada pela automação baseada em SDN aumenta os lucros e diminui os custos ao mesmo tempo que atinge o benefício máximo de maior agilidade. Outro benefício da SDN é a habilidade de estabelecer políticas para gerenciar redes, níveis de serviço e aplicativos, em vez de gerenciar explicitamente configurações de rede para recursos físicos. O gerenciamento de políticas de rede é possibilitado em um ambiente de SDN, pois o controlador da SDN coleta o conhecimento global da rede. Esse 13

14 conhecimento global permite que os controladores da SDN mapeiem as configurações de política na rede e na configuração adequada de cada dispositivo da rede. Esse recurso permite que as operadoras de SDN aproveitem políticas para gerenciar redes de uma perspectiva de serviços (como usuários e aplicativos), em comparação com a abordagem baseada em recursos físicos que as arquiteturas de rede de outra geração utilizam. A automação baseada em políticas libera os administradores de rede das atividades cotidianas para que eles possam se concentrar em atividades mais importantes, como solução de problemas de rede complexos ou planejamento de rede. A automação da SDN também tem o potencial de ajudar os provedores de serviços a encontrar e reter administradores de rede qualificados. Com a automação das operações, a complexidade da rede é reduzida e os gerentes de rede podem gerenciar um número maior de dispositivos com menos erros e maior produtividade. As mudanças levam muito menos tempo, e os recursos podem ser utilizados com maior eficiência do que no passado. No espaço da TI, os administradores de servidores aproveitaram a virtualização e a automação a ponto de um administrador de servidores comum poder gerenciar, com eficiência, milhões de servidores. A SDN proporcionará aos administradores de rede o mesmo tipo de aproveitamento para gerenciar centenas ou milhares de dispositivos de rede, em vez de dezenas. A SDN expande exponencialmente o escopo e o alcance da equipe de operações de rede, reduzindo o CAPEX e o OPEX no processo. Elementos essenciais de uma rede virtualizada A identificação e o entendimento dos componentes de uma rede virtualizada e como eles se inter-relacionam é essencial para se compreender o caminho que leva a uma implementação de SDN e NFV bem-sucedida. As redes virtualizadas incluem a Camada de orquestração, a Camada de controle e a Camada de infraestrutura. Cada um desses componentes fornece recursos e interfaces cruciais que permitem a transformação para uma rede programável, aberta e automatizada. Camada de orquestração: vários domínios, automação Camada de controle: controle de domínios individuais Camada de infraestrutura: redes e recursos físicos ou virtuais Esses elementos essenciais são combinados para criar uma base sólida para redes virtualizadas e oferecer serviços robustos, automatizados e ágeis para atender a provedores, operadoras e empresas. A Figura 4 mostra as três camadas do modelo de rede virtualizado: a Camada de orquestração, a Camada de controle e a Camada de infraestrutura. 14

15 Figura 4. Camada de orquestração Com a transição para redes virtualizadas, a Camada de orquestração fornece a função essencial de abstrair serviços dos componentes da infraestrutura subjacente, incluindo redes físicas e virtuais. A abstração, combinada com APIs abertas, permite aos provedores de serviços criar, implantar e gerenciar serviços entre vários domínios de rede, bem como automatizar seus ciclos de vida um processo que denominamos orquestração de serviços de vários domínios. Além de fazer a interface com as Camadas de controle e infraestrutura, a Camada de orquestração aproveita interfaces e APIs abertas para se comunicar com sistemas OSS e BSS tradicionais a fim de se integrar com processos de gerenciamento de serviços de back-end, como garantia de serviço, monitoramento de alarmes, gerenciamento de pedidos e de cobranças. Como os serviços de rede são desassociados da camada subjacente e de seus elementos através de uma camada de abstração comum, isso reduz a necessidade de codificação personalizada entre diferentes silos de gerenciamento e rede. Com a solução de orquestração de serviços adequada, os provedores de serviços se beneficiam com a capacidade de adicionar, configurar e provisionar novos dispositivos e serviços com flexibilidade e em tempo real para atender aos requisitos atuais de serviços sob demanda, mesmo nos ambientes mais complexos e heterogêneos. Camada de controle A Camada de controle é focada no controle e no gerenciamento de domínios físicos e virtuais individuais, fornecendo a programabilidade e a inteligência para gerenciar e controlar fluxos de tráfego dentro desse ambiente. A Camada de controle inclui plataformas como controladores SDN underlay e overlay, plataformas na nuvem ou VIM e orquestra- 15

16 dores de NFV que controlam e configuram recursos de rede. A Camada de controle também possui interfaces baseadas em padrões para o norte e o sul que ligam a Camada de orquestração às funções de rede subjacentes e abrem interfaces para o leste e o oeste que suportam o dimensionamento da rede virtual. Os principais requisitos da Camada de controle incluem uma abordagem e uma estrutura que aproveitem padrões abertos para garantir a interoperabilidade com outros elementos de hardware e software. Outro requisito-chave da Camada de controle é o suporte a protocolos de rede de outra geração, como CLI, TL1 e SNMP, além de protocolos e interfaces mais novos, como APIs REST, OpenFlow e Netconf/YANG. Camada de infraestrutura A Camada de infraestrutura inclui os dispositivos físicos e virtuais que abrangem a camada de rede em uma rede virtualizada. A Camada de infraestrutura é onde ocorre o processamento e o encaminhamento de dados. Em um ambiente de vários domínios, esses componentes de rede podem incluir redes virtuais e engrenagens de rede de outra geração que foram integradas à Camada de infraestrutura. A Camada de infraestrutura também fornece os protocolos inteligentes de encaminhamento, comutação e roteamento que podem ser reconfigurados a qualquer momento sem exigir que a rede seja desativada para manutenção. À medida que a inteligência de rede passa de dispositivos de rede, como roteadores proprietários e switches, para a Camada de controle, o hardware da rede se torna um commodity, reduzindo os custos de hardware, enquanto a automação da SDN aumenta a agilidade de configuração e manutenção da rede. A Camada de infraestrutura se comunica com a Camada de controle usando protocolos de rede de outra geração, como CLI, TL1 e SNMP, além de protocolos e interfaces mais novos, como APIs REST, OpenFlow e Netconf/YANG. Resumo dos elementos essenciais da NFV e da SDN A NFV fornece aos provedores de serviços e às empresas as vantagens de maior agilidade e flexibilidade de rede, ao mesmo tempo que oferece custos reduzidos para a aquisição, a implantação e o gerenciamento de serviços de rede inovadores. A rede definida por software é a base para que esses serviços sejam fornecidos com maior eficiência e economia. O fornecimento de padrões abertos e interfaces baseadas no consenso do setor para esses componentes é crucial para a interoperabilidade e a operação eficiente das redes que usam a SDN e a NFV. A proposta de valor da NFV e da SDN Para incentivar a aceitação da NFV e da SDN no mercado, a proposta de valor precisa ser clara e atrativa para as operadoras, os provedores de serviços, os fornecedores e os clientes. Por exemplo, em comparação com a tecnologia de rede tradicional, a NFV e a 16

17 Figura 5. Automação, otimização e monetização são vantagens competitivas essenciais da SDN. SDN oferecem três vantagens competitivas diferentes e bem definidas para provedores de serviços: automação, otimização e monetização, conforme ilustrado na Figura 5. A automação melhora a eficiência operacional e, ao mesmo tempo, reduz o tempo de lançamento no mercado para novos serviços de rede. A otimização conserva os recursos de rede ao mesmo tempo que melhora a qualidade dos serviços de rede. A monetização aproveita os modelos de precificação inteligentes e a capacidade de customização em massa para gerar novas receitas para as operadoras. Este guia avalia as vantagens competitivas que os provedores de serviços podem esperar tendo a NFV e a SDN como colaboradoras cruciais para seu sucesso permanente. Benefícios da NFV e da SDN A NFV e a SDN aumentam a agilidade da rede e a velocidade do serviço, o que melhora a satisfação do cliente. Não é raro que as operadoras levem semanas ou até meses para implementar as solicitações de novos serviços de rede exigidas pelos clientes. Obviamente, os longos atrasos de implementação em função da complexidade e da natureza prática do provisionamento de serviços de rede não é uma opção agradável para a maioria dos clientes. Já que todas as operadoras estão usando engrenagens de redes proprietárias, os clientes não têm muitas opções quando precisam de implantação mais rápida de novos serviços e aplicativos. Mas agora que a SDN oferece programabilidade e automação, a maior agilidade dá aos clientes a opção de escolher as operadoras que podem implantar novos serviços ou fazer alterações de serviços muito mais rapidamente aproveitando os recursos da NFV e da SDN. Uma recente pesquisa de mercado realizada pela IHS-Markit indicou que mais de 80% dos provedores de serviços estão interessados na SDN pela capacidade de implantação de serviços de rede com maior rapidez, sendo este o maior motivador apontado na pesquisa, conforme destacado na Figura 6. 17

18 Figura 6. Uma pesquisa da IHS Markit, 2016 Carrier SDN Strategies for the SDN Drivers, destaca o que os prestadores de serviços estão procurando na NFV e na SDN. A agilidade oferecida pela SDN e pela NFV é uma enorme vantagem competitiva que pode aumentar a receita fornecendo aos clientes o que a concorrência não pode oferecer, mais rápido do que nunca. A maior agilidade por si só é uma forte razão para a adoção da SDN entre as operadoras. Felizmente, para as operadoras e os clientes, a SDN oferece ainda mais benefícios. Otimização de rede: a SDN permite que as operadoras otimizem as redes por meio de programação e aplicativos personalizados. Por exemplo, à medida que novas redes são implantadas em uma infraestrutura da SDN, o software calcula automaticamente os caminhos ideais pela rede. Como esses caminhos ideais podem se degradar ao longo do tempo em função de mudanças posteriores na topologia ou na configuração da rede, o aplicativo também pode ser executado periodicamente para desfragmentar a rede de maneira automática e calcular novamente os caminhos ideais. 18

19 Eficiência operacional: a NFV e a SDN promovem eficiência operacional automatizando tarefas rotineiras de manutenção da rede, provisionamento da rede e soluções de problemas. A automatização da otimização da rede, conforme já descrito, é um excelente exemplo de como a eficiência operacional inerente à SDN pode simplificar o gerenciamento de rede cotidiano. Novo foco no crescimento pela automação da SDN e da NFV: à medida que a SDN e a NFV trabalham para simplificar as operações, o software assume maior controle do gerenciamento diário das redes de SDN. Como resultado, a equipe de rede atual pode passar menos tempo monitorando e mantendo os serviços e mais tempo criando serviços e gerando receitas. Essa mudança na utilização melhora a eficiência do negócio e permite a realocação orçamentária para gerar maior lucro. Abertura de plataformas de SDN: é claro que, há muito tempo, as operadoras se incomodam com o ambiente restritivo oferecido pelos fornecedores de redes proprietárias, sendo forçadas a aguardar meses ou anos para que os recursos desejados finalmente sejam incluídos em um produto lançado. O hardware proprietário também tende a ser caro, e quando uma operadora se compromete com um fornecedor de rede, fica mais difícil considerar equipamentos de outros fabricantes pela possibilidade real de haver problemas de compatibilidade e interoperabilidade. A SDN ajuda nos problemas de interoperabilidade usando um conjunto avançado de padrões que migra a maior parte da inteligência de rede de um dispositivo de rede dedicado, de arquitetura fechada, para produtos de hardware e software padrão disponíveis em uma variedade de OEMs. Resumo A proposta de valor da SDN e da NFV associa as vantagens competitivas de programabilidade, as vantagens técnicas de inteligência centralizada, os benefícios financeiros de automação e a maior agilidade que ajuda os provedores de serviços e as operadoras a atrair novos clientes. A SDN e a NFV representam uma mudança profunda no foco e no controle da tecnologia de rede, de fornecedores proprietários a OEMs baseados em padrões, criando um hardware que funciona sem problemas com o hardware de outros OEMs. Uma análise superficial dos recursos da SDN e da NFV torna claro que essas especificações foram desenvolvidas pensando nas operadoras e não nos fornecedores de redes. Essa nítida diferença em relação aos esforços de padronização de rede anteriores é justamente o motivo pelo qual a SDN e a NFV não são consideradas apenas uma etapa evolucionária, porém um salto revolucionário para provedores de serviços. A NFV e a SDN colocam as operadoras, os provedores de serviços e as empresas no comando da rede, com recursos projetados para tornar as operadoras mais ágeis, competitivas e lucrativas. 19

20 Projetos de código aberto e padrões da NFV e da SDN Os caminhos específicos para comercialização da SDN e da NFV foram moldados e orientados por órgãos normativos e consórcios do setor. A especificação da SDN está sendo desenvolvida pela organização normativa Open Networking Foundation (ONF), enquanto a NFV está sendo formada e moldada pelo European Telecommunications Standards Institute NFV Industry Specification Group (ETSI NFV ISG). Tanto as especificações da SDN como da NFV são consideradas estruturas para os fornecedores de redes que desejam que seus dispositivos e softwares interoperem com outros fornecedores em conformidade com as normas. Ao mesmo tempo, os fornecedores individuais estão livres para se desviar das especificações conforme o necessário a fim de diferenciar seus produtos, oferecer recursos além das especificações ou garantir compatibilidade com engrenagens de rede de outra geração. O ETSI NFV ISG inclui fornecedores de software de rede, provedores de serviços, operadoras de rede, organizações de tecnologia nacionais de vários países, instituições acadêmicas e de pesquisa, além de grupos de usuários relacionados. A filosofia de gerenciamento do ETSI NFV ISG é baseada em padrões abertos e usa um modelo consensual para decisões de desenvolvimento e definição relacionadas à NFV. Nesse sentido, o ETSI NFV ISG é mais um modelo de cooperação do setor do que uma organização normativa tradicional que pode vir a ser menos transparente quanto a negociações e acordos que formam o padrão. Muitos fornecedores e clientes de NFV estão atualmente aproveitando APIs de NFV amplamente utilizadas que não são parte da especificação, mas essenciais para o sucesso da NFV. Nesse sentido, os padrões são certamente importantes, mas a meta é uma arquitetura de rede de NFV ativa que vá além das funções e dos recursos da especificação da NFV oficial. O ETSI NFV ISG recentemente anunciou uma colaboração com os padrões Metro Ethernet Networking (MEF) para integrar a NFV como a arquitetura de serviços de rede para Carrier Ethernet 2.0, um padrão em desenvolvimento para Ethernet de alta disponibilidade. O que veio a se tornar a especificação da SDN é, na realidade, a combinação do trabalho de um consórcio do setor e de órgãos normativos, como a Open Networking Foundation (ONF). Embora a ONF tenha sido providencial em organizar o esforço por trás da formação da especificação da SDN, o trabalho paralelo de vários grupos do setor também deu impulso e força vital no mercado ao movimento de virtualização da rede. Um registro da colaboração de vários órgãos do setor inclui o white paper An Industry Initiative for Third Generation Network and Services (Uma iniciativa do setor para redes e serviços de terceira geração) publicado em novembro de 2016, com autores como MEF, ON.Lab, ONOS, OPEN-O, OpenDaylight, ONF, OPNFV e TM Forum. Esse documento descreve uma visão da transformação dos serviços de conectividade de rede e das 20

21 redes usadas para fornecê-los com base nos princípios de rede como serviço (NaaS), os quais fazem com que a rede apareça para o usuário como se fosse a própria rede virtual do usuário com serviços de valor agregado bump-in-the-wire. O objetivo final é uma rede de terceira geração que combine a agilidade e a ubiquidade da Internet com as garantias de desempenho e segurança das redes de alta confiabilidade de hoje. A SDN e a NFV estão mudando a função das organizações normativas e dos grupos do setor em projetos de código aberto e especificações. Em comparação com os esforços de padronização anteriores que parecem enfatizar o padrão em si, a SDN e a NFV estão muito mais focadas nos recursos de implementação e operação, bem como na agilidade, não apenas nos padrões subjacentes no papel. Em outras palavras, as especificações para SDN e NFV são muito mais baseadas em considerações práticas e menos em aplicações teóricas que podem fazer parte dos esforços de definição de uma organização normativa. Casos de uso da SDN e da NFV Os cenários de implantação reais e vários estudos de redes quantificaram os benefícios da implantação da SDN para migrações de nuvem, redução de custos e possibilidade de novos mercados. Os casos de uso de clientes a seguir destacam as oportunidades e os benefícios oferecidos pela SDN: Caso de uso 1: Migrações de empresas para a nuvem A tecnologia de SDN e NFV oferece vários recursos e benefícios de custo para empresas que pretendem migrar, toda ou parte, da sua infraestrutura de TI para a nuvem. No entanto, essa migração pode ser um desafio para as empresas que estão saindo de um mundo no qual a equipe de TI controla totalmente o ambiente corporativo, a LAN e a computação do ambiente para uma abordagem baseada na nuvem, em que parte do controle da infraestrutura é cedido ao fornecedor de nuvem. No entanto, a economia da computação em nuvem e infraestrutura obriga as empresas a migrar as aplicações adequadas e outras funções de TI para a nuvem por questões de orçamento. A computação em nuvem quase sempre é mais barata do que qualquer grande implementação de empresa privada, pois a maior parte da estrutura de custo de nuvem subjacente se beneficia de economias de escala, e os custos são espalhados entre os vários usuários desses recursos de nuvem. Ao mesmo tempo que ganham eficiência de custo na nuvem, as empresas também precisam começar a lidar com o fato de que não terão controle da configuração e do desempenho da rede na nuvem. Neste caso de uso, uma empresa hipotética precisa se conectar com vários locais na rede remota (WAN). Obviamente, a rede WAN tradicional dá conta desse objetivo hoje, mas uma nova arquitetura baseada em nuvem também precisa garantir conectividade de 21

22 nuvem de e para cada um dos locais. Isso obriga a conectividade para a nuvem a partir da rede do data center local, o que requer segurança abrangente, pois os dados agora atravessam os limites da LAN corporativa. Dispositivos de hardware patenteados, com finalidade específica, oferecem suporte a essa nova arquitetura hoje em dia, mas o uso da SDN e da NFV é uma solução muito mais flexível e econômica nesse caso de uso. Para atenuar esses desafios de migração de nuvem, uma rede construída com base na SDN e na NFV pode lidar com cada uma dessas preocupações em uma rede corporativa programável, flexível e de alto desempenho. Usando a NFV, é possível virtualizar funções de rede como firewalls, roteamento virtual de e para a nuvem, NAT, antivírus, proteção contra ataques de negação de serviço distribuído (DDOS) e otimização de WAN. De maneira similar, os recursos da SDN podem ser usados para orquestrar operações de rede gerais e conectividade em nuvem entre locais. A SDN e a NFV também podem ser combinadas para fornecer os recursos de segurança necessários para manter as informações de identificação pessoal (PII) e outros dados corporativos essenciais protegidos e seguros. Nesse caso de uso, a Blue Planet da Ciena fornece três recursos essenciais para empresas que estão migrando para a nuvem usando a SDN e a NFV: 1. Orquestração de SDN de rede entre a WAN e de/para a nuvem 2. Gerenciamento e controle de VNFs, como proteção de DDOS, firewalls, DNS, NAT e roteamento virtual entre dispositivos de rede virtuais compatíveis de uma variedade de fornecedores 3. O software e o suporte que interligam essa rede habilitada para a nuvem com vários data centers corporativos e locais remotos Caso de uso 2: Redução de custos operacionais e de capital A pressão para produzir melhor, mais rápido e mais barato do que a concorrência é uma realidade para provedores de serviços. Em consequência, muitas operadoras estão explorando a possibilidade de que fazer a transição para uma rede baseada em SDN e NFV reduzirá seus custos operacionais e de capital. O uso da NFV para virtualizar as funções de rede é mais barato e mais escalável do que comprar mais dispositivos dedicados e outros elementos de hardware com finalidade específica. Agora que outras opções estão surgindo, as operadoras estão em busca da SDN e da NFV para encontrar um meio mais eficiente de construir e gerenciar suas redes. 22

23 Com redes construídas com base em hardware dedicado, as operadoras precisam manter uma frota de caminhões de alto custo e funcionários com profundo conhecimento técnico para manter as redes funcionando sem problemas. Os gastos para as operadoras que usam hardware e arquitetura de rede tradicional são imensos. A SDN fornece uma interface aberta, programável, capaz de orquestrar serviços definidos por software, bem como engrenagens de rede de outra geração na maioria dos casos. Em vez de instalar fisicamente novas engrenagens, a SDN permite o download e o provisionamento dos serviços de rede conforme o necessário. Essa capacidade de automatizar e administrar remotamente redes físicas reduz a necessidade de manutenção manual dos componentes da rede, minimizando, assim, a necessidade de visitas técnicas na instalação. Ao utilizar a SDN, os técnicos de rede não precisam mais inspecionar fisicamente os componentes de rede ou observar as luzes de LED e os alarmes sonoros. Essas verificações de integridade e soluções de problemas geralmente podem ser realizadas de maneira remota com a SDN. Da mesma forma, com a NFV, as operadoras não precisam mais de hardware proprietário para fornecer funções de rede, como proteção de DDOS, roteamento, firewall, antivírus e recursos similares. Menos hardware físico naturalmente leva a menos tempo gasto com a solução de problemas e a manutenção da rede por meio de inspeção manual. Os recursos baseados em software da SDN e da NFV permitem que as operadoras reduzam o tamanho das frotas de caminhões e o número de profissionais capacitados dedicados a manter a rede em funcionamento. Isso reduz a estrutura de custo subjacente da operadora, permitindo que ela reduza os preços para os clientes e se torne mais competitiva nos mercados aos quais atende. Além dos recursos de automação, a SDN e a NFV também reduzem custos com o melhor monitoramento de ponta a ponta e melhores ferramentas de software para visualizar e solucionar problemas. Essa eficiência operacional permite que as operadoras procurem clientes em segmentos de mercado que anteriormente eram muito pequenos ou não lucrativos para que valesse a pena investir. A redução de custos operacionais e de gerenciamento beneficia o resultado financeiro da operadora, aumentando o lucro em potencial e o fluxo de caixa. Em função dos custos menores, as operadoras que antes se concentravam em atender a empresas maiores agora podem competir com eficiência para obter receita com empresas menores. Antes do avanço da SDN e da NFV, esses clientes de camada inferior provavelmente eram ignorados pelas operadoras em razão das margens reduzidas desse segmento de mercado. A redução dos custos de rede tornou esses clientes de margem baixa em um mercado viável hoje para as operadoras que pretendem expandir sua base de clientes. 23

24 O caso para eficiência de custo pelo uso da SDN e da NFV fornece dois benefícios diferentes para as operadoras: 1) A redução dos custos de OPEX e CAPEX aumenta a lucratividade. 2) A redução de estruturas de custo abre novos mercados tornando os clientes que antes não eram lucrativos em uma oportunidade para aumentar a participação de mercado. Caso de uso 3: Provedores de serviços transformam seus negócios O terceiro caso de uso destaca como empresas de conectividade, organizações e provedores de serviço de grande porte podem aproveitar SDN e NFV para transformar seus modelos de negócios reduzindo custos e buscando novos clientes e oportunidades de mercado. Um provedor de conectividade de alto desempenho concorria tradicionalmente no mercado de interconexão de data centers de empresas e provedores de serviços. Esse provedor instalava uma WAN habilitada para SDN e conexões diretas seguras com vários parceiros de nuvem, como Amazon Web Services, Windows Azure e Google Cloud. Com a redução de custos e a simplificação do processo de provisionamento e gerenciamento das interconexões de nuvem da WAN, esse provedor agora pode revender seu acesso direto à nuvem para empresas que não poderiam pagar ou justificar uma conexão direta com um provedor de nuvem. Ao oferecer a essas empresas a oportunidade de desfrutar das vantagens de desempenho de se conectar diretamente com sua(s) nuvem(ns) de preferência, esse provedor abriu novos mercados vastos para seus serviços de conectividade. Resumo de casos de uso O mundo da computação de data center nos últimos anos tem mudado muito mais rápido do que a rede convencional é capaz de se adaptar. A SDN foi desenvolvida para lidar com as demandas impostas pela proliferação de dispositivos móveis, Traga seu próprio dispositivo (BYOD), computação em nuvem, virtualização de servidor e armazenamento e as demandas cada vez maiores nas redes para serem flexíveis e dinâmicas. Os provedores de serviços podem aproveitar a SDN para reduzir custos e, ao mesmo tempo, aumentar os recursos de personalização e a satisfação do cliente, o que proporciona economia de CAPEX e OPEX. As organizações também estão ansiosas para obter eficiência de escala e redução de OPEX e CAPEX, para tornar suas empresas mais competitivas. Os primeiros a adotar a SDN terão vantagem competitiva em relação aos concorrentes, ao mesmo tempo que desenvolverão expertise para aproveitar a SDN ainda mais, à medida que os padrões evoluem. Conforme a SND amadurece, as operadoras estão enfrentando uma convergência de servidores, armazenamento, redes e aplicativos virtualizados que, no final das contas, serão gerenciados por um conjunto comum de ferramentas e técnicas. 24

25 O que o futuro reserva à SDN e à NFV Agora que a base subjacente da SDN e da NFV é sólida e os fornecedores de rede estão despachando produtos de SDN e NFV disponíveis comercialmente, provavelmente haverá um aumento significativo da adoção dessas tecnologias nos próximos anos. A maioria dos provedores de serviços já possui tecnologias de SDN e NFV na fase de prova de conceito ou em produção. À medida que as empresas, os arquitetos de rede e os engenheiros de rede ganham mais experiência com essas tecnologias e ficam confortáveis com a nova forma de se proceder, todos os sinais indicam que a adoção continuará se expandindo dos provedores de serviços para o espaço da TI corporativa. Nada gera mais sucesso do que o próprio sucesso, logo, quanto mais empresas tiverem êxito na transição para SDN e NFV, mais seus concorrentes ficarão motivados a considerar a adoção da SDN e da NFV também. Graças ao caso de negócios atrativo de SDN e NFV, a concorrência provavelmente será um forte motivo para a adoção generalizada da SDN e da NFV. O argumento a favor da adoção inclui maior agilidade e controle da rede, oportunidades de aumento de receita, simplificação das operações de rede e diferenciação das ofertas de serviço. A SDN e a NFV são tecnologias inovadoras no mercado, como se vê no grande número de startups e OEMs de redes que estão repensando como transformar suas linhas de produtos para prosperar em um mundo de rede virtualizado. Dito isso, ainda há alguns desafios para a SDN e a NFV, incluindo a curva de aprendizado inevitável necessária para se dominar essa nova abordagem para rede. Também há discussões preliminares sobre a integração da SND em domínios óticos em vez de apenas oferecer suporte a domínios de pacotes, como ela faz hoje. Além disso, à medida que a SDN e a NFV amadurecem como tecnologias, a orquestração de ponta a ponta dessas novas tecnologias, incluindo a integração com tecnologias de rede de outra geração durante as fases iniciais da maioria das implementações de SDN, continuarão sendo um desafio. Por reconhecer que a orquestração é a cola que une a SDN e a NFV em redes de grande escala, a Ciena está preparando o próximo guia intitulado The Ciena Essentials Guide to Orchestration. Ele dará aos leitores uma visão geral da orquestração, do design à implementação e manutenção, enquanto eles continuam sua jornada educativa sobre a SDN e a NFV com a Ciena e a Blue Planet. 25

26 Glossário Controlador Um componente de software logicamente centralizado que oferece a funcionalidade de gerenciamento da rede (e controle da rede). Por exemplo, o controlador estabelece as políticas e as regras do encaminhamento de pacotes e configura a infraestrutura de rede para realizar o encaminhamento. Domínio Um componente de rede com gerenciamento centralizado. Um domínio pode ser tão pequeno quanto uma única função de rede ou tão amplo quando uma rede inteira. OpenFlow Um protocolo de comunicação para controlar, por meio de programação, o plano de encaminhamento de um switch ou um roteador de rede. O OpenFlow supõe a separação do plano de controle do plano de dados e direciona o fluxo de pacotes por meio de comandos de correspondência de padrões/ação. Orquestrador Um componente de software usado para fornecer controle de ponta a ponta na rede. Geralmente, o orquestrador é considerado para fornecer uma perspectiva de mais alto nível do que o controlador. Por exemplo, ele pode fornecer abstração de serviço de ponta a ponta, enquanto o controlador pode enfocar no encaminhamento e no controle de pacotes. Pod Uma unidade autossuficiente que inclui computação e armazenamento. O pod da NFV se refere a um componente independente baseado em x86, dedicado à execução de VNFs. Python Uma linguagem de programação amplamente usada, de alto nível, de finalidade geral, interpretada e dinâmica que fornece constructos a fim de facilitar a legibilidade e permitir programas limpos em pequena e grande escala. Recurso Qualquer entidade que forneça um conjunto bem definido de funcionalidades de rede que possam ser modeladas e controladas por meio de uma API. Um recurso pode ser um dispositivo individual ou uma função de rede, ou toda uma rede ou domínio de rede. 26

27 Acrônimos AP Application Programming Interface (Interface de programação de aplicativo) A API expressa um componente de software em termos de suas entradas, saídas e operações para manipular e controlar, por meio de programação, um componente de software. BP Blue Planet A Blue Planet é uma plataforma de software da Ciena criada com finalidade específica para virtualização, orquestração e gerenciamento de rede. BPM Business Process Modeling (Modelagem de processos de negócios) A BPM é uma forma de expressar um processo ou fluxo corporativo em um formato gráfico legível por humanos. BPMN Business Process Modeling Notation (Notação de modelagem de processos de negócios) A BPMN é uma notação gráfica, similar ao um fluxograma, para modelagem de processos corporativos. BSS Business Support System (Sistema de suporte aos negócios) O BSS é um conjunto de software usado por um provedor de serviços de telecomunicações para executar suas operações corporativas. Geralmente, o BSS lida com a tomada de pedidos, problemas de pagamento e receitas, além de fornecer suporte ao gerenciamento de produtos, pedidos, receita e clientes. CE Carrier Ethernet A CE representa um conjunto padrão de serviços Ethernet que passou a existir nos últimos 10 anos ou mais. O padrão abrange serviços de conectividade Ethernet de ponta a ponta e multiponto. Hoje, o mercado de CE global excede US$ 50 bilhões. CE 2.0 Carrier Ethernet 2.0 A CE 2.0 representa o padrão de certificação CE mais recente. Os produtos de pacote da Ciena possuem a certificação CE 2.0. CECP Carrier Ethernet Certified Professional (Profissional certificado de Carrier Ethernet) A CECP é uma certificação que demonstra expertise, habilidades e conhecimentos sobre tecnologias, padrões, serviços e aplicações de Carrier Ethernet. 27

28 CLI Command Line Interface (Interface de linha de comando) A CLI é uma maneira de interagir com um programa de computador ou dispositivo de rede pelo qual o usuário emite comandos na forma de linhas de texto sucessivas. CORD Central Office Re-architected as a Data Center (Escritório central reprojetado como data center) O CORD representa uma maneira diferente de criar escritórios centrais que aproveita tecnologias de código aberto e caixa branca a favor de dispositivos proprietários especializados e de fornecedor. O CORD combina esses elementos essenciais abertos com a SDN e a NFV para gerar economia com a escala e a agilidade da nuvem para provedores de serviços. O CORD começou como uma prova de conceito patrocinada pela ON.Lab e a AT&T. Hoje, empresas como a Ciena estão ajudando a levar o CORD para a produção. COTS Commercial Off-The-Shelf (Comercial disponível no mercado) COTS descreve produtos e/ou componentes que são produtos fabricados padrão e que podem ser adquiridos imediatamente. DC Data Center O DC é uma instalação usada para alojar sistemas de computadores e componentes associados. Isso inclui servidores, armazenamento, redes, energia, ar-condicionado e segurança. DCI Data Center Interconnect (Interconexão de data centers) DCI se refere à rede (de pacotes ou ótica) que conecta data centers. EMS Element Management System (Sistema de gerenciamento de elementos) O EMS é um aplicativo para gerenciamento de elementos de rede. O EMS geralmente gerencia os equipamentos ou as tecnologias de um único fornecedor. ETSI European Telecommunications Standards Institute (Instituto Europeu de Padrões de Telecomunicações) O ETSI é uma organização de padronização independente, sem fins lucrativos, do setor de telecomunicações (fabricantes de equipamentos e operadoras de redes), com sede na Europa. O ETSI NFV ISG produziu o white paper original que define a NFV e definiu a arquitetura para implantação da NFV. FCAPS Fault, Configuration, Accounting, Performance, and Security (Falha, configuração, contabilidade, desempenho e segurança) A FCAPS é uma estrutura que descreve os principais elementos do gerenciamento de redes: falha, configuração, contabilidade, desempenho e segurança. 28

29 GUI Graphical User Interface (Interface gráfica do usuário) A GUI é uma forma gráfica de interagir com um programa de computador ou um dispositivo de rede. A visualização é gráfica e os comandos são geralmente controlados com um mouse. IaaS Infrastructure as a Service (Infraestrutura como serviço) A IaaS é uma forma de computação em nuvem na qual a infraestrutura do computador, ou seja, computação e/ou armazenamento, são fornecidos para o usuário final como um serviço baseado na nuvem. IP Internet Protocol (Protocolo de Internet) O IP é o principal protocolo de comunicações do pacote de protocolos de Internet para o carregamento de datagramas na rede. MANO Management and Orchestration (Gerenciamento e orquestração) MANO é o componente da arquitetura de NFV que controla como uma ou mais VNFs são encadeadas e interconectadas em um serviço de ponta a ponta. MDSO Multi-Domain Service Orchestration (Orquestração de serviços de múltiplos domínios) A MDSO é o gerenciamento e o controle de ponta a ponta dos serviços em funcionalidades de redes físicas e virtuais e entre um ou mais domínios de gerenciamento. MPLS Multi-Protocol Label Switching (Comutação de rótulos multiprotocolo) A MPLS é uma metodologia de encapsulamento de dados usada para diferentes tipos de dados de telecomunicações entre uma rede de pacotes. A MPLS usa rótulos, em vez de longos endereços de rede, para direcionar o tráfego de um nó de rede para o próximo. Isso que torna a MPLS mais eficiente do que o roteamento. NaaS Network as a Service (Rede como serviço) A NaaS é uma forma de computação em nuvem na qual a rede e a conectividade são fornecidas para um usuário final como serviço. NE Network Element (Elemento de rede) NEs são dispositivos de rede individuais que são gerenciados. NETCONF Network Configuration Protocol (Protocolo de configuração de rede) O NETCONF é um protocolo de gerenciamento de rede usado para a configuração de dispositivos de rede. 29

30 NFV Network Functions Virtualization (Virtualização de funções de rede) A NFV é um conceito de arquitetura de rede que usa as tecnologias comerciais disponíveis no mercado, incluindo armazenamento e computação, para virtualizar classes inteiras de funções de nó de rede usadas para criar serviços de comunicação. NFVO Network Functions Virtualization Orchestration (Orquestração de virtualização de funções de rede) A NFVO é um componente de software que pode orquestrar o ciclo de vida de funções de rede virtualizadas. Isso inclui a criação e o encadeamento de funções de rede virtualizadas. ONF Open Networking Foundation (Fundação de redes abertas) A ONF é uma organização cuja meta é melhorar as redes por meio da SDN, do protocolo OpenFlow e de tecnologias relacionadas. ON.Lab Open Networking Lab (Laboratório de redes abertas) A ON.Lab é uma organização dedicada ao desenvolvimento de ferramentas e plataformas e à construção de comunidades de código aberto para explorar todo o potencial da SDN. ONOS Open Network Operating System (Sistema operacional de rede aberta) O ONOS é o sistema operacional da SDN para provedores de serviços. O ONOS possui escalabilidade, alta disponibilidade, alto desempenho e abstrações que facilitam a criação de aplicativos e serviços. OPEN-O Open Orchestrator Project (Projeto de orquestrador aberto) O OPEN-O é um esforço colaborativo para reunir o setor a fim de desenvolver uma estrutura de software de código aberto e o orquestrador, permitindo operações ágeis da SDN e da NFV. O OPEN-O foi anunciado em fevereiro de OPNFV Open Platform for Network Functions Virtualization (Plataforma aberta para virtualização de funções de rede) A OPNFV é uma plataforma aberta e colaborativa com o fim de acelerar a implantação da NFV. A OPNFV é focada principalmente na construção da NFVI e do VIM. OSM Open Source MANO (MANO de código aberto) O OSM é um projeto patrocinado pelo ETSI para desenvolver uma pilha de software de MANO da NFV alinhada com a NFV do ETSI. 30

31 OSS Operation Support System (Sistema de suporte operacional) O OSS é um conjunto de sistemas de software usado por provedores de serviços de telecomunicações para gerenciar suas redes (por exemplo, redes de telefonia). Ele fornece suporte a funções de gerenciamento, como inventário de rede, provisionamento de serviços e gerenciamento de falhas. PaaS Platform as a Service (Plataforma como serviço) A PaaS é uma categoria de serviços de computação em nuvem que fornece uma plataforma, a qual permite que os clientes desenvolvam, executem e gerenciem aplicativos sem a complexidade de construir e manter a infraestrutura geralmente associada ao desenvolvimento e ao lançamento de um aplicativo. PCE Path Computation Element (Elemento de computação de caminho) O PCE é um componente do sistema, aplicativo ou nó de rede usado para determinar e encontrar uma rota adequada para conectar uma origem a extremidades de destino. PNF Physical Network Function (Função de rede física) O PNF é um dispositivo físico ou um dispositivo de hardware que fornece funções de rede. PS Professional Services (Serviços profissionais) PS são serviços de consultoria oferecidos por um fornecedor para personalizar ou ajustar um aplicativo ou uma instalação para atender às necessidades de um cliente em particular. RA Resource Adapter (Adaptador de recurso) O RA realiza a adaptação entre o modelo de dados interno e um sistema ou origem externos. REST Representational State Transfer (Transferência de estado representativo) (uso: API RESTful) A REST é um estilo de arquitetura e uma abordagem de comunicação geralmente usada no desenvolvimento de serviços Web. A REST é um protocolo de comunicações sem estado, cliente-servidor, com armazenamento em cache, que usa o protocolo HTTP em praticamente todos os casos. SaaS Software as a Service (Software como serviço) O SaaS é um modelo de licenciamento de software e entrega sob demanda no qual o software é licenciado com base em assinaturas e é hospedado centralmente. 31

32 SDN Software-Defined Networking (Rede definida por software) A SDN é uma abordagem de rede de computadores a qual permite que os administradores de rede gerenciem a funcionalidade abstraída de camada mais alta dos serviços de rede. Isso é feito com a desassociação entre o plano de controle e o plano de dados. O plano de controle é centralizado logicamente, e o plano de dados continua com serviços de encaminhamento. SMB Small and Medium-sized Business (Pequenas e médias empresas) SMBs são empresas cujo número de funcionários fica abaixo de certos limites. SME Small and Medium-sized Enterprise (Pequenas e médias organizações) SMEs são organizações cujo número de funcionários fica abaixo de certos limites. SNMP Simple Network Management Protocol (Protocolo de gerenciamento de rede simples) O SNMP é um protocolo que coleta e organiza informações sobre dispositivos gerenciados nas redes de IP, além de modificar essas informações para alterar o comportamento do dispositivo. Dispositivos que costumam oferecer suporte ao SNMP são roteadores, switches, servidores, estações de trabalho, impressoras e racks modernos. SOAP Simple Object Access Protocol (Protocolo de acesso a objeto simples) O SOAP é uma especificação de protocolo para a troca de informações estruturadas na implementação de serviços Web em redes de computadores. Ele usa o Conjunto de Informações XML para o formato de mensagem e conta com protocolos de camada de aplicativo, principalmente o Protocolo de transferência de hipertexto (HTTP) ou o Protocolo de transferência de simples (SMTP) para negociação e transmissão de mensagens. VIM Virtual Infrastructure Manager (Gerenciador de infraestrutura virtual) O VIM é um software de gerenciamento que fornece administração centralizada de recursos de computação físicos e virtuais. Para a NFV, o VIM administra os recursos de nuvem usados para executar VNFs. VNF Virtual Network Function (Função de rede virtual) A VNF é uma função de rede que foi virtualizada. VNF é diferente da NFV. VNF se refere a uma instância ou uma implementação de uma função de rede em software que é desassociada do hardware subjacente. VNFI VNF Infrastructure (Infraestrutura de VNF) A VNFI é a infraestrutura de computação na qual uma VNF é executada. 32

33 vrouter Virtual Router (Roteador virtual) O vrouter é uma versão virtualizada da funcionalidade de roteador. WAN Wide Area Network (Rede remota) A WAN é uma rede de telecomunicações ou rede de computadores que abrange uma longa distância geográfica (global, regional, nacional ou metropolitana). x86 Arquitetura do processador Intel x86 A x86 é uma família de arquiteturas definidas por instrução, de compatibilidade legada, baseada na CPU Intel O termo x86 é normalmente usado para se referir a servidores de commodity, comerciais disponíveis no mercado, usados para a NFV. XML Extensible Markup Language (Linguagem de marcação extensível) A XML é uma linguagem de marcação legível por humanos. O objetivo da linguagem XML é ser simples e utilizável em geral para descrever documentos e estruturas de dados arbitrários. Alguns produtos de gerenciamento de rede usam XML como protocolo na interface de gerenciamento. YANG Yet Another Next Generation (Linguagem YANG) YANG é uma linguagem de modelagem de dados originalmente criada para oferecer suporte ao protocolo de configuração de rede NETCONF. Ultimamente, a YANG também tem sido usada como linguagem de modelagem de dados para alguns outros protocolos. A YANG também é usada, às vezes, para modelar serviços. 33

34 Abel Tong Diretor sênior, Marketing de Soluções, Blue Planet Abel Tong é diretor sênior de Marketing de Soluções para as soluções de software da Blue Planet da Ciena. Ele é responsável por ajudar a transformar as redes com a aplicação da rede definida por software (SDN) e da Network Function Virtualization (NFV) a fim de oferecer valor e criar novos serviços, bem como simplificar as operações de rede para os clientes da Ciena. Abel tem mais de 15 anos de experiência com sistemas de redes e telecomunicações, além de ser blogueiro, palestrante e líder intelectual do setor. Ele ingressou na Ciena com a aquisição da Cyan. Antes da Cyan, foi diretor de Marketing da Omnitron e liderou o lançamento de vários produtos Carrier Ethernet. Também ocupou cargos na Aktino, na Calix, na ADC e na Pairgain. Abel também é um colaborador de longa data no MEF. Ele lidera o Projeto UNITE do MEF, uma iniciativa de colaboração de todo o setor que reúne as organizações de desenvolvimento de normas para criar os elementos essenciais da Orquestração de serviço de ciclo de vida e da Rede de terceira geração. Também é membro da Open Cloud Connect (OCC), da Open Daylight e da Open Networking Foundation (ONF). 34

35 Kevin Wade Líder da equipe de Marketing de Produto, Ciena Blue Planet Kevin Wade é diretor sênior de Marketing de Produto para o portfólio de softwares da Blue Planet da Ciena. Nessa função, Kevin é responsável por liderar a equipe de Marketing de Produto da Blue Planet, bem como promover a criação de programas para aumentar o awareness e a participação de mercado para as soluções de software de orquestração, análise e gerenciamento de SDN/NFV líderes do setor, da Ciena. Kevin tem mais de 20 anos de experiência no setor de redes com startups bemsucedidas e empresas públicas, tendo como alvo provedores de serviços e mercados corporativos. Ele ingressou na Ciena com a aquisição da Cyan, onde era responsável pelo marketing de produto da empresa e por atividades de marketing de campo. Antes de trabalhar com a Cyan em 2012, Kevin foi diretor sênior de Marketing de Produto na Force10 Networks (agora Dell Force10) e também exerceu funções de marketing de produto na Ascend (agora parte da Nokia) e na Cabletron (hoje Extreme Networks). Um profissional de marketing para tecnologia completo, Kevin se apresentou nas principais conferências do setor, incluindo a Supercomm, a Comptel e a Cable-Tech Expo, e publicou artigos em revistas de negócios, como a Data Center Knowledge e a Lightwave. Concluiu a graduação em Finanças na Northern Arizona University em

36 De acordo com nossas pesquisas de provedores de serviços globais, agora todas as operadoras de rede estão planejando investir na SDN e na NFV por três motivos principais: (1) as operadoras buscam maior agilidade de serviço, além de tempo de geração de receita acelerado; (2) elas querem ter uma visão clara e desimpedida de seus serviços globais em vários domínios de rede; e (3) elas também precisam automatizar tanto quanto possível. Este guia apresenta uma base excelente para todos aqueles que desejam se inteirar rapidamente sobre a SDN e a NFV. Michael Howard, diretor e consultor de pesquisa sênior, Redes de Operadora da IHS Markit (Infonetics) Atualize-se rapidamente sobre a rede definida por software (SDN) e a Network Functions Virtualization (NFV). Este guia fornece uma excelente base para qualquer pessoa que deseje aproveitar essa tecnologia. Saiba como alcançar maior agilidade para acelerar o tempo de geração de receita. Ganhe uma visão clara e desimpedida de todas as operações de serviço entre vários domínios e automatize as operações internas para manter os custos reduzidos e aumentar a eficiência. Saiba como alcançar suas metas com a SDN e a NFV. A Ciena pode fazer alterações a qualquer momento nos produtos ou nas especificações contidas neste documento sem aviso prévio. Ciena e o Logo da Ciena são marcas comerciais ou marcas registradas da Ciena Corporation nos EUA e em outros países. As marcas registradas de terceiros são propriedade de seus respectivos proprietários e não implicam uma parceria entre a Ciena e qualquer outra empresa. Copyright 2017 Ciena Corporation. Todos os direitos reservados.