Wie Cloud-native Funktionen Telekommunikationsunternehmen dabei helfen können, ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen
Der Energieverbrauch der Telekommunikationsunternehmen steht mehr denn je unter der Lupe.
Geopolitische Spannungen und Sorgen hinsichtlich des Klimawandels erhöhen den Druck auf die Betreiber, bei allem, was sie tun und wo immer sie es tun, effizienter zu werden – von Netzwerkkernen bis zu Rechenzentren und darüber hinaus.
Laut dem Climate Action Survey Report 2022 von Telecoms.com wurde die Reduzierung des Energieverbrauchs kürzlich als dringendste betriebliche Herausforderung für Telekommunikationsunternehmen bezeichnet (64 % der Befragten).
Überall auf der Welt gewinnen Überlegungen zur Servicekonsolidierung und zu alternativen, modernen Bereitstellungsmodellen in der gesamten Branche zunehmend an Bedeutung, da Entscheidungsträger nach Wegen suchen, die Effizienz bei minimalen Störungen und zusätzlichen Kosten zu verbessern.
In der Tat, in Heavy Readings globaler 5G-Umfrage 2023 Der wichtigste Ansatz der Netzwerkstrategen zur Reduzierung des Stromverbrauchs besteht laut Umfrageteilnehmern darin, möglichst viele Funktionen auf eine gemeinsame Infrastrukturplattform zu verlagern (52 %). Darauf folgten die Reduzierung des Infrastrukturbedarfs und die Steigerung der Energieeffizienz durch Edge-Computing (45 %) sowie die Konsolidierung von Funktionen und Anbietern für ein strafferes Energiemanagement und mehr Kosteneffizienz (40 %).
Gabriel Brown, leitender Analyst bei Heavy Reading, kommentiert die Ergebnisse mit den Worten: „Disaggregation und Multi-Vendor führen naturgemäß zu gewissen Ineffizienzen. Daher ist es eindeutig wichtig, darüber nachzudenken, wie man dieses Problem angehen kann.“ Er fügt hinzu, dass die Konsolidierung der Kernarbeitslasten auf einer gemeinsamen Cloud-Plattform „der konsequenteste Schritt zu sein scheint, den die Betreiber unternehmen können, um den Energieverbrauch im 5G-Mobilfunkkern zu senken.“ Allerdings deutet die Streuung der Antworten darauf hin, dass die Betreiber „in ihrer Strategie zur Leistungsreduzierung mehrere Ansätze kombinieren werden.“
Cloud-Native zur Rettung?
Eine weitere aktuelle Studie des Capgemini Research Institute Report – Networks on Cloud: Ein klarer Vorteil – behauptet, dass in den nächsten drei bis fünf Jahren fast die Hälfte der Kapazität der Telekommunikationsnetze vollständig Cloud-native sein wird.
Der Bericht gibt außerdem an, dass die Betreiber in den nächsten fünf Jahren jährlich 206 Millionen US-Dollar für diese Cloud-Transformation ausgeben werden. Unternehmen, die frühzeitig mit der Umstellung auf Cloud-Native beginnen, werden wahrscheinlich den größten Nutzen aus wirtschaftlicher und ökologischer Nachhaltigkeit ziehen. Im letzteren Fall legt die Forschung nahe, dass diejenigen, die auf die Telko-Cloud setzen, ihre Treibhausgasemissionen in den nächsten drei bis fünf Jahren um 5 % senken werden. Darüber hinaus wird die Telco-Cloud auch Nachhaltigkeitsvorteile durch geringere Anlagenemissionen mit sich bringen (z. B. geringerer physischer Platzbedarf der Hardware, weniger Stromverbrauch, automatische Skalierung des Netzwerks nach Bedarf und Verwaltung des Stromverbrauchs von Mobilfunkmasten mithilfe von KI und maschinellem Lernen).
Aus diesem Grund werden Cloud-Native Functions (CNF) zunehmend ins Spiel kommen. Oder zumindest sollten sie das!
CNFs sind Softwareimplementierungen einer Funktion oder Application, die traditionell auf einem physischen Gerät ausgeführt werden.
Die Technologie wurde speziell für die Verlagerung von Workloads in Cloud-native-Architekturen entwickelt. Sie kann die „schweren“ Legacy-Virtualisierungssoftwareschichten der Telekommunikationsunternehmen eliminieren sowie Vorgänge für maximale Effizienz automatisieren und orchestrieren. Und das alles, während sie ihre Netzwerke skalieren.
Darüber hinaus können sie mehrere Funktionen auf einer einzigen Plattform kombinieren und so die Leistung steigern, während sie gleichzeitig weniger Serverkapazität, weniger CPU-Zyklen und damit weniger Energie verbrauchen. Beispielsweise können Betreiber von 5G-Netzen vorhandene Netzwerkfunktionen auf Cloud-native Versionen derselben migrieren.
Es ist wichtig zu beachten, dass bei konsolidierten CNFs ein einzelner Befehl (oder API-Aufruf) mehrere Netzwerkfunktionen aktivieren kann, wie etwa Domain Name Server (DNS), Gateway-Internet-Firewall (GiFW) und Carrier-Grade Network Address Translation (CGNAT). Dies eröffnet eine völlig neue Welt der Flexibilität, einschließlich der Möglichkeit, Arbeitslasten bei Bedarf spontan nach oben und unten zu skalieren. Ein Betreiber könnte CNFs beispielsweise nutzen, um für ein großes Sportereignis schnell Rechen- und Netzwerkkapazitäten bereitzustellen und diese nach Ende des Turniers wieder abzubauen. Die Einrichtung eines herkömmlichen Ansatzes zum Ausführen von Funktionen auf dedizierter Hardware kann mehrere Monate dauern.
Im Gegensatz dazu kann eine konsolidierte CNF-Plattform je nach Bedarf schnell hoch- und heruntergefahren werden und ihr Stromverbrauch wird auf ein Minimum beschränkt. Das Prinzip ist das gleiche, als ob Ihr Fernseher oder Ihr Smartphone bei Nichtgebrauch in den Energiesparmodus wechselt.
Bei F5 haben wir unsere Steuerungs- und Datenebenen vollständig dekonstruiert, um echte Cloud-native Funktionen von Grund auf zu erstellen. Wir können jetzt die Datenebene skalieren und kritische Apps/Funktionen (wie CGNAT) in wenigen Sekunden hoch- und herunterfahren, im Vergleich zu etwa 15 Minuten bei konkurrierenden CNF-nahen Lösungen. Ein virtualisierter „Wrapper“ ist weniger effektiv als ein echter CNF und erfordert unterschiedliche Funktionen auf unterschiedlichen Servern.
F5 führt außerdem überarbeitete Versionen der Softwaresicherheitsfunktionen ein, die für BIG-IP-Hardware und virtuelle Netzwerkfunktionen in einem CNF-Formfaktor verwendet werden, darunter Edge Firewall, CGNAT, DNS und Policy Enforcer. Diese Kompatibilität ermöglicht Telekommunikationsunternehmen eine nahtlose Migration auf eine Cloud-native Architektur, wenn dies sinnvoll ist, und schützt gleichzeitig ihre anfängliche Investition.
Darüber hinaus bieten wir zusätzliche Flexibilität, um unsere CNF-Suite auf F5-CNF-optimierter Hardware (anstatt auf handelsüblicher Hardware) auszuführen. Durch die Auslagerung ausgewählter Funktionen auf die Hardware kann ein Telekommunikationsunternehmen die Leistung deutlich steigern. Darüber hinaus bietet es ihnen das Beste aus beiden Welten: Cloud-native Eigenschaften mit der höheren Leistung einer F5- Hardware-Appliance. Wie immer ist die Auswahl wichtig – es gibt keinen einheitlichen Ansatz für nachhaltigeres Laufen.
Wirkung erzielen
Auch wenn die Energiepreise in Zukunft sinken, dürfte sich eine Konsolidierung auszahlen: Eine optimierte Lösung kann nicht nur eine bessere und zuverlässigere Leistung erbringen, sondern auch zu geringeren Kosten erfolgen. Durch die Eindämmung der Komplexität können Telekommunikationsunternehmen durch Konsolidierung die Flexibilität, Skalierbarkeit und Portabilität von 5G-CNFs voll ausnutzen – die wichtigsten Vorteile gegenüber der Ausführung derselben Funktionen auf dedizierter Hardware oder virtuellen Netzwerkfunktionen (VNFs).
Erfreulicherweise handelt es sich hierbei nicht nur um theoretisches Technikgerede, und wir sehen seitens der Telekommunikationsunternehmen erste einflussreiche Schritte in Richtung Konsolidierung.
Durch die Konsolidierung von CNFs in seiner 5G-Datenebene konnte Rakuten Mobile beispielsweise die Nutzung der Zentraleinheit (CPU) um mehr als 60 % senken und gleichzeitig die Anzahl der CPU-Hops verringern und die Latenzzeit senken. Die Architektur des innovativen Telekommunikationsunternehmens optimiert jetzt den Ressourcenverbrauch, während die rationalisierte Netzwerkstruktur die Bereitstellung neuer Dienste und Software-Updates erleichtert. Dies ist ein anschauliches Beispiel dafür, was möglich ist, und es wird erwartet, dass viele weitere Telekommunikationsunternehmen diesem Beispiel folgen.
Bei F5 gehen wir außerdem davon aus, dass durch die Konsolidierung von Netzwerkfunktionen im N6-LAN die Investitionskosten um 60 % gesenkt und gleichzeitig die Betriebskosten verringert werden können. Darüber hinaus haben wir Tests durchgeführt, bei denen F5-CNFs mit 64-Core-Hochleistungschips höherer Dichte kombiniert wurden. Dies bedeutet, dass die Leistung tatsächlich gesteigert werden kann, während das Rechenzentrum weniger Strom verbraucht und weniger Kühlung benötigt.
Es ist noch früh, aber wir erwarten, dass die Konsolidierung der Telekommunikationsunternehmen und die damit verbundenen – auf bestimmte Anwendungsfälle ausgerichteten – Innovationen von F5 weiter an Dynamik gewinnen. Bleiben Sie dran!
Möchten Sie mehr über die Cloud-native Konsolidierung erfahren? Besuchen Sie F5 auf dem Mobile World Congress in Barcelona vom 27. Februar bis 2. März (Halle 5, C60)