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A Neutralidade em “Redes como um Serviço”

Autor: Alessandro Zelesco Setor: Setor Empresarial Estado: RIO DE JANEIRO Tópico: Neutralidade de Rede

A Neutralidade em “Redes como um Serviço”

A rede do futuro é apenas uma rede de conexão de dispositivos na “nuvem”. Uma rede tem duas partes, “core” (núcleo) e acesso. Curiosamente o “core” é mais valioso nesse cenário do que o acesso. Para ter acesso você tem opções como 4G, Wi-Fi, fibra ótica, etc, mas para o núcleo você não tem opção, mesmo que você tenha uma rede de fibra ou não. Não há muito tráfego direto entre os usuários, mas tudo passa por algumas “nuvens”, daí a perda de importância da rede de acesso. Isto também revela a próxima etapa de desenvolvimento da indústria de telecomunicações, as “redes neblina”, que são basicamente “nuvens” distribuídas com backbones de 10 Tbps.

2015 será o “ano zero” das “redes como um serviço”, porém, para acompanhar a evolução tecnológica e atender a sociedade, as operadoras móveis precisarão criar um novo modelo de negócio que esteja disponível a partir da mudança de perfis padronizados do 3GPP. Na prática, isto significa que as redes móveis vão se comportar como redes Ethernet com o objetivo principal de conectar máquinas e aparelhos às “nuvens” e que responderão à aplicação do usuário.

O Metro Ethernet Forum (MEF) criou uma visão de “Terceira Rede” que está mostrando a maneira como as redes devem ser regulamentadas. A transcrição parcial para o vernáculo abaixo realizada da visão e estratégia do MEF sobre esta “Terceira Rede – Ágil, Assegurada e Orquestrada”, baseada nos princípios de “Rede como um Serviço”, visa subsidiar a discussão sobre o conceito de neutralidade para as redes que estão por vir.

O documento original pode ser encontrado em:
https://www.metroethernetforum.org/Assets/Documents/MEF_Third_Network_Vision_FINAL.pdf
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Uma significativa transformação está ocorrendo em redes de comunicação de dados que vai acelerar a capacidade dos operadores de rede para fornecer serviços de auto-atendimento e sob demanda por intermédio de redes interconectadas. Esta transformação começou com a adoção do “Carrier Ethernet”, o predominante serviço de conectividade de rede para redes empresariais, computação em nuvem, “backhaul” de redes celulares e serviços de acesso em banda larga. Como corpo de definição global para “Carrier Ethernet”, o Metro Ethernet Forum (MEF) tem sido o incentivador para o crescimento acelerado e adoção de serviços de “Carrier Ethernet” através de seus tipos de serviços padronizados, tais como E-Line e E-LAN, definições de serviço e os modelos de informação que são agnóstico à tecnologia de transporte subjacente usada para entregá-los.
Este artigo descreve a visão do MEF para a evolução e transformação dos serviços de conectividade de rede e as redes usadas para entregá-los. O MEF refere-se a esta evolução como a "Terceira Rede", que combina a agilidade dos serviços sob-demanda e a onipresença da Internet com o desempenho e a segurança garantida do “Carrier Ethernet 2.0” (CE 2.0). A “Terceira Rede” também vai permitir serviços não apenas entre terminais de serviço físicos utilizados hoje, como portas Ethernet (UNIs), mas também terminais de serviço virtuais rodando em um servidor na nuvem para se conectar a máquinas virtuais (VMs) ou funções de rede virtuais (VNFs).
A visão do MEF é baseada nos princípios da rede como um serviço que fazem a rede aparecer como um usuário da própria rede virtual. Isso permite ao usuário, de forma dinâmica e sob-demanda, criar, modificar e cancelar serviços via portais de clientes ou aplicativos de software. Isso é análogo aos serviços baseados em nuvem, como a infraestrutura como serviço (IaaS), onde os usuários podem criar dinamicamente, modificar ou excluir recursos de computação e armazenamento. O MEF irá alcançar esta visão através da construção em cima de sua bem-sucedida fundação CE 2.0, por intermédio da definição de requisitos para a orquestração da vida útil de serviços (“Lifecycle Service Orchestration” - LSO) e APIs para contratação de serviço, realização, desempenho, uso, análise e segurança em redes multi-operadores. Esta abordagem supera restrições existentes, definindo abstrações de serviços que escondem a complexidade das tecnologias subjacentes e camadas de rede dos aplicativos e usuários dos serviços. Em resumo, o objetivo da “Terceira Rede”, baseada nos principios da rede como um serviço, é permitir redes ágeis que ofereçam serviços de conectividade assegurados, orquestrados em diferentes domínios de rede entre terminais de serviços físicos ou virtuais.

No início do MEF em 2001, o nascente mercado "metro Ethernet" foi fragmentado com uma pletora de ofertas de serviços de diferentes capacidades. Muitos destes serviços não tinham recursos de qualidade “carrier class”, forneciam desempenho do tipo "melhor esforço" e eram difíceis de serem utilizados globalmente devido à ausência de interconexões padronizadas. Através da colaboração entre prestadores de serviços e fornecedores de soluções de rede, o “Carrier Ethernet” tornou-se hoje um serviço de alta qualidade largamente escolhido. Através de especificações técnicas, acordos de implementação e certificação de serviços, equipamentos e pessoas, o MEF criou um ecossistema que tem impulsionado a adoção e o crescimento do mercado de “Carrier Ethernet”. Através das iniciativas do MEF para acelerar a adoção de serviços “Carrier Ethernet” padronizados, os operadores em todo o mundo fizeram do “Carrier Ethernet” o mais rápido crescimento dentre os serviços de conectividade em redes de área ampla (WAN), estabelecendo em 2012 um marco significativo. De acordo com pesquisa de mercado da Vertical Systems Group, 2012 foi o ano em que a largura de banda do serviço “Carrier Ethernet” ultrapassou a soma da largura de banda de todos os outros serviços legados. A insaciável necessidade do mercado de larguras de banda cada vez maiores tem alimentado esse crescimento.

Principais Impulsionadores de Negócios
- Serviços Sob-demanda
Os avanços tecnológicos na orquestração de recursos de computação e armazenamento permitiram aos prestadores de serviço de nuvem rapidamente ativar serviços de computação em nuvem que podem ser consumidos em períodos curtos. Com a continuidade do rápido crescimento dos serviços em nuvem como uma nova fonte de receita para os prestadores de serviços de comunicações, serviços de conectividade de rede também devem evoluir para serviços em nuvem com curto tempo de ativação e duração de serviços variável. Além disso, serviços de conectividade de rede sob-demanda permitem rápida obtenção de receita em relação ao período de duração do serviço. A nova realidade centrada na nuvem coloca pressão sobre os pedidos de serviço de conectividade de rede e tempos de ativação que não podem mais levar dias ou semanas, mas precisam ser medidos em minutos.

- Expectativa para a Qualidade
Em muitos mercados, os consumidores e as empresas têm escolhas em sua seleção de um prestador de serviço. A qualidade da experiência do usuário tem se tornado um fator muito mais crítico na seleção ou rejeição de um prestador de serviços. Com o crescimento da computação em nuvem, as aplicações da empresa cada vez mais "moram" na WAN já que o trafego move de um centro de dados para outro centro de dados se o usuário está conectado em casa, no escritório ou na estrada. Independentemente de onde ou como os usuários finais são ligado à rede, eles esperam qualidade consistente. Usuários esperam que o desempenho de seus aplicativos na nuvem remota se comporte igualmente quando executados localmente em sua LAN. Portanto, a qualidade do serviço de conectividade de rede deve ficar alinhada com as necessidades dos aplicativos e de seus usuários.

- Percepção do Valor
Como as aplicações tornam-se o foco das empresas e dos consumidores em termos de entrega de valor, a rede torna-se praticamente invisível até que ela impacte negativamente a experiência da aplicação. Hoje, muitos aplicativos são conectados em rede, especialmente aqueles que são executados em tablets e smartphones. Sem uma conexão de rede, esses aplicativos ou operam com funcionalidade limitada ou simplesmente não operam. As conexões de rede são muitas vezes percebidas como um “tubo gordo e mudo", por exemplo, conexão de banda larga à Internet comprada em níveis de largura de banda. O baixo valor percebido da conectividade de rede, quando comparado com as aplicações, pode resultar numa injusta distribuição das receitas entre os prestadores de serviço de conectividade de rede e os prestadores de serviços de aplicação “over-the-top”.

- Evolução dos Serviços e das Redes de Telecomunicação
Redes de telecomunicações por comutação de circuitos são determinísticas porque toda a largura de banda do circuito é dedicada ao usuário ou aplicação. Estas redes foram otimizados para aplicações de voz TDM, que transmitem e recebem a uma taxa constante, mas são ineficientes para aplicações baseadas em pacotes que enviam e recebem informações em rajadas. Nem todas as aplicações requerem desempenho de serviço de “qualidade TDM platinum”. Oferecer uma classe de serviço superior para uma aplicação que não a requer desperdiça valiosos recursos de rede, resultando em alto custo das operações de rede e um custo mais elevado do serviço para o assinante.
O uso de aplicações baseadas em pacotes há muito tempo dominam sobre o legado de aplicações baseadas em circuitos. Compartilhamento de recursos de rede é a norma com a maioria das aplicações utilizando uma infra-estrutura de rede comum. No entanto, este ambiente compartilhado introduz a possibilidade de conflito e degradação do serviço. A comunicação de voz usando voz sobre IP (VoIP), por exemplo, é desacoplada do que foi outrora uma infra-estrutura específica da aplicação composta de telefones (aparelhos) e da RTPC (Rede). Agora, a comunicação de voz é um aplicativo que roda em computadores, tablets, smartphones e telefones IP que se conectam através de uma rede baseada em pacotes de uso geral e muitas vezes na Internet do tipo 'melhor esforço'. Ao usar a Internet, podem apresentar prejuízo de serviço ou degradação, tais como eco ou distorção de voz, em uma chamada VoIP devido ao descarte ou atraso na entrega dos pacotes de voz. Para alcançar uma experiência mais determinística, podem ser usados serviços privativos ou de uma Rede Privada Virtual que oferecem garantias de qualidade. No entanto, quando usar tais serviços, deve-se sacrificar alguma flexibilidade em termos de tempos de ativação e modelos de compra. O prestador de serviço que vende o serviço de rede requer um contrato de arrendamento de longo prazo para se comprometer com as garantias de serviço necessárias.
À medida que caminhamos cada vez mais dinamicamente para um futuro centrado na nuvem, muitos dispositivos, como por exemplo, carros conectados, relógios inteligentes, smartphones, tablets, phablets, e sensores, irão se conectar e se comunicar para melhorar ainda mais nossas vidas. A rede subjacente deve transformar-se para facilitar a entrega de serviço de nuvem e de serviços móveis que conectam pessoas e dispositivos em tempo real,
sob-demanda e com uma qualidade assegurada de experiência.
Esta transformação aproveita o “Carrier Ethernet” com APIs desenvolvidas pelo MEF para permitir agilidade ao estilo da Internet. Essas APIs permitem orquestração da vida útil dos serviços nas redes existentes, redes definidas por software (SDN) e virtualização das funções de rede (NFV) para um maior controle programático sobre a rede.

A Visão do MEF
A visão da “Terceira Rede” do MEF define a próxima fase de crescimento da indústria para permitir que redes ágeis forneçam serviços de conectividade assegurada orquestrados através de domínios de rede entre terminais de serviço físicos ou virtuais. A “Terceira Rede” oferece rede como um serviço - a evolução dos serviços de conectividade de rede - que proporciona novos níveis de controle do usuário, experiência de usuário aprimorada e dinâmica, serviços de rede sob-demanda que melhor se alinham com as necessidades de aplicações e serviços baseados em nuvem.

No mercado de telecomunicações, provedores de serviços de comunicação muitas vezes vendem serviços de conectividade WAN baseados na tecnologia: comprimento de onda, Ethernet, MPLS, IP, etc. Isto requer dos assinantes que entendam uma miríade de tecnologias para determinar qual tecnologia é mais adequada para atender suas necessidades de aplicação. Além disso, a gestão e as operações de rede de telecomunicações estão estreitamente vinculados à implementação de determinada tecnologia com pouca ou nenhuma abstração tecnológica e orquestração quando comparada com serviços de nuvem. Sistemas de gerencia de redes de telecomunicações muitas vezes interagem diretamente com o equipamento usando SNMP especifico do equipamento, TL1 ou interfaces CLI, em vez de uma API comum, padronizada e abstraída tecnologicamente. Essa abordagem requer que o software do sistema de gestão do prestador de serviços mude se o equipamento, tecnologia ou interfaces de gerenciamento específicas do equipamento mudarem. Estas alterações são caras, levam um longo tempo para desenvolver e implementar, e requerem amplos testes de laboratório. O problema de gestão é agravado em redes de multi-operadores, porque o gerenciamento de serviços, por exemplo, pedidos de serviços, provisionamento de serviços, etc., é um trabalho intensivo com limitada automação. Esta falta de automação resulta em longos prazos de entrega (da ordem de semanas) para contratação de serviço e ativação.

Agora compare o mercado de telecomunicações com o mercado de serviços em nuvem. Por muitos anos, os serviços em nuvem providenciaram abstração de tecnologias usando APIs de código aberto para automatizar o gerenciamento de serviços e orquestração entre as tecnologias de rede de computação, armazenamento e centro de dados. Com esta abstração da tecnologia, os assinantes não precisam estar cientes da tecnologia subjacente, por exemplo, eles não precisam saber se o armazenamento que está sendo usado está conectado via “Fibre Channel” ou iSCSI. O assinante apenas indica a quantidade de armazenamento que pretende contratar. Além disso, as aplicações de gestão e de negócios operam sem necessidade de qualquer modificação, mesmo quando as tecnologias subjacentes mudam. Essa abstração permite um nível de agilidade de operações e de automação que suporta pedidos e ativação de serviços sob-demanda. Os serviços de conectividade WAN precisam avançar e se alinhar com os modelos de serviços em nuvem.

A fim de abordar essa transformação para um mundo nuvem-centrico sob-demanda, o MEF visualiza que os serviços de conectividade de rede devem evoluir para fornecer:

- Auto-atendimento em conectividade ágil sob-demanda entre terminais de serviços físicos e virtuais
- Desempenho garantido e segurança, apoiado por um SLA
- Orquestração de serviços utilizando APIs padronizadas entre domínios de rede de múltiplos operadores
- Agilidade operacional através de serviços, recursos, abstrações de tecnologia e modelo orientado à orquestração

Hoje, os serviços de conectividade WAN são normalmente encomendados e provisionados manualmente entre dois ou mais terminais de serviço físicos, que o MEF se refere seja como “User-to-Network Interfaces” (UNI) ou “External Network-Network Interfaces” (ENNI) para os serviços de “Carrier Ethernet”. Com o aumento do uso de computação em nuvem e de serviços baseados em nuvem, os serviços de conectividade comprados por um "inquilino virtual”', ou seja, uma rede inquilina virtual, pode não terminar em uma porta física (por exemplo, no topo de um “Rack Switch”), mas em vez disso num “switch” virtual
dentro de uma plataforma de computação como um servidor “blade” ou dentro de um elemento de rede rodando funções de rede virtual.

No ambiente atual, quando um usuário quer se conectar à sua máquina virtual baseada na nuvem (VM), a VM conecta a um switch virtual no servidor blade que, subsequentemente, se conecta a uma LAN física dentro do centro de dados (DC). Esta LAN DC por sua vez se conecta a um serviço de WAN através de um terminal de serviço físico, por exemplo, uma UNI (MEF). Com a concatenação de rede virtual para DC LAN e para WAN, o desempenho do serviço não é consistentemente medido e monitorado entre os terminais reais fim-a-fim da conexão. Em vez disso, o desempenho do serviço pode ser medido apenas até o terminal de serviço físico da WAN, resultando numa medição parcial que abrange apenas um segmento de conexão. Além disso, é preferível ter visibilidade fim-a-fim para uma completa detecção de falhas de conectividade e isolamento que de outro modo exigiria extensa coordenação manual com diferentes operadores de rede.

Três atributos da Terceira Rede
O objetivo da visão de “Terceira Rede” do MEF é permitir que redes ágeis entreguem serviços de conectividade assegurada orquestrados através de domínios de rede entre terminais de serviços físicos ou virtuais. Os três atributos são descritos abaixo.

- Ágil
Ágil refere-se a capacidade dos prestadores de serviços para introduzir rapidamente novos serviços sob-demanda, aproveitando as novas tecnologias com a necessária transformação do ambiente operacional. A agilidade no atendimento é feita através de produto adequado, serviço e abstrações de recursos aproveitando APIs do MEF e Orquestração de Serviços. Redes definidas por software (SDN) e virtualização das funções de rede (NFV) permitem significativa agilidade de rede para a “Terceira Rede” mas exigem que o ambiente operacional dos prestadores de serviços seja mais ágil para alcançar acelerado “time-to-market” para a introdução de novos serviços. Os provisionamentos de serviços e de rede tem de se afastar de paradigmas codificados para módulos de construção reutilizáveis que serão mais dinâmicos e orientados ao novo modelo.

- Assegurada
Assegurada refere-se a expectativa dos assinantes que a rede como um serviço irá fornecer consistente desempenho e segurança garantida para atender às necessidades de suas aplicações. Isso precisa ser aplicado em todo o espectro de serviços, de serviços privados ou privados virtuais, para serviços de acesso à Internet através de conexões sem fio ou de banda larga (fixa). Dada a natureza dinâmica e sob-demanda da “Terceira Rede”, os pedidos dos assinantes e o pessoal do operador da rede envolvidos no fornecimento e gerenciamento de rede como um serviço devem ser autenticados e autorizados a fazer as inclusões, alterações e exclusões, além de criação de uma trilha de auditoria deles.

- Orquestrada
Orquestrada refere-se a gerencia de serviço automatizada e dinâmica de todo o ciclo de vida dos serviços de conectividade que podem abranger domínios de rede dentro da rede de um único operador ou através de várias redes de operadoras. Isso inclui a execução de serviços, controle, desempenho, garantia, uso, análises e segurança. Uma vez que nenhum prestador de serviços tem uma cobertura de rede em todos os mercados em que atua, tal automação deve estender-se aos prestadores congeneres para contratação, aprovisionamento e gestão de acesso automatizado ou de serviços de trânsito de conectividade, para alcançar localizações virtuais ou físicas de assinantes fora da rede, para uma determinada rede inquilina virtual.
Orquestração de serviços está prevista para ser alcançada programaticamente através de APIs que fornecem abstração de determinada tecnologia utilizada para a prestação do serviço. Qualquer novo modelo de orquestração de serviços pode precisar coexistir com implementações de rede existentes, além de suportar as implementações mais recentes de redes definidas por software (SDN) e virtualização das funções de rede (NFV).
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A visão do MEF acima descrita aponta para uma transformação significativa que está acontecendo nas redes de comunicação de dados e que acelera as habilidades dos operadores de redes para entregar serviços de auto-atendimento e sob-demanda sobre redes interligadas com outros operadores.

Em relação a neutralidade de rede é obrigatório manter a Internet aberta e justa, mas também é importante entender que “melhor esforço” não é a resposta para a neutralidade da rede. Precisamos ter um mecanismo que esteja disponível para todos e que possa forçar um serviço melhor para o usuário, do que aquele disponível por “melhor esforço”. A regulamentação poderia evoluir para definir serviços de terceiros para organizar os perfis de usuário utilizados pelas operadoras, o que aumentaria a concorrência e preços mais baixos para os provedores de aplicações. Isto é obrigatório para fazer a Internet das Coisas funcionar. A regulamentação, obviamente, deve acompanhar a evolução tecnológica, nunca bloqueá-la.