שירותי סלולר ותקשורת בענן – האם זה הזמן לעבור לטכנולוגיות החדשות?
מאת: מיכאל פנחס, 5.7.14 , 19:10
 
עולם שירותי הסלולר והתקשורת נע במהירות לקראת אספקת שירותים על בסיס SDN ו-NFV. הדילמה העומדת בפני כל מנהל ובעל עסק: האם זה הזמן לעבור לטכנולוגיות החדשות ואיזה ערך הן מביאות לעסק?
 
בדיוק כמו שעולם המחשוב עבר מעולם השרתים הפיזיים לעולם השרתים הווירטואליים ובהמשך לעולם העננים, כך מתרחש התהליך גם בעולם התקשורת. יש הטוענים, שעולם התקשורת, מיום המעבר שלו למערכת דיגיטלית, הפך להיות מבוסס תוכנה. אולם, הדגש היה (עד היום) על החומרה (מתגים, נתבים, מודמים, אנטנות, כבילה וכיו"ב). 
 
התקן ה"חם" ביותר בעולם התקשורת הוא SDN (ר"ת: Software Defined Networking). זו המקבילה של המעבר של שרתים מעולם ה-PC לעולם הווירטואלי ובהמשך לענן. מהפכת עולם התקשורת נמצאת בתחילת דרכה בישראל (בעולם היא מזמן כבר שם) והיא ממשיכה לכיוון NFV (ר"ת: Network Functions Virtualization), שזו שכבת המימוש של יישומים מעל ל-SDN. השלב הבא בהתפתחות כבר נמצא כאן ושמו WebRTC, שזה מימוש של וירטואליזציית התקשורת על גבי דפדפן משתמש הקצה הנייח והנייד, לכל שירותי התקשורת באמצעות שימוש פשוט ושקוף בדפדפן.
 
מעבר להתקדמות הטכנולוגית, היתרון המרכזי במעבר לטכנולוגיות חדשות הוא: הוצאות התקשורת צונחות. בטכנולוגיית WebRTC עלויות התקשורת ממש קרובות לאפס, משום שהעסק ממילא משלם על חיבור הפס הרחב שלו לכל שימושי האינטרנט, ותוספת שירותי התקשורת מעל לדפדפן היא בדיוק כמו תוספת של כל אפליקציה אחרת מעל לדפדפן, שיכולה להיות חינמית או זולה ביותר. מכאן, שהמוטיבציה של העסקים להתקדם לתשתיות תקשורת מבוססות טכנולוגיות חדשות אינה באה רק מהמקום של תוספת יכולות ושימושים לעסק, אלא בעיקר מהמקום של חיסכון בהוצאות התקשורת.

המעבר של שירותי הסלולר והתקשורת ל-SDN

ה-SDN הוא התחום ה"חם" ביותר בעולם הרשתות, ה-Data Centers והאינטרנט. המאבק בין הספקים הגדולים על מימוש התקן טרם הוכרע (כרגיל, כל ספק \ יצרן גדול בא עם גרסה או פירוש משלו: מה זה SDN). מאחורי התפיסה החדשה נמצאים מספר גופים לתקינה. מבין החשובים הוא ארגון ה-ONF (ר"ת: Open Networking Foundation), קונסורציום מחשוב עצמאי המאגד את מרבית ספקי החומרה והתוכנה לרשת כמו גם מפתחים יישומים וחברות תוכנה.
 
אך הוא לא "יחיד במגרש". גם ארגון מתחרה, שפיתח תקן משלים בשם OpenFlow, שכרגע מצוי בשלבי פיתוח סופיים והרחבות ניכרים, נמצא בשוק. ספקים מובילים מציגים מוצרים המבוססים על OpenFlow. מדובר בתקן פתוח וזה מבדיל אותו מתקנים אחרים הקיימים בתעשיית התקשורת הנוכחית. עוד טרם ברור אם התקן הפתוח יהיה היחיד המוביל בתחום ה-SDN. כרגע מסתמן, שמירב היצרנים והספקים בשוק העולמי מאמצים את התקן הזה (הפתוח).
 
למה התקן הזה חשוב?
הרעיון הבסיסי של Ethernet כבר לא עובד. 75% מהתעבורה היא רוחבית, בין שרתים, לכן המבנה האנכי של התעבורה, שלפיה בנוי האתרנט, תנועה מהקצה ל-Core במבנה אנכי של 3 שכבות, מפריע לרשת ואינו מתאים עוד למציאות. לכן, כל התעבורה צריכה להיות ב-Layer 2. כ"כ, הדרישות מהאתרנט הן שונות מבעבר ולא נדרשו כלל מרשת אתרנט עד היום, למשל: שיהוי נמוך, אבדן מידע אפסי, רוחבי פס עצומים. לכן, הולכים כיום לקראת 2 סוגי פתרונות:
 
א. מעבר לרשת מבוססת תוכנה. התוכנה המובילה היום היא OpenFlow, מעליה קיים אתרנט וירטואלי המכונה Dove (ר"ת Distributed Overlay Virtual Ethernet), שממומש במספר תצורות תוכנה. התצורה המובילה היא ב-NFV.
ב. פתרון רשת חדש (יחסית) בתקן המכונה Trill, שאומץ ע"י מספר יצרנים, שכולל גם פתרון לבעיית ה-Fiber Channel על אתרנט במרכזי מחשוב גדולים. פתרון זה משמש בעיקר לארגונים גדולים הזקוקים למערכי אחסון ענקיים.
 
2 הטכנולוגיות הללו הן "טכנולוגיות משבשות", שמשנות את כל תעשיית התקשורת ויוצרות מהפכה. זה תואם בדיוק את ההתפתחות המהירה, שהתחוללה בעולם המחשוב, במעבר ממחשבים לטאבלטים ולסמארטפונים. זו מהפכה שנייה ב-Data Centers בעשור האחרון, אחרי שב-2009 יצא ה-SAN, שהוא למעשה מימוש של Fiber Channel על אתרנט.
 
הכיוון, שנראה ברמת הלוחות המחברים, הוא של PCIe (כרגע מקובל לדבר על PCIe 3.0) ברמת החומרה הבסיסית ביותר (I/O Fabric) ולמעשה אין היום הבדלים בין אתרנט לאינפיניבנד, כך שהזול ביותר מבניהם יצליח (דהיינו: האתרנט). הרשת העתידית תהיה בנויה מ-3 שכבות:
1. השכבה הפיזית של ה-Fabric (לוח האם הפיזי).
2. וירטואליזציה של Layer 2.
3. שכבת ניהול הרשת בגישת ה-Network as a Software.
 
ה-Fiber Channel ינוע אף הוא על האתרנט כי לשם צועדת התעשייה. העתיד טמון ב-Converged Networks (רשתות מאוחדות) ועליהם השירותים. אנו במעבר מ-10 ג'יגה ל-40 ג'יגה ונגיע די מהר ל-100 ג'יגה בכל רשת ארגונית. כך, נקבל Multi-Pathing על Fabric יחיד.
 
2 גישות ל-Multi-Pathing תתחרינה ביניהן: Layer3 בשם ECMP וה-Trill. שתיהן טובות ושתיהן תפעלנה שנים רבות זו לצד זו. הסיבה: אין כאן קהילות מפתחים גדולות, כמו שהיו למשל ללינוקס. הפתרונות הללו מפותחים למעשה ע"י היצרנים הגדולים של ציוד והם השולטים בשוק.
 
כל השירותים ירוצו על הרשת הווירטואלית כאפליקציות. זה מה שידחוף את התקן הפתוח OpenFlow. די מהר הלקוחות יבקשו 1 טרה-ביט לשנייה, אחרי שיתרגלו ל-100 ג'יגה-ביט. זה יגיע כבר בעשור הנוכחי, כנראה תוך שנתיים - שלוש. תקן ה-OpenFlow כארכיטקטורת תוכנה למימוש ה-SDN נמצא כל הזמן בפיתוח והוא, כאמור לעיל, מוביל ויוביל.
 
אין ספק, שהמעבר לעולמות וירטואליים בתחום המחשבים ובמיוחד במרכזי מחשוב דחפו את הרשתות ועולם התקשורת לנוע באותו מסלול לעבר וירטואליזציה. זה לא מהלך קל או פשוט. אך אין כל ספק, שהעתיד טמון במתגים העונים על מפרטי SDN ו-NFV. באמצעות המעבר מסביבת עבודה של שימוש בחומרות מבוזרות לסביבה וירטואלית וגמישה או לסביבת ענן, יכולים מנהלי רשתות או מפעילי טלקום לפרוס במהירות רבה יישומים ושירותים חדשים בכל מקום ובכל נקודת זמן בה מתעורר הצורך. זאת, בלא צורך לשדרג ולעדכן מרכיבי חומרה ייעודיים ויקרים.
 
חברת המחקר ARCchart פרסמה מחקר, שלפיו פתרונות SDN (לרבות ה-,NFV שהוא תקן על בסיס SDN) לספקיות תקשורת ובמיוחד לספקיות תקשורת סלולרית הגיעו כבר ב-2013 להיקף מכירות של 245 מיליון דולרים. הצפי לפתרונות SDN בעולם הנייד לחברות הסלולר יגדל בקצב מדהים של 120% לשנה (!) מידי שנה עד 2018, מה שיוביל לכך, שב-2018 יימכרו פתרונות SDN לחברות הסלולר בהיקף של 13 מיליארד דולרים. למעשה, התחזיות מדברות על כך, שעד 2018 כמעט כל רשתות ספקי התקשורת הקווית והסלולרית בעולם המערבי יתמכו ויהיו מבוססים על SDN\NFV. כיום, די ברור, שהעולם הולך ל-100% וירטואליזציה וזה יוגשם במלואו בעשור הקרוב.
 

איך מנהלים את הרשתות החדשות?

כמובן, בתוכנה. כלי תוכנה הנראים בדיוק כמו כל אפליקציית תוכנה אחרת (נייח או ניידת) מפשטים ומייעלים את תהליכי ההקמה, הניהול וההרחבה של רשתות וירטואליות, לאספקת שירותי ענן מחשוב, עיבוד אנליטי, תמיכה ביישומים ניידים ועבודה ברשתות חברתיות.
 
כאמור לעיל, הרשת החדשה מבוססת על תפישה חדשנית: רשת מוגדרת תוכנה –SDN , שמעבירה את השליטה במתגי הרשת ובמכלול מרכיבי התקשורת המזרימים נתונים לכל הארגון – מהמתגים עצמם אל פלטפורמת תוכנה המציעה ממשקים פתוחים. באמצעות מעבר זה, יכול מנהל הרשת לשלוט ולהגדיר מרחוק סדרי עדיפות לסוגי תקשורת שונים, על מנת להאיץ תעבורת נתונים מועדפים, ל'מתן' שימוש במשאבי רשת של יישומים או תכנים הנמצאים בעדיפות נמוכה יותר, או אף לחסום לחלוטין העברת נתונים ממקורות או מסוגים מוגדרים. כתוצאה מהיכולות המשופרות האלה, מציגה הרשת הארגונית ביצועים גבוהים יותר ואבטחה משופרת.
 
מערכת התוכנה לרשת מוגדרת תוכנה לסביבות וירטואליות - NFV - מהווה שכבה וירטואלית נוספת העוטפת את רשת התקשורת ומאפשרת אוטומטיזציה והאצת תהליכי הקמה של רשתות מוגדרות תוכנה. בנוסף, מאפשרת התוכנה למנהלי הרשת להאיץ תהליכים ומשימות, שדרשו עד כה השקעת זמן ניכרת, דוגמת הקצאת משאבי רשת, ולקצרם מאד - מימים אחרים לדקות ספורות בלבד.
 
בנוסף על ניהול הרשת והקצאת המשאבים, מאפשרת המערכת החדשה, שמבוססת על ארכיטקטורת DOVE - שכבת אתרנט וירטואלית מבוזרת, להבטיח אוטומטיזציה ווירטואליזציה גבוהות מאי-פעם של מכלול הרשת. בעוד שרתים ומערכות אחסון תומכים בווירטואליזציה זה מכבר, וירטואליזציה של רשתות תקשורת הופכת לעניין קריטי יותר ויותר, ככל שמדובר באספקה מהירה של שירותי ענן מחשוב, ניתוח אנליטי של נתוני Big Data, שירותים למשתמשים ניידים ועבודה ברשתות חברתיות. ספקי שירותי ענן משתמשים בכלי רשתות מוגדרות תוכנה על מנת לתת מענה יעיל יותר לשינויים בשוק, לשיפור עמידות הרשת ומתן מענה לאתגרי האבטחה, הכול תוך קיצוץ עלויות והפחת מורכבות התפעול.
 

מה כל זה אומר לבעל העסק ולמנהל המעוניינים בשירותי סלולר ותקשורת בענן?

מדובר במהלך אסטרטגי של הגירה לעולם החדש של התקשורת, שתיקח כמה שנים טובות. הכיוון הוא ברור: אין צורך, שלעסק יהיה ציוד אצלו בתוך כותלי העסק. הכל יינתן בענן. הכל עובר לתוכנה.
 
השלב הראשון במעבר הזה הוא ביטול רשתות כפולות או משולשות (והוצאות כפולות ומשולשות). עשרות אלפי עסקים בישראל מחוברים ב-2 או 3 תשתיות תקשורת קוויות ועוד תשתיות אלחוטיות וסלולרית, הכל במקביל. מדובר בבזבוז עצום של כספי העסק. בשלב השני יש להעביר יישומים, שאינם קריטיים לענן, כדי להתנסות במעבר "לעולם החדש".
 
הכיוון החדש של התפתחות שירותי התקשורת העסקיים כולל את המרכיבים הבאים:
 
1. עננים מעורבים (היברידיים). זה הכיוון אליו הולך העולם הארגוני והעסקי, תוך גמישות בהקצאת משאבים וחלוקת עומסים בין הענן הפרטי לענן הציבורי, משאבים המנוהלים במערכת אחת לכל סוגי העננים.
 
2. אחסון מבוסס וירטואליזציה בכל מקום. האחסון משולב באופן מלא עם ה-SDN, מה שמאפשר גמישות מרבית בהפעלת משאבי האחסון.
 
3. מחשוב קצה של העולם החדש. אין צורך במחשבים (PC) בידי משתמשי הקצה. העובדים יכולים לגשת ולהשתמש בכל היישומים מעל לכל מכשיר קצה בכל מקום (BYOD), בכלים המספקים חוויית שימוש מאובטחת ושקופה.
 
4. הוספת והורדת יישומים, הורדה והוספת רוחבי פס ויכולות, תיעשנה "לפי דרישה" והתשלום של העסק על השירותים יהיה רק על פי צריכה. בדיוק כמו השימוש בחשמל ובמים.
 
5. ניהול מרכזי קל, פשוט של מערכות הענן על בסיס יישום ה-SDN בכל המערכות. הכל עובר לאוטומציה, דהיינו: הניהול ייעשה, ככלל, ללא מגע יד אדם. גם תקלות תתוקנה באופן אוטומטי. התקנת תוכנות ועדכונים תהיה בשיטת ההתקנה העצמית: המערכת דואגת לעצמה. תהיה מערכת ניהול מבוזרת והתוכנה שולטת בכל.
 
6. רשתות ועבודה קבוצתית מאובטחת מבוססת SDN. כל המערכות לרבות מערכות האבטחה והסייבר תהיינה וירטואליות.
 
7. ארכיטקטורה חדשה ל-Data Centers המבוססת על העיקרון, שכל המשאבים: מיחשוב, אחסון ורשת הם וירטואליים ומוקצים "על פי דרישה" בתוכנה בלבד, ללא תלות בחומרה עליה משאבים אלו "יושבים".
 

טיפים מעשיים לחסכון בשימוש בשירותי תקשורת בענן

כל בעל עסק המתכנן לעבור לשירותי ענן וגם מי שכבר מצוי בשירותי ענן בתקשורת, רצוי ומומלץ, שישאל את עצמו: האם הוא משיג את התשואה המכסימלית (ROI) לעצמו במעבר או בשימוש בשירותי תקשורת בענן. המעבר לשירותי תקשורת בענן אינו מהלך חד פעמי וגם אינו פשוט. יש בו מכשלות כמו בכל תחום חדש. גם בתחום זה ניתן ליפול ב"מלכודות דבש" ולהיקלע ל"חתונה קתולית", שבה הלקוח העסקי לכוד אצל ספק אחד מבלי יכולת להשתחרר מהתלות הזו, תוך תשלום על השירותים הללו במחירים העולים ומטפסים ללא כל תקרה או איזה מנגנון ריסון כל שנה ואף כל רבעון.
 
בעולם התזזיתי בו אנו נמצאים (מבחינה כלכלית) הדרך הטובה ביותר לחסכון בהוצאות התקשורת לכל עסק היא להעביר את כל ההוצאות מסעיף ה-CAPEX לסעיף ה-OPEX. דהיינו: שכל ההוצאות על שירותי התקשורת תהיינה על בסיס תשלום חודשי נמוך וידוע מראש לטווח זמן של לפחות שנה, ללא עלויות תחזוקה, שדרוגים ורכש ציוד. זאת ניתן להשיג רק במעבר לשירותי תקשורת בענן.
 
יחד עם זאת, המעבר לשירותי ענן דורש בחינת כמה סוגיות חשובות ובכללן:
א. שמירת רמת האבטחה  של השירותים (הגם שהם נמצאים בענן).
ב. שמירה על איכות התקשורת (במיוחד איכות הקול והווידיאו).
ג. שמירה על יציבות מחירים לטווחי זמן סבירים (לפחות שנה).
ד. ניהול פשוט וקל (תוך שימוש בדפדפן), ללא צורך בהכשרות ולמידה של מערכות התקשורת העסקיות.
ה. בחירה בספק אמין ויציב עם תשתיות חזקות, שרידות ומאובטחות.
ו. יכולת לחבר את כל סוגי הטלפוניה (במיוחד הכוונה לטלפוניה הסלולרית) למרכזיה בענן.
ז. קבלת מענה בענן לצרכים ספציפיים ובכללם: הקלטות, זיהוי מתקשרים, Call Center, שילוב מערכות לעבודה קבוצתית ומרחוק, BI, שילוב מערכות "המשרד האחורי", שילוב מערכות מתח נמוך, שילוב מצלמות אבטחה ועוד.
ח. יכולת להחליף ספקים בצורה סבירה ללא תלות מוחלטת בספק אחד.
 
לא תמיד ניתן להשיג את כל המטרות הללו בו זמנית אצל ספק שירותי ענן מסוים. לכן, יש לחפש את הפתרון הנכון המביא ROI מדיד וברור לעסק.
 
יודגש שהמעבר לענן אינו מהווה כשלעצמו צעד לכיוון ה-SDN  \ NFV. יש ספקי עננים (גם בישראל) שמספקים את השירותים שלהם ללקוחות בענן בטכנולוגיות של הדור שלפני ה- SDN \ NFV. זה יהיה אחד השיקולים בבחירת ספק ענן: האם הוא מצוי כבר בעולם ה- SDN , או שהוא רק בדרך לשם ומתי הוא יגיע למעבר מלא לעולם ה- SDN.
 
הטיפ החשוב ביותר בתהליך הזה הוא שינוי הרגלי עבודה, שמביא לחסכון רב במשאבים ומעלה את הפריון העסקי. מדובר בתהליך לא קל אבל מאוד כלכלי ופרודוקטיבי לעסק. זה אפשרי במעבר לשירותי ענן, שמספקים יכולת לעובדים לעבוד מכל מקום, בארץ או בחו"ל. זה יכול להביא לחסכון גם בשטחים המוקצים לעובדים במתקנים קבועים (שכן, יהיו עובדים, שיעבדו מרחוק, כולל מהבית). שינוי הרגלי ושיטות העבודה הוא תהליך, שיש לתכנן אותו ברצינות וביסודיות במקביל להעברת שירותי התקשורת לענן.

החלטה על בחירת ספק שירותי תקשורת בענן - טיפ:

ריבוי  הספקים לשירותי תקשורת בענן (היקף, שגדל משמעותית ב-2014 ויגדל בשנים הבאות) מוביל לידי כך, שבעל העסק עומד נבוך מול שפע ההצעות ואינו יודע במי לבחור.

עסקים קטנים כגדולים יכולים להיכנס ללא היסוס לבחינת פתרונות בענן, ולזנוח את הטלפוניה האנלוגית או ההיברידית הישנה (אם עדיין קיימת אצלם) ומערכות התקשורת הישנות, שאינן IP (אם עדיין קיימות אצלם). אין מה להסס וניתן להתנסות ואף להחליף ספקים, אם אינם עונים לצרכי העסק. בענן זה הרבה יותר קל ופשוט.

 
מאת: מיכאל פנחס, מהנדס תקשורת, יולי 2014.
מחבר המדריך לחיסכון  בהוצאות התקשורת ולרכישת מרכזיות טלפון לעסקים