תפקיד המודל הפונקציונלי באדריכלות הרשת המודרנית

רשתות תקשורת התפתחו מעיגולים פשוטים יחסית של קול-קריינג ועד מערכות אקולוגיות גדולות ורב-שכבות התומכות בכל דבר מסטרימינג וידאו לשליטה אוטונומית ברכב.מורכבות זו דורשת גישה עיצוב ממושמעת.FLT:0Functional Modelingsspleings: FLT:1 מספק את המשמעת על ידי העברת המיקוד של ציוד פיזי לפעילות הלוגית חייב להופיע.

בניגוד לדמיון של טופולוגיה פיזית המציג נתבים, מתגים וכבלים, מודל פונקציונלי עונה על השאלה:0 (FLT:0) מה הרשת עושה?FLT:1 [1] היא קולטת פונקציות כגון חפיסת קדימה, אימות, איכות שירות (QoS), זיהוי ותנועה בעיצוב.פונקציות אלה מחוברות על ידי זרימת מידע, ומאפשרת תצוגה ברורה של סיבה ואפקט זה הוא ספציפי עם פונקציות וירטואליות (N) כגון פונקציות תכנות מיידיות (N) ותפקודים (N) עם פונקציות וירטואליות (N) ותפקודים עם תפקודים עם פונקציות תכנות מיידיות) ותפקודים (N) ותפקודים (N) ותפקודים עם פונקציות של תכנות וירטואלית (N) ותפקודים עם פונקציות (N) ותפקודים עם תפקודים (NDS) ומערכת הפעלה לינוקס (N) ותפקודים עם תפקודים עם תפקודים עם פונקציות (N) ותפקודים עם תפקודים עם פונקציות של תכנות מיידיות (N) ותפקודים עם תפקודים עם פונקציות של תכנות מיידיות (NDS) ותפקודים (N) ומערכת הפעלה לינוקס (NDS) ומערכת הפעלה לינוקס (NDS) ומערכת הפעלה לינוקס) ומערכת הפעלה (N)

Definfunctional Modeling in Telcommunica

מודלים פונקציונליים היא שיטה מובנה לייצג את הפעילויות והטרנספורמציות המתרחשות בתוך מערכת. in Telecommunication, זה אומר למקם את הרשת לפונקציות דיסקרטיות, כל אחד עם קלט מוגדר, פלט, שליטה לוגיקה, ודרישות משאבים.זה נבדל ממודל פיזי, אשר מראה חומרה וקשרים, או מודל ביצועים, המתמקדת במדדים כמו latency והפסד.

הפרקטיקה מבוססת על מסגרות הנדסיות מבוססות למערכות הנדסת מערכות.TheFLT:0ITU-T המלצה Y.2012ibFLT:1 מספק אדריכלות פונקציונלית עבור רשתות הדור הבא, חלוקת המערכת הכוללת לתוך צינור התחבורה, שירות stratum, וניהול פונקציות. Another Impact Standard הוא המסגרת של פורום FLT:2TM (לשעבר NGOSS)LTFreat 3, אשר מודלים אלה כדי לתאר מסגרת עסקית.

מתחם פונקציונלי מפתח ברשת Telecom

  • (FLT:0) Transport and Aggregation:FreaLT:1 פונקציונליות להעביר נתונים ברחבי הרשת, כולל מספרxing, encapsulation, ו- routing.
  • (ב) ⁇ :0) שליטה וסימן: ההרחבה 1 (Call Setup), עיבוד SIP וניהול ניידות עבור רשתות אלחוטיות.
  • (ב) [15] , ⁇ : ⁇ : ⁇ : ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) סודיות והזדהות: 1) ⁇ 1 (אוthentication), הצפנה, גילוי חדירה, פונקציות חומת אש.
  • (FLT:0) תפעול וניהול: 1FLT ניטור, מדידת ביצועים, ניהול תצורה ותזמורת.

כל דומיין מכיל פונקציונליות תת-תפקוד שניתן להסיק מרמות שונות של פרטים בהתאם לשלב העיצוב.מודל בשלב מוקדם של שלב מוקדם עשוי לטפל "לעיסה" כבלוק יחיד, בעוד שלאחר מכן, הגרסאות מרתיעות אותו לתוך מראה שולחן, בחירת הבאהופ, ועומס.

גישה מעשית של שלב-בי-שלב לבניית מודל פונקציונלי

שלב 1: סקופ

התחל על ידי הגדרת בבירור את קטע הרשת או השירות להיות מודל של כל רשת הליבה יהיה רמה שונה של מופשטת מאשר אחד ממוקד על פונקציה מסוימת קצה כמו חיפוי תוכן. Define את הגבולות - מה פונקציות בתוך המערכת תחת לימוד ומה ממשקים חוצים את הגבול לרשתות חיצוניות או מערכות.זה מונע את המודל להפוך ללא מחוסנים.

שלב 2: זיהוי פונקציונלי

כל פונקציה הרשת חייבת להופיע, מיכולות ברמה גבוהה (למשל, "שירות פס רחב נייד") למטה לפעילות גרפית (למשל, "חבילת תצורה המבוססת על סימון DSCP") השתמש בתקנים קיימים, דרישות מערכת, ותרחישים שימוש כמו מקורות. עבור הליבה 5G, זה יכלול פונקציות כגון AMF (גישה ותפקוד הניידות), SMF (Ssions), ו-Computertlements (Ssion) כיצד הם אינם מוגדרים על ידי הפונקציה Act; עדיין לא מתמקדים ב-Google).

שלב 3: יצירת ה-Diggram הפונקציונלי

השתמש בהתאמת מודלים כגון FLT:0 [Block Flow DiagramsFLT:1 או FLT:2Activity Diagrams (UML / SysML)OVAFLT 3 , range פונקציות ברצף הגיוני או היררכיה.חבר אותם עם מחסומים המייצגים זרימת מידע, שליטה או נתונים.

שלב 4: תלות ובדיקת צוואר בקבוק

ברגע שהדיאגרמה בנויה, לבחון את התלויות בין פונקציות.שאל: אילו פונקציות הן תנאי מוקדם לאחרים? האם יש תלות מעגלית שיכולה לגרום לנעליים?איפה פונקציות מרובות מסתמכות על אותו משאב (למשל, מסד נתונים משותף או קישור תחבורה משותף)?אלה הם צווארי בקבוק פוטנציאליים או נקודות בודדות של כשל. במודל פונקציונלי, אתה יכול לזהות אותם לפני כל חומרה הוא רכש, לדוגמה, אם זהה או פונקציה נפרדת של מסד נתונים או מיקוד.

שלב 5: סירוב ואימות

להעריך את המודל עם בעלי עניין - ארכיטקטים ברשת, קבוצות תפעול ומעצבי שירות.לקבוע נגד דרישות ומגבלות בעולם האמיתי.האם המודל תומך בתרחישים התנועה שיא?האם ניתן לדרג באופן עצמאי?האם יש חפיפות מיותרות (למשל, שני פונקציות המבצעות את אותו מצגת בדיקה)? לסרב לדגם לחסל את הריצוף מחדש ולהתאים לתקינה.

השוואת מודלים פונקציונליים עם מודלים פיזיים וביצועים

עיצוב תקשורתי הסתמך באופן מסורתי על מודלים פיזיים - דיאגרמות מפורטות המציגות racks, קלפים, מספרי נמל וריצה כבל. בעוד חיוני עבור ההתקנה, מודלים אלה מטשטשים את הסיבה מאחורי הדוגמנות התפקודיות המשלימות מודלים פיזיים על ידי מתן ראייה הגיונית. בדומה, מודלים ביצועים (סימולציות של עומס תנועה, queuing עיכובים, וכו ') דורשות קלטות פונקציונליות: אתה לא יכול לדמות את העיכוב של מודל תפקוד ראשון, אלא אם כן, אלא אם כן, אלא אם כן, אלא אם כן, אלא אם כן, התנהגות משוערת.

בפועל, צוותי הנדסה רבים משתמשים בכל שלוש ההשקפות.המודל הפונקציונלי מניע את האדריכלות; המודל הפיזי מיישם אותו; מודל הביצוע מאמת אותו.גישה משולבת, הנתמכות לעתים קרובות על ידי FLT:0 Model-based Systems Engineering (MBSE)PSK: LT:1, מבטיחה עקביות על פני נקודות מבט אלה.

יתרונות של מודלים פונקציונליים בעיצוב רשת

תקשורת מוגברת ב- Disciplines

דיאגרמות פונקציונליות משתמשות בשפה כי גם מהנדסים ובעלי עניין עסקיים יכולים להבין.מנהל מוצר יכול לראות איפה פונקציה חדשה שירות (למשל, אופטימיזציה וידאו) תקע לתוך המודל הקיים מבלי צורך להבין את הניואנסים של MPLS או Ethernet.זה מקטין את ההפרעה ומהירויות של מחזורי עיצוב.

גילוי מוקדם של עיצוב פלמות

על ידי מיפוי תלויות, מהנדסים יכולים לדמות תרחישים "מה אם" למשל, מה קורה אם הפונקציה אימות נכשלת? אילו שירותים במורד הזרם מושפעים?המודלים חושפים כשלים מתקפלים לפני כל קוד כתוב או חומרה פרוס.זה הרבה יותר זול ומהיר יותר מאשר לגלות בעיות במהלך בדיקות אינטגרציה או גרוע יותר, לאחר חיים.

המונחים: Allocation

מודלים פונקציונליים עוזרים לזהות פונקציות שניתן לאחד או וירטואלי.אם שני פונקציות לבצע ניתוח סטטיסטי דומה על זרימת הרשת, הם עשויים להיות ממוזגים לתפקוד יחיד "ניתוח זרימה", חיסכון משאבים מותנים. בדומה, פונקציות עם ביקורת נמוכה ניתן ללגום לחומרה פחות חזקה, בעוד פונקציות קריטיות מקבל משאבים ייעודיים.

סקלאלה ועתיד-Proofing

ככל שרשתות צומחות, פונקציות חדשות מווספות (למשל, מחשוב קצה, מודל פונקציונלי נקי מספק ממשקים מוגדרים היטב אשר פונקציות חדשות ניתן לחבר.זה יכולות Plug-and-play להפחית את הסיכון לסכסוכים אינטגרציה.זה גם מקל על נודדות מהמורשת לפריסות ענן-native כי פונקציות מתמוססות נקודות פיזיות של נוכחות.

מקרה מחקר: מודלים פונקציונליים עבור שדרוג רשת מטרו Ethernet

ספק טלקום אזורי היה שדרוג רשת המטרופוליטן שלה מעמוד השדרה מבוסס ATM לאדריכלות Ethernet של מובילת כיתה מסוגל לתמוך שירותי VPN עסקיים ו- מגורים משולש משחקים.צוות העיצוב יצר מודל פונקציונלי באמצעות גישה תלת-שכבתית: מטוס משתמש (מעבר Ethernet, VLAN תגים, QoS סימון), בקרת מטוס (מעלה עץ, קישור, אות MPLS), ודיווח (ביצועים, ניטור מטוס).

המודל חשף חפיפה בדיווח מוטעה: הן מערכת הניהול והן את מרכזי האלמנטים של הרשת נוצרו באופן עצמאי אזעקה מגובה על אותו כשל קישור.על ידי ניתוק תפקוד התואם של המכשירים האישיים ומרכזו בשכבה הניהול, הצוות הפחית רעש אזעקה על ידי 60%.מצא אחר היה כי הפונקציה QoS הייתה תלויה בתפקוד אימות הפונקציה של המנוי, אשר הציגה את הגמישות עבור הפונקציה של 12 שניות לאחר מכן היה על ידי סימון מוקדם של תוכנית ההפעלה.

לאחר שדרוג, הספק דיווח על ירידה של 30% בשירותים חדשים בזמן עד ל-deploy כי המודל הפונקציונלי סיפק נקודות כניסה ברורות עבור פונקציות חדשות.מחקר מקרה מפורט מתועד על ידי FLT:0ITU-T Y.2012 מסגרת מסגרת LIFLT:1 הכולל דוגמא מודלים פונקציונליים עבור רשתות מטרו דומות.

אתגרים ועיסוקים טובים ביותר במודלים פונקציונליים

אתגר: לשמור על מודלים מזוינים עם שינוי מהיר

רשתות טלקום הן בשטף קבוע: עדכוני תוכנה, תוספות תכונה, ושינויים טופולוגיה יכולים במהירות להפוך מודל מיושן.הפרקטיקה הטובה ביותר היא לטפל במודל התפקודי כחפץ חי, נשמר במחסן משותף ועודכן כחלק מתהליך ניהול שינוי. השתמש בגרסת בקרה (למשל, Git for Model Files) כדי לעקוב אחר שינויים ולהגלגל בחזרה במידת הצורך.

אתגר: Over-Abstraction or Over-Detail

מודלים מופשטים מדי לא מצליחים ללכוד פרטים קריטיים; מודלים מפורטים מדי הופכים מורכבים כמו המערכת עצמה.כלל האגודל הוא מודל רק פונקציות שיש להן השפעה משמעותית על החלטות עיצוב או התנהגות תפעולית.רלדר עמוק לפונקציות שהן חדשות, סיכון גבוה, או משאב-intensive להשתמש ב- hierarchical Zoom: מודל ברמה גבוהה למנהלים ומודל מפורט להטמיעו את הפונקציות.

אתגר: כלי הפצה

לעתים קרובות הצוותים משתמשים בכלים שונים עבור השקפות שונות (Visio for דיאגרמות, Excel forlists, מעבדי מילים לתיאורים) זה מוביל לאי-הסכמות.אימוץ פלטפורמה אחת מודלים התומכים במגוון רחב של צפיות וקישורים אותם.

Best Practice: אימות עם Prototyping

לפני ביצוע המודל לתכנון רשת מלא, בחר תת-תפקוד קריטי וטיפוס זה באמצעות מקרים וירטואליים או סימולציה.לדוגמה, מודל הפונקציה "חבילהet buffering" ולבחון את התנהגותה תחת אלגוריתמים שונים לניהול תור (tail-drop, RED) אימות כי התחזיות של המודל להתאים את הביצועים של אב-טיפוס.צעד זה בונה אמון ומגלה הנחות נסתרות.

מגמות עתידיות: מודלים פונקציונליים ב SDN, NFV ו 5G/6G

המעבר לקראת הרשת רכות הפך את הפונקציונליות מודלים יותר חשוב מאי פעם ב SDN, את השליטה ואת פונקציות מטוס הנתונים מופרדים ועשויים לרוץ על חומרה שונה.מודל פונקציונלי מראה במפורש היכן כל אחד מהפונקציות של המטוס שוכן וכיצד הם מתקשרים באמצעות ממשקים דרומה בשפע (למשל, OpenFlow). באופן דומה, NFV decouples רשת פונקציות ממכשירים ייעודיים, ומאפשר להם לרוץ כמקרים וירטואליים על גבי שרתי הסחורות המופעלים.

ב-5G ומעבר לכך, הרעיון של רשת סליקה דורש יצירת רשתות לוגיות מרובות, כל אחת עם סט פונקציות משלה, על תשתית פיזית משותפת (מודל פונקציונלי מסייע להגדיר את סט של פונקציות עבור כל פרוסה, לציין דרישות בידוד, ולנהל מחזור חיים פרוסה: 3GPP של שירות מבוסס אדריכלות (SBA) כבר משתמש בהגדרה פונקציונלית (למשל, תאומים, PCFIR, ®, כדי להציע מודלים פונקציונליים של 1GPS) ל-HD עבור מודלים פונקציונליים (GLT2: LT) באמצעות מודל פונקציונליים) ל-HD) עבור פונקציונליים (SLT2GLT2GLT) באופן ישיר עבור מודלים פונקציונליים (S) באמצעות LT2: LT) עבור מודלים פונקציונליים) באמצעות LT2.

מסקנה

מודלים פונקציונליים הופכים את המורכבות המופשטת של רשתות תקשורת לייצוג מובנה, חזותי, ומדוני, על ידי התמקדות במה שהרשת עושה ולא מה חומרה שהיא משתמשת, מהנדסים מקבלים בהירות, למצוא בעיות מוקדם, ולבנות מערכות שקל יותר בקנה מידה ופיתוח. השלבים המעשיים המתוארים כאן - מתפתלים לזיקוקציה - נותנים תהליך חוזר על מנת ליישם מודלים פונקציונליים על כל אחד, בין אם לשדרג את ה- Ethernet או עיצוב הליבה 6G.

אימוץ גישה זו אינו תרגיל חד פעמי אלא תרגול מתמשך שמשלם דיבידנדים לאורך כל מחזור החיים ברשת.כאשר בשילוב עם כלים מודרניים ואומת באמצעות כוונון, מודלים פונקציונליים הופך אבן הפינה של עיצוב תקשורת אמין, יעיל, בעתיד.