УДК 004.7

Основные проблемы и тенденции развития сетевых технологий

Научный руководитель Карташевский Вячеслав Григорьевич – доктор технических наук, профессор кафедры информационной безопасности Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики.

Токмаков Данил Александрович – аспирант факультета отдела аспирантуры и докторантуры Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики.

Аннотация: В статье рассматриваются проблемы разработки приложений и услуг в IT-сфере. Этому поспособствовало активное развитие различных сервисов предоставляющие услуги рядовым пользователям. Также из основных проблем стоит изучение ролей, которые сети будут играть в жизни человека, а также ответная реакция на внедрение их в повседневную деятельность. Для решение представленных проблем требуется усиленное развитие сетевых технологий, которые будут способны выдержать нагрузки, оказываемые новыми услугами, с возможностью дальнейшего масштабирования и улучшения. Одним из таких решений может послужить создание программно-конфигурируемой сети. Данная сеть обладает рядом преимуществ, способных существенно сократить затраты на создание и поддержку сети.

Ключевые слова: программно-конфигурируемые сети, IT-технологии, область управления, область передачи данных, приложения, услуги, IT-рынок, инновации, тенденции, развитие сетей, внедрений новых технологий.

В настоящее время идет активная разработка новых приложений и услуг, нацеленных на разные сферы деятельности человеческой жизни. Данной тенденции способствовали инновации в области облачных вычислений, мультимедиа высокого разрешения, мобильных сетей, сенсорных технологий и т.д. Поставщики услуг, при таком стремительном развитии технологий, все чаще начинают сталкивать с проблемой понимания рынка. Одной из таковых проблем можно выделить отсутствие понимания потребностей отдельного взятого сегмента рынка, вследствие чего возникают трудности с определением инструментов и приложений для выполнения конкретных задач, а также возникает вопрос, что необходимо предпринять и сделать, чтобы удовлетворить запросы новых услуг, число которых возрастает с каждым днем.

Также стоит обратить внимание, что последние несколько лет перед инфокоммуникационным сообществом стоит ряд проблем, к которым, в первую очередь, можно отнести изучение ролей, которые сети будут из себя представлять в обозримом будущем. Под этим подразумевается определение областей их применения с получением наилучшей выгоды, которые способны улучшить жить рядовых пользователей. К самой важной задачи стоит отнести прогнозирование на несколько лет вперед того факта, как общество воспримет последующее развитие IT-технологий и определить влияния от внедрения в повседневную или профессиональную деятельность пользователя, а также провести оценку, собрать статистику в полной мере по взаимодействию человека с искусственным интеллектом для формирования новых требования как к специалисту, так и к IT-технологиям.

Помимо прочего, к вопросам, которые являются немаловажными, можно отнести реакцию общества на новые технологии и услуги, а также основные требования, которым они должны удовлетворять. К ним относится устойчивость, выполнение заданной задачи с минимальными погрешностями, и окружающая среда, где услуги и приложения привнесут максимальную пользу для рядовых пользователей. В тоже время идет активное развитие различных прикладных задач, к которым можно отнести Интернет вещей, «умные» электросети и облачные вычисления, что широко обсуждается в кругах IT-специалистов.

Для решения проблем описанных выше требуется активное развитие сетей и их архитектуры, которое мы и наблюдаем на сегодняшний день. Этому поспособствовали различные тенденции к развитию и изменениям, формированию новых требований, с учетом сохранения некоторого количества старых, устоявшихся требований, замена которых влечет к более серьезным последствиям. Затраты на производство единицы оборудования существенно сократились. Этому было спровоцировано новыми технологиями и новыми методами их использования, которые позволяют реализовать задачи, традиционно считавшимися невыполнимыми. Это формирует новый список требований, которые сети должны соблюдать для стабильной и эффективной работы, с последующим развитием. Данные требования напрямую зависят от архитектуры сети и области, для которой она разрабатывалась.

Все больше внимания стало уделяться сетевому программному обеспечения, которое все больше влияет на развитии сетей. Данное программное обеспечение предполагает использование новых методов проектирования, основанных на современных технических подходах к организации, реализации, управлению и сопровождению сетевых элементов с применением программного обеспечения. Из вышесказанного стоит отметить, что основным местом использования программного обеспечения сети является виртуализация сетевых компонентов.

В конце 20-го столетия возникли новые тенденции в развитии сетей связи, которые в первую очередь были направлены на возможность быстрого и простого способа смены конфигурации сети, реализуемые посредством программируемости и централизованного управления. Спустя время исследования в данной области привели к одной из концепций, в основе которой лежит разграничение области управления и передачи данных. Это дало возможность приложениям и сетевым службам управлять абстрагированной сетевой инфраструктурой непосредственно через интерфейсы прикладного программирования (API - Application Programming Interface).

Наряду с этими исследованиями в области инфокоммуникационных технологий произошли значительные изменения, которые были напрямую связаны с появлением новых сервисов и приложений: электронная почта, электронная коммерция, системы поиска, социальные сети, облачные вычисления и Интернет, в современном его представлении. Для реализации и качественного контроля, в сложившейся тенденции развития в области IT услуг, требуется наличие соответствующей сетевой инфраструктуры и систем управления. При этом появляется необходимость увеличить скорость поиска новых инноваций в сетевой области, чтобы они поспевали за развитием IT-продуктов.

Одним из имеющихся решений на данным этапе развития сетей может послужить программно-конфигурируемая сеть. Данная технология благоприятно сказывается на развитии инноваций в самых различных областях: в центрах обработки данных, глобальные сети связи, сети, построенные на базе беспроводных технологий и т.д. Основным преимуществом ПКС является возможность реализовать новые решения посредством простой замены программного обеспечения, что значительно упрощает настройку конфигурации сети. Это предоставляет возможность как операторам, так и владельцам сети достаточно гибкие возможности по управлению, контролю своих сетей и оптимизации их поведения. В центрах обработки данных, например, с помощью ПКС можно эффективно управлять энергопотреблением устройств, учитывая их загрузку.

ПКС предоставляет возможность IT-специалистам реализовывать новые методы, что поспособствует сетям быстрое развитие и совершенствование, стать более гибкими, безопасными и надежными. Имеется достаточно большое количество уже существующих ПКС, которые привели к изменению восприятия сети операторами и поставщиками.

Фундаментальном сдвигом парадигмы в ПКС можно считать программируемость. Стоит отметить, что программируемость как принцип построения программно-конфигурируемой сети предоставляет большую возможность по настройки сети. Это выражается в том, что сеть рассматривается в виде единого объекта, которую можно изменять согласно требованиям предъявленными со стороны заказчика или руководства. При этом отпадает необходимость формирования конфигурации для отдельно взятого элемента сетевого окружения, а также введения новых сетевых устройств в саму сеть. Такой подход реализован при помощи использованию внешнего программного контроллера и открытых интерфейсов. Из вышесказанного можно сделать небольшой вывод, что ПКС можно рассматривать как очень подходящее дополнение к виртуализации сети, реализующее плоскость управления для обеспечения более простой работы («программирования»), например, виртуальных сетей в сетевых субстратах или для управления определенными потоками внутри виртуальной сети в качестве возможных приложений.

Данную технологию можно определить как универсальное сетевое решение. Этому послужили различные исследование, которых имеется достаточное количество, в области методики проектирования сетей согласно ПКС. В ее основе можно выделить пять основных функций, которые реализуются посредством технологий программно-конфигурируемой сети: программируемость, независимость от протокола, динамичность, детализация и эластичность.

Согласно рекомендации ITU-T Y.3300 «Framework of software-defined networking» от июня 2014 года цели ПКС заключаются в реализации следующих аспектов:

1) сокращение бизнес-циклов;

2) ускорение инноваций ПКС;

3) быстрая адаптация к требованиям пользователей ПКС;

4) высокая доступность ресурсов и эффективность использования ПКС;

5) гибкая настройка сетевых ресурсов.

Список литературы

Recommendation ITU-Т3300 «Framework of software-defined networking». ITU-T, Женева, Июнь, 2014.
Alsmadi, I.M. Systematic Literature Review on Software-Defined Networking / I.M. Alsmadi, I. AlAzzam, M. Akour // Information Fusion for CyberSecurity Analytics. SCI. – 2017. – Vol. 691. – P. 333-369. 27.
Benzekki, K. Software-defined networking (SDN): a survey / K. Benzekki, A. El Fergougui, A. Elbelrhiti Elalaoui // Security and Communication Networks. – 2016. – V. 9(18). – P. 5803-5833.
3 ITU-Т2001 «Next Generation Networks – Frameworks and functional architecture models». ITU-T, Geneva, December, 2004.
Росляков, А.В. Будущие сети: обзор подходов к новой телекоммуникационной парадигме / А.В. Росляков // Электросвязь. – 2020. – №9. – С. 30-37.
Кучерявый, А. Е. Интернет Вещей / А.Е. Кучерявый // Электросвязь. – 2015. – № 1. – С. 21-24