Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Международный научно-исследовательский журнал публикации ВАК
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Информационные технологии
Размещена 17.02.2016. Последняя правка: 16.02.2016.

NFV виртуализация сетевых функций

Казаков Сергей Константинович

студент

Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники

студент

Телемтаев Руслан Андреевич, Студент, Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники. Ярлыкова Светлана Михайловна, Кандидат технических наук, Заведующая кафедры информационной безопасности, Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники


Аннотация:
В данной статье я хочу рассмотреть концепцию, которая в в корне изменит дизайны сетей связи и телекомуникационных услуг — о виртуализации сетевых функций, Network Functions Virtualization(NFV). Мы рассмотрим задачи и принципы NFV, историю возникновения этой технологии, об ограничениях и недостатках этого подхода, разберемся какие задачи с её помощью решаемы, а какие — принципиально нет.


Abstract:
In this article I want to examine the concept, which radically changed the design of networks and telecommunication services - virtualization of network functions, Network Functions Virtualization (NFV). We consider the objectives and principles of NFV, the story of the emergence of this technology, the limitations and disadvantages of this approach, we shall understand what problems can be solved with its help, and what - is not fundamentally.


Ключевые слова:
сетевые технологии; облачные вычисления; NFV.

Keywords:
networking; cloud computing; NFV


УДК 004.7

Введение

Концепция технологии NFV (Network Function Virtualization ) образовалась из-за стремления снизить затраты на создание, и обслуживание ,и работу с  сетями связи, а также из-за желания сделать  независимыми жизненные циклы программного и аппаратного обеспечения друг от друга. В ходе разработки технологии, была добавлена возможность зупускать приложения используя виртуальные машины, что в свою очередь повышает эффективность информационных технологий.

Можно смело заявить что, SDN и NFV являются одними из самых обсуждаемых и часто запутанных тем во всех сетей. Эти технологии имеют широкую  применимость в безопасности, их реализация имеет колоссальное влияние на  безопасность архитектуры, и  позволяетиспользовать новые современные методы в  сфере услуг безопасности.

1. Технологии NFV

NFV – современная , иновационная , перспективная технология в ИТ сфере . Данная технология даёт нам возможность, создавать уникальные сервисы, которые в настоящее время , возможно реализовать только в виде аппаратных решений.  Использование виртуализации сетевых функций позволяет нам устанавливать сервисы в любом месте которое нам необходимо и в любом колличетсв.

Преимущества, обеспечиваемые NFV:

• Гибкость – использование виртуализации сетевых функций обеспечивает быстроту и легкость  развертки сети и ее эксплуатацию. При этомвозникает возможность моментально запускать новые услуги.

• Стоимость – гибкость развертывания NFV ведет к снижению расходов на управление предоставляемыми услугами и сокращает издержки, связанные с управлением всей сетью.

• Масштабируемость – услуги, организованные на базе программного обеспечения, а не на физическом уровне, позволяют в течение дня увеличивать или уменьшать объем используемых ресурсов одного и того же аппаратного обеспечения в зависимости от нагрузки, а также повышать нагрузку на оборудование при возникновении чрезвычайных ситуаций. Таким образом можно добиться более высокой эффективности возврата инвестиций в оборудование и компьютерные мощности.

• Безопасность – операторы хотят защитить данные пользователей, а виртуализация сетевых функций обеспечивает безопасность и сохранность данных за счет разделения и изоляции сегментов сети.

• Быстрое развертывание услуг в другой сети – операторы хотят иметь возможность развертывать собственные сервисы в любой точке мира, идя навстречу потребностям своих абонентов. Виртуализация упрощает эту задачу.

Виртуализация сетевых функций  NFV открывает новые возможности и пути реализации. Схематично этот подход работает следующим образом:

• Сначала устройства, имеющие различный функционал,реализуются в виде сетевых функций, затем виртуализируются, разбиением на ряд виртуальных сетевых функций (VNF). Затем они выполняются на стандартизированных серверах,которые для того чтобы их эффективно развернуть требуется виртуализировать  физическую сетевую инфраструктуру. 

• Создаём связь между виртуальными сетевыми функциями. Для этого, при помощи открытых платформ, таких как OpenStack, мы формируем сервисные цепочки, которые мы можем изменять, администрировать  и мониторить.

• После этого у операторов связи появляется возможность интегрировать эту оптимизированную виртуальную инфраструктуру в свою существующую или обновленную систему оркестрации. На этом этапе возможна интеграция с системой OSS/BSS, которая обеспечивает учет, биллинг, динамическое предоставление и быстрое создание новых услуг.

В результате такой модели мы получаем огромные преимущества. Замена частного оборудования на стандартизированные серверы и сетевые компоненты позволяет нам обеспечить гибкость и динамичность в  предоставление новыех услуг, сокращая при этом затраты. Такое взаимодейтсвие  позволяет нам отказаться от оборудования поставщика, что освобождает нас от дополнительных затрат. Кроме того, перенос всех сетевых функций в единую виртуализированную инфраструктуру с общей платформой снижает операционные издержки, так как упрощаются мониторинг и администрирование операций.

В итоге технология NFV позволяет предоставлять новые услуги, которые обеспечивают окупаемость всей инфраструктуру операторов связи. Использование виртуализации позволяет нам рассматривать все ИТ-ресурсы организации как набор общедоступных сервисов, которые можно группировать и распологать таким образом, как нам удобно, что в свою очередь обеспечивает  увеличение эффективности и быстроту масштабирования. 

2. Архитектура сети

NFV позволяет сетевым функции, которые будут динамически определенны, строить и управлять функциями, которые наилучшим образом будут поддерживать среду организации. Виртуальные сетевые функции (VNFs) могут быть развернуты ииметь возможность обмениваться различными физическими и виртуальными ресурсами инфраструктуры, чтобы соответствовать требованиям масштабируемости, производительности и возможностям данной организации. Это делает его легким для поставщиков услуг и предприятий, чтобы внедрять новые услуги быстрее и качественнее.


В общем, есть три компонента к рамках нелфинавиром: 

1. Virtualized Network Functions (VNFs) - программная реализация сетевой функцией.

2.NFV Infrastructure (NFVI) - физические ресурсы (вычислительные, хранения, сети) и виртуальный экземпляра, которые составляют инфраструктуру.

 3. NFV Management and Orchestration (MANO) - управляющий и контрольный слой, который фокусируется на управление виртуализацией конкретных задач, требуемых выполнения на протяжении всего жизненного цикла в VNF.

Каждый из этих компонентов содержит ряд различных технологий NFV, которые организация может развернуть для достижения гибкости, масштабируемостии эффективности, которая им требуется.

3. Угрозы и уязвимости.

NFV безопасности управление жизненным циклом представляет процессы, охватывающие безопасности платформы NVF

Опишем различные векторы угроз, которые могут иметь отношение к компонентам и развертывания, таких как EPC, IMS и других случаях применения (например, RGW, CDN, виртуализированных Брандмауэр). Руководство также при условии, что описывает, как эти угрозы могут быть обнаружены и смягчены в виртуализированной среде.

Потеря доступа:

• Затопление интерфейса EPC : Злоумышленники затопить интерфейс / сетевой элемент в результате DoS атаки (например, отказ аутентификации на S6A, DNS поиск, вредоносных программ).

• Повреждени сетевых элементов EPC: Злоумышленники аварии сетевого элемента путем отправки вредоносных пакетов, переполнение буфера.

Потеря конфиденциальности:

• Прослушивание: Злоумышленники прослушивает конфиденциальных данные по контролю и на предъявителя плоскости.

• Утечки данных: Несанкционированный доступ к конфиденциальным данным на сервере (профиль HSS и т.д.).

Потеря целостности:

• Модификация траффика: модификация трафика через вариацию человек-по- середине атаки, злоумышленники модифицируют информацию во время этого процесса (перенаправление DNS, и т.д.).

•Модификация данных: Атакующий захватывает учетные данные администратора, которые облегчает несанкционированный доступ к элементам сети EPC и устанавливается вредоносное ПО.

•Злоумышленники изменяют данные о сетевом элементе (изменить конфигурацию NE).

Потеря управления:

• Управление сетью: Злоумышленники управления сетью с помощью протокола или реализации недостаток.

•Компромисс сетевого элемента: Злоумышленники находит компромисс сетевого элемента с помощью управления (ОА & М)интерфейс.

Инсайдерские атаки:

•Инсайдеры измененяют данных о сетевых элементах; вносят несанкционированные изменения в конфигурации NE и т.д.

Кражи услуг:

•Злоумышленники пользуются уязвимостью пользователя услуг без предъявления обвинения. Например, злоумышленник использует уязвимость в HSS / PCRF / PCEF пользуется услугами без предъявления обвинения. 

Заключение

Программно-конфигурируемые сети — это логическая централизация и отделение управления от собственно передачи данных. Они дают существенные преимущества для управления и виртуализации ресурсов сети и управления качеством.

NFV также является гибкой, экономически эффективной, масштабируемой и безопасной.

Понятно, что NFV может решить ключевые тенденции, с которыми сталкиваеются операторы и поставщики  услуг, но как и с любой новой технологией, в данны момент мы затрагивают лишь некоторые вопросы дизайна, безопасности и производительности. Несмотря на это если технология будет внедряться  то NFV  и технологии безопасности и инструменты безопасности для виртуализованных сред будут развиваться. Поскольку цель SDN и NFV это, чтобы сгладить видимость и контроль, то не трудно представить себе мир, где операционные системы, которые работают на отдельных сервисных платформах изживут себя , и каждая функция существующего устройства безопасности будет осуществляется контроллером, что обеспечивает лучшую видимости и конечную детализацию в развертывание.

Библиографический список:

1. Главный принцип технологии NFV: открытость и свобода выбора. [Электронный ресурс]. Журнал сетевых решений/LAN, № 09, 2014. URL : http://www.osp.ru/lan/2014/09/13042706/ (Дата обращения: 07.02.2016)
2. Перспективы SDN и NFV в России. [Обзорная Статья]. URL : http://www.cnews.ru/reviews/telekom_2015/articles/sdn_i_nfv_pridut_v_rossiyu_v_20162017/ (Дата обращения: 07.02.2016)
3. Технологии SDN И NFV. [Электронный Ресурс]. Вестник связи, январь, 2014 URL : http://arccn.ru/media/1132 (Дата обращения: 07.02.2016)
4. Delivering Security. Virtually Everywhere with SDN and NFV (July 2015 by Research Director Jeff Wilson ). [Электронный ресурс] URL : https://www.juniper.net/assets/us/en/local/pdf/industry-reports/2000601-en.pdf (Дата обращения: 01.02.2016)
5. Network Functions Virtualisation (NFV) Security; Security and Trust Guidance. [Электронный Ресурс]. ETSI. URL : http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV-SEC/001_099/003/01.01.01_60/gs_NFV-SEC003v010101p.pdf (Дата обращения: 04.02.2016)
6. NFV виртуализация сетевых функций. [Электронный Ресурс]. URL : http://habrahabr.ru/company/ua-hosting/blog/247431/ (Дата обращения: 07.02.2016)
7. NFV виртуализация сетевых. [Электронный Ресурс]. URL: функций http://habrahabr.ru/post/266343/ (Дата обращения: 02.02.2016)
8. NFV для корпоративных сервисов. [Электронный Ресурс]. Журнал сетевых решений/LAN, № 12, 2014. URL: http://www.osp.ru/lan/2014/12/13044225/ (Дата обращения: 07.02.2016)
9. Providing Security in NFV (Обеспечение безопасности в NFV). [Электронный Ресурс]. ALCATEL-LUCENT WHITE PAPER. URL : http://www.tmcnet.com/tmc/whitepapers/documents/whitepapers/2014/10172-providing-security-nfv.pdf (Дата обращения: 05.02.2016)




Рецензии:

5.04.2016, 22:59 Каменев Александр Юрьевич
Рецензия: Статья актуальна и может быть рассмотрена как обзор. Однако требует приведения к требованиям, в частности - к подписи иллюстраций. После - к печати.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх