Raslojavanje mreže je poseban oblik virtualizacije mreže koji omogućuje postojanje više logičkih mreža na jednoj dijeljenoj fizičkoj mrežnoj infrastrukturi (Slika 1). Ključna prednost koncepta raslojavanja mreže je to što osigurava virtualnu mrežu s kraja na kraj (engl. end-to-end) konekcije, omogućujući time ne samo umrežavanje već i funkcije pohrane podataka kao i računalne resurse. Cilj je omogućiti operatoru fizičke mrežne infrastrukture particioniranje mrežnih resursa kako bi se postiglo multipleksiranje različitih korisnika na jednoj fizičkoj mrežnoj infrastrukturi.
Najčešće navođeni primjer u raspravama o 5G-u je dijeljenje fizičke mrežne infrastrukture istodobno između usluga širokopojasnog pristupa, usluga Interneta stvari (engl. Internet of Things, skr. IoT) te usluga niske latencije. Važno je napomenuti da navedene usluge imaju dosta različite zahtjeve na prijenosne karakteristike mreže. Na primjer, usluga IoT-a najčešće će uključivati veliki broj uređaja gdje svaki uređaj zahtijeva malu prijenosnu brzinu. Usluga širokopojasnog pristupa ima gotovo suprotne zahtjeve s obzirom na to da uključuje mali broj uređaja od kojih svaki zahtjeva veliku prijenosnu brzinu. Namjera raslojavanja mreže je particioniranje fizičke mrežne infrastrukture s kraja na kraj konekcije osiguravajući time optimalno grupiranje prometnih tokova svih usluga, međusobnu izolaciju usluga te konfiguraciju resursa za svaku uslugu na makro razini u svrhu zadovoljenja QoS parametara.
Postavlja se pitanje zašto se navedeni zahtjevi ne mogu ostvariti preko nekih drugih tehnika orijentiranih na QoS. Na primjer, QoS arhitektura zvana DiffServ (engl. Differentiated Services) namijenjena je klasificiranju i upravljanju različitim vrstama IP prometa (npr. glasovni, govorni i video). Također, postoje i druge dobro znane tehnike, kao npr. VPN (engl. Virtual Private Network), koji odvaja i izolira prometne tokove kroz Internet koristeći tehniku IP tuneliranja (engl. IP tunneling). Također, noviji pristupi poput virtualizacije mrežnih funkcija (engl. Network Function Virtualization) namijenjeni su virtualizaciji dijelova mobilne mreže. Vidljivo je da se svaki od navedenih pristupa u nekoj mjeri preklapa s funkcionalnostima raslojavanja mreže.
Dakle, zašto uvodimo raslojavanje mreže kao još jedan pristup? Postoje dva razloga. Jedan se temelji na tehničkim zahtjevima, dok je drugi razlog poslovne naravi.
Poslovni razlozi raslojavanja mreže
Od raslojavanja mreže u 5G-u očekuje se da će otvoriti nove unosne poslovne prilike za operatore mobilnih mreža kao i za druge nove sudionike. Na primjer, operator fizičke mrežne infrastrukture u mogućnosti je razdijeliti fizičke resurse mreže u više logičkih cjelina (tzv. mrežnih rasloja od engl. network slices) i iste iznajmiti zainteresiranim stranama. Elektroprivreda možda želi dugoročno zakupiti dio takve mreže (jedan ili više mrežnih rasloja) u svrhu povezivanja svoje „pametne” elektroenergetske mreže (engl. smart grid) koja se sastoji od senzora, mjerača i kontrolera, tj. želi optimirati QoS IoT rasloja. Nadalje, promotor koncerta može jednokratno iznajmiti mrežni rasloj za glazbeni festival i optimirati isti za prijenos video i VoIP (engl. Voice over IP) prometnih tokova. Također, raslojavanje mreže omogućit će razvoj novih poslovnih modela u mobilnim mrežama. Na primjer, postojeći pružatelji podatkovnih usluga u oblaku (npr. Amazon, Google itd.) mogu kroz raslojavanje mreže pronaći novi poslovni put u prostoru mobilnih mreža. Isto tako, ovakvi poslovni pristupi omogućit će postojećim mobilnim operatorima iznajmljivanje mrežnih rasloja te usmjeravanje svojih aktivnosti isključivo na pružanje visokokvalitetnih mrežnih usluga, dok oni koji će mrežne rasloje uzimati u zakup postaju mobilni virtualni mrežni operatori (engl. Mobile Virtual Network Operator ili tenant, skr. MVNO).
Sve prethodno navedeno prilično se razlikuje od današnjeg stanja u mrežama, s obzirom na to da se trenutačna fizička mrežna infrastruktura ne može granularno konfigurirati i optimirati za MVNO-ove.
Tehnički razlozi raslojavanja mreže
Ključna karakteristika raslojavanja mreže jest da osigurava virtualnu mrežu s kraja na kraj konekcije za nekog MVNO-a. Niti jedan drugi pristup koji se temelji na QoS-u ne može osigurati ništa slično. Konkretno, DiffServ kao jedna od najšire primjenjivanih tehnika za podršku QoS-u može razlikovati VoIP promet od drugih vrsta prometa kao što su, primjerice, HD video ili web pretraživanje. Međutim, DiffServ ne može razlikovati isti promet od različitih MVNO-ova. DiffServ nema mogućnost izolacije prometnih tokova. Na primjer, IoT promet iz neke mreže nadzora obično ima stroga pravila na sigurnost, što uključuje i mjesto spremanja prometa kao i pristup istom. Ovo ne može biti ostvareno koristeći DiffServ jer on te akcije ne podržava. Isti ili sličan slučaj je i s drugim tehnikama orijentiranim na QoS.
Što je sa standardizacijom?
Različite poslovne mogućnosti koje pruža raslojavanje mreže dovele su do uključivanja različitih standardizacijskih tijela u proces njegove standardizacije. Na primjer, 3GPP (engl. 3rd Generation Partnership Program) bavi se specifikacijom radnog okvira OAM (engl. Operations, Administration and Management/Maintenance) koji opisuje kako će vlasnik fizičke mrežne infrastrukture upravljati mrežnim raslojima kao dijelom svoje virtualizirane mreže. Također, 3GPP se bavi specifikacijom signalizacijskih protokola i procedura nužnih za dodjelu mrežnih rasloja. Nadalje, IETF (engl. Internet Engineering Task Force) bavi se problemom implementacije mrežnih rasloja u IP mrežu. Pored toga, postoji konsenzus da se veliki dio funkcionalnosti raslojavanja mreže može postići kombinacijom OAM-a i upravljanja prometom, tj. prometnim tokovima.
Za kraj navedimo, raslojavanje mreže dio je općeg trenda da se usluge mreže učine što je moguće više virtualnijima te pomaknu u oblak (engl. cloud), odnosno postanu dostupne korisnicima na zahtjev.
