Les applications télécoms cloud-natives : un bon choix pour Kubernetes sur un serveur bare-metal ?

Un cœur de réseau pour la 5G, c'est bien plus que le 5G Core : l'un des aspects fondamentaux est la partie infrastructure, pour laquelle nous avons publié une nouvelle édition du guide de déploiement de Kubernetes sur une infrastructure bare-metal pour la 5G.

Figure 1 : Guide de déploiement de Kubernetes sur une infrastructure bare-metal pour la 5G.

Nous avons voulu exposer l'impact de l'adoption de l'infrastructure cloud-native et de la nouvelle architecture 5G Core sur les réseaux de télécommunications. Dans ce contexte, le guide sur l'infrastructure cloud-native fait partie d'une série de guides couvrant cinq autres domaines du réseau : 5G Core, 5G Voice, automatisation et orchestration, opérations et gestion du cycle de vie, et sécurité. Une nouvelle édition de l'ensemble de la série est disponible et téléchargeable.

La monétisation de la 5G est une priorité

La plupart des gens s'accordent à dire que la 5G ne se contente pas d'améliorer l'expérience de l'utilisateur en matière de haut débit mobile, mais qu'elle offre également une multitude d'autres avantages. Le déploiement des réseaux 5G permet également aux fournisseurs de services de communication (CSP) de saisir de nouvelles opportunités commerciales dans de nombreux secteurs et entreprises. Les secteurs les plus importants sont l'industrie manufacturière et automobile, les réseaux privés et critiques, et l'accès fixe sans fil.

En un laps de temps relativement court, notre secteur a connu trois étapes technologiques : des nœuds natifs traditionnels (hardware + software + services intégrés) aux réseaux virtualisés (hardware découplé des logiciels/services), en passant par les réseaux actuels natifs de l'informatique cloud (une architecture basée sur les services utilisant des microservices). La 5G Core est cloud-native, ce qui représente un changement de paradigme qui offre de nombreuses opportunités, mais qui oblige également les organisations à affiner leurs opérations et à adapter leurs processus. La monétisation de la 5G est une priorité pour notre industrie, et la 5G est axée sur les cas d'usage. Le nombre de cas d'usage en cours est important et nous voyons apparaître de nouveaux cas d’usage intéressants, notamment de la part des CSP qui se préparent à la production avec leurs offres de solutions d'entreprise basées sur le network slicing. Ce n'est qu'un début - on peut s'attendre à d'autres cas avec l'innovation qui devrait se produire au sommet des réseaux.

Plus de capacités

La nouvelle architecture 5G Core est plus dynamique que les précédentes, ce qui signifie que des services nouveaux et innovants peuvent être lancés plus rapidement pour tester la demande du marché, et être progressivement abandonnés en cas d'échec.

Cette agilité est due en grande partie au fait que l'architecture 5G Core est cloud native. Cela signifie également que le nouveau réseau 5G Standalone est doté de capacités nouvelles et améliorées en matière de faible latence, de large bande passante, de network slicing et de réseaux programmables.

La proposition consiste à construire une infrastructure unique pour tous les types d'IoT et de services mobiles à haut débit améliorés, qu'il s'agisse de jeux, de fabrication automatisée exigeante ou de capteurs à faible trafic. La solution est une infrastructure partagée avec des tranches de réseau orchestrées pour déployer efficacement tous les services.

Notre secteur évolue à un rythme toujours plus rapide vers un nouveau 5G Core normalisé, basée sur des principes de conception cloud-native. Du point de vue de l'infrastructure cloud, la complexité s'accroît en deux dimensions :

• Le nombre de couches et de fonctions dans les piles de matériel, la couche de virtualisation, les applications et les systèmes d'exploitation et de soutien commercial
• Le nombre de combinaisons potentielles au sein des couches et entre elles avec des produits issus de logiciels libres de nombreux fournisseurs.

Comment gérer la complexité croissante ?

Le guide de l'infrastructure cloud-native explique comment gérer ce nouveau niveau de complexité, ainsi que la question centrale suivante : comment notre industrie peut-elle accroître son efficacité et réduire les coûts d'exploitation et d'investissement alors que le trafic de données ne cesse de croître ? Concluant que les applications télécoms cloud-native nécessitent une infrastructure cloud-native, la réponse se résume à un raisonnement autour de quelques considérations clés :

• L'importance de disposer d'une plateforme horizontale capable d'exécuter des fonctions de réseau virtualisées (VNF) multi-locataires et des fonctions de réseau natives de l'informatique cloud (CNF), et d'orchestrer ces fonctions
• Les opérations d'infrastructure doivent être unifiées et centralisées, y compris la gestion de bout en bout de l'infrastructure cloud.
• La nécessité d'un niveau élevé d'automatisation, couvrant tous les aspects, de la gestion des logiciels libres soumis à des mises à jour fréquentes à la mise en place de services utilisant des tranches de réseau connectées au système de soutien de l'entreprise.

Le cloud-native offre la possibilité de gérer et de masquer la complexité des réseaux et de simplifier les opérations, ce qui joue un rôle essentiel lors du lancement de nouveaux services 5G.

Avec le cloud-native, ainsi que l'intégration et le déploiement continus (CI/CD), les pipelines logiciels, etc, notre industrie est équipée des technologies, des processus, de la vitesse et de l'agilité nécessaires pour déployer de nouveaux services et donner rapidement vie à de nouveaux cas d'usage.

Deux implémentations d'infrastructure à prendre en compte

Pour assurer la prise en charge des applications télécoms cloud-natives, les CSPs ont deux options d'infrastructure alternatives à envisager. La première consiste à introduire une plateforme CaaS (container as a service) basée sur Kubernetes qui s'exécute directement sur le matériel sous-jacent, et la seconde à déployer Kubernetes dans des machines virtuelles (VM) sur une plateforme IaaS (infrastructure as a service) basée sur OpenStack.

Le guide de l'infrastructure cloud-native présente les avantages et les inconvénients de ces deux solutions.

La conclusion est que pour fournir une prise en charge des applications cloud-natives de la manière la plus rapide et la plus rentable, il est recommandé de cibler l'option Kubernetes sur une infrastructure cloud bare-metal. Pour bon nombre de nos clients fournisseurs de services, il est clair qu'il s'agit de la solution la plus compétitive pour les applications cloud-natives, car elle simplifie l'architecture et utilise le matériel sous-jacent de manière plus efficace, ce qui se traduit par des économies sur le coût total de possession (TCO).

L'autre option, qui consiste à ajouter une plateforme CaaS au-dessus des machines virtuelles existantes, ne doit pas être exclue pour les CSP disposant d'une plateforme NFVI (infrastructure de virtualisation des fonctions réseau) existante. Cette solution pourrait être intéressante pour les réseaux disposant de plates-formes horizontales cloud stables et opérationnelles avec de nombreuses VNF en exploitation commerciale.

Un exemple de client ayant choisi la voie de Kubernetes sur du bare-metal est SK Telecom en Corée du Sud, qui est devenu le premier fournisseur de services au monde à mettre en service l'Ericsson 5G Core déployé sur la solution Ericsson Cloud Native Infrastructure.

Pourquoi passer à Kubernetes sur une infrastructure bare-metal ?

Pourquoi un fournisseur de services passerait-il à une infrastructure bare-metal s'il dispose déjà d'une plateforme NFVI performante basée sur OpenStack ?

Le guide de l'infrastructure cloud-native fait remarquer qu'il s'agit d'une question courante dans le secteur des télécommunications, avec des réponses résumées :

• L'automatisation d'une infrastructure cloud Kubernetes sur du bare-metal sera plus facile à réaliser car l'absence de couche de virtualisation simplifie considérablement l'architecture, avec moins de produits et de composants à maintenir, et moins de personnes nécessaires pour exploiter la technologie.
• Une infrastructure Kubernetes sur du bare-metal est plus adaptée aux déploiements d'infrastructures cloud distribuées pour fournir des solutions edge, où des applications 5G Core ou Cloud RAN sont nécessaires.
• L'introduction de nouvelles technologies d'accélération (smart NIC, etc.) devient plus facile pour les nouveaux cas d'usage de la 5G.
• La performance des applications est meilleure et plus précise
• Des économies de l'ordre de 30 % sont possibles, y compris sur les coûts de l'énergie, de l'exploitation et de la maintenance, des licences de logiciel et du matériel.

Pour conclure

L'introduction d'applications cloud-natives impose un changement de paradigme pour les CSP.

Une infrastructure Kubernetes sur bare-metal offre une architecture simplifiée par rapport à l'exécution de conteneurs dans des machines virtuelles, et une efficacité, une automatisation et des performances accrues peuvent être obtenues.

Une solution Kubernetes sur bare-metal présente une pile plus simple et utilise mieux le matériel sous-jacent par rapport à une infrastructure virtualisée, ce qui permet des capacités d'intégration et de déploiement continus plus efficaces.

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