軟體定義 WAN 為 5G 世界重新塑造邊緣網路

May 15, 2019

Brandon Lewis

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5G 網路將能為消費者使用案例提供強化行動寬頻 (enhanced Mobile Broadband, eMBB) 連線能力、為工業部署提供超高可靠度低延遲通訊 (Ultra-Reliable Low-Latency Communications, URLLC)，並為物聯網提供大規模機械式通訊 (massive Machine-Type Communications, mMTC)。

如此廣泛的應用範圍幾乎能影響一切領域：擴增與虛擬實境、即時翻譯服務、自動駕駛車輛網路，以及全面性的環境感測等（圖 1)。

5G 使用案例 — 圖 1。5G 將在企業、消費者，以及工業領域中支援多種不同的應用程式與使用案例。（資料來源：Ericsson）

邊緣網路必須具備最低的延遲與最高輸送量，才能支援所有的這些流量類型。在許多使用案例中，企業在嘗試支援採用 5G 技術的新應用程式與服務時，也會需要翻新他們的基礎架構以獲得行動邊緣運算 (MEC) 能力。

5G 對企業的影響

舉例來說，如 Citrix 等公司展示了 5G 為現代企業帶來的商機與挑戰。

一方面，該公司提供數位工作環境解決方案，讓客戶能透過虛擬線上應用程式與桌面環境協同合作。另一方面，他們也為醫療保健、製造，以及金融服務等市場的客戶提供網路基礎架構服務，如智慧流量管理、負載平衡，以及防火牆等（圖 2）。

圖 2。Citrix 等企業軟體公司必須為 5G 做好準備。（資料來源：Citrix Systems, Inc.）

隨著 5G 網路上線，不僅使用者對工作環境解決方案的延遲容忍度下降，他們也期望線上協同合作環境中能搭載額外的高頻寬特色與功能。此外，網路服務產品必須要更加進化，為無數受到 5G 影響的產業、客戶，以及他們的應用程式支援可靠度和服務品質 (QoS) 需求。

為了提供這種類型的效能，代表邊緣需要更多的智慧功能。但為了以永續、可擴充的方式持續提供軟體解決方案與服務，Citrix 等公司無法負擔為每一種使用案例和部署情況使用專用硬體設備的成本與複雜度。

取而代之是，這些企業正在設法利用 SD-WAN 等軟體定義基礎架構支援 5G 需求。（如需詳細資料，請閱讀「SD-WAN 與 uCPE：簡介」。）

SD-WAN 與 uPCE 強化擴充性

類似資料中心內的軟體定義網路 (SDN)，軟體定義廣域網路仰賴軟體式控制器而非專用硬體，將流量路由至網路上。因此，工程師可使用通用硬體與軟體，為不同的 5G 流量設定服務等級協議 (SLA)。

與 5G 部署相同重要的一點，就是 SD-WAN 可利用標準的硬體基礎架構。這種一般用途的平台稱為通用客戶端設備 (uCPE)，可根據使用者需求提供多核心網路處理器、充足的儲存容量與記憶體、足夠的網路連接埠，以及經過硬體加速的安全機制。

但 uCPE 真正的優勢是其使用如 Intel^® VT 等虛擬化技術，讓系統上的每一個核心都能做為單獨的網路設備使用。舉例來說，一個四核心的系統可將兩個核心分配於網路協調和管理功能，第三個核心用於防火牆或負載平衡，並將第四個核心保留給客戶應用程式。

如此可提供高度整合的系統，只受可用核心數量的限制，這樣能降低測試、管理和維護多種硬體設備的總持有成本 (TCO)。

除了節省成本以外，還有一點對 Citrix 這類的公司格外重要，就是這樣的基礎架構與資料中心環境中已經部署的架構類似。

uCPE 系統的設計是用於客戶的設施或是小型分公司內部，因此，其本質為一種為邊緣提供智慧的架構移轉（圖 3）。這代表 5G 網路、應用程式及服務都能在更近的位置擁有更多的可用效能，確保輸送量最高和延遲最低。

透過 5G 網路連結的 SD-WAN 架構 — 圖 3。SD-WAN 架構可讓企業透過 5G 網路連結，將雲端的智慧功能轉移至小型辦公室或分公司位置。（資料來源：NETSCOUT）

擁有一致的硬體基礎架構也代表軟體供應商能在 5G 的邊緣至雲端連續體中擁有龐大的擴充性。

加速促成 5G 和行動邊緣運算

在組織開始為邊緣網路標準化 uCPE 硬體的同時，在效能、安全性和 I/O 方面還是需要可擴充性。為了滿足這些需求，Intel^® 與 CASwell, Inc. 等合作夥伴提供了一系列的 uCPE 設備解決方案。

例如，要求嚴苛的企業部署可運用 CASwell CAR-3080 網路設備，採用具有最多 16 核心的 Intel^® Xeon^® D2100 處理器，支援 40 Gigabit 乙太網路，並可透過網路模組提供多達 40 個乙太網路連接埠（圖 4）。做為經過驗證之適用於 uCPE 的 Intel^® Select 解決方案之一，CAR-3080 出廠時已通過初審，可提供百分之 100 的線路速率封包處理效能，並為運用多種高輸送量應用程式或服務的設施提供 100 Gbps 的加密能力。

適用於 uCPE 的 CAR-3080 — 圖 4. CAR-3080 是首部經過驗證之適用於 uCPE 的 Intel^® Select 解決方案的設備之一。（資料來源：CASwell, Inc.）

運用如 CAR-3080 等適用於 uCPE 的 ISS 解決方案的網路營運商與服務供應商，可採用已知所需軟體整合測試最少的技術。在為了滿足未來的網路需求而擴充基礎架構時，他們也可確保具有可用的相容選項。

另一方面，uCPE 解決方案產品是以多核心 Intel Atom^® C3000 伺服器 SoC 為基礎，可提供合適的價格、功耗及無風扇效能組合，滿足大部分小型辦公室的入門級需求。CASwell CAD-0263 是其中一種白牌設備，提供 4 核心和 16 核心之間的選項、Intel^® QuickAssist Technology (Intel^® QAT)、多個乙太網路連接埠，並支援 LTE 與 Wi-Fi 模組（圖 5）。