Definition Was ist ein SDAN (Software-Defined Access Network)?

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Vitel GmbH

Das Software-Defined Access Network bringt das Konzept des softwaredefinierten Netzwerks (SDN) bis in den Access-Bereich. Es ist für alle Arten des Breitband-Access wie DSL-, Glasfaser-, Kabel- und Wi-Fi-Access einsetzbar. Das SDAN ermöglicht die Realisierung virtueller Access-Netze auf einer gemeinsamen Infrastruktur. Im Unternehmensumfeld ist es zur Flexibilisierung der Campus-Netze nutzbar.

Die Abkürzung SDAN steht für Software-Defined Access Network. Es handelt sich um ein Netzkonzept, das das Prinzip des softwaredefinierten Networkings auf den Access-Bereich ausweitet. Die Data Plane inklusive des Breitband-Access wie DSL-, Glasfaser-, Kabel- oder Wi-Fi-Access werden auf Verbindungs- und physikalischer Leitungsebene virtualisiert und von einer zentralisierten Control Plane gesteuert. Es entstehen virtuelle Access-Netze, die von den Vorteilen des Software-Defined Networkings profitieren.

Der Access-Bereich des SDAN kann sich bis in das Heimnetzwerk und die Räumlichkeiten des Access-Kunden ausdehnen und das Management des Customer Premises Equipments (CPE) einschließen. Genutzt wird das Konzept des Software-Defined Access Networks von Service-Providern und Unternehmen. Im Provider-Bereich entstehen von der physischen Infrastruktur entkoppelte virtuelle Access-Netze. Auf einer gemeinsamen Infrastruktur können mehrere Anbieter eigene Access-Netze realisieren, die sie unabhängig vom Infrastrukturanbieter managen und betreiben. Die Flexibilität der Netzwerke steigt und neue Services werden möglich. Beispielsweise konfigurieren die Anbieter Leitungsparameter und Anschlussgeschwindigkeiten selbst, ohne auf den Infrastrukturbetreiber angewiesen zu sein.

Im Unternehmensumfeld erweitert das SDAN das Software-Defined Networking über lokale Rechenzentren hinweg bis zum Rand des Netzwerks und sorgt für die Automatisierung und Flexibilisierung des Zugangs zu den Campus-Netzen. Das Software-Defined Access Networking zentralisiert und vereinheitlicht die Netzwerk-Policies im Access-Bereich. Zahlreiche Netzwerkhersteller wie Cisco, Nokia oder Extreme Networks bieten eigene SDAN-Lösungen an.

Software Defined Networking als Basis für das SDAN

Das Software-Defined Networking bildet die Basis für das SDAN. Das SDAN weitet das Konzept softwaredefinierter Netzwerke bis in den Access-Bereich aus. Grundsätzlich bedeutet Software-Defined Networking, dass die Hard- und Software eines Netzwerks voneinander entkoppelt sind. Das Netz besteht aus einer Control Plane (CP) und einer Data Plane (DP).

Die Hardware, die für die eigentliche Weiterleitung der Daten zuständig ist, wird von einer zentralisierten Software gesteuert. Die Data Plane erhält beispielsweise die Regeln für das Routing der Datenpakete oder die Sicherheitsrichtlinien von der Control Plane. Die Control Plane eines Software-Defined Access Networks ist in der Lage, eine Vielzahl verschiedener Layer-2- oder Layer-3-Geräte mit Routing- oder Switching-Funktionen zu steuern.

Während sich das klassische SDN hauptsächlich auf der OSI-Schicht zwei und drei eines Rechenzentrumsnetzwerks bewegt, erweitert das SDAN das Konzept des softwaredefinierten Netzwerks auf den Access-Bereich und den physischen Layer eins unterschiedlicher Breitbandnetzwerkzugänge wie DSL, Glasfaser, Kabel oder Wi-Fi. Je nach technischer Realisierung reichen die Virtualisierung und das zentrale Management der Netzwerkfunktionen bis in den Kundenbereich und das dort installierte Customer Premises Equipment (CPE).

Herausforderungen traditioneller Access-Netzwerke und Motivation für das SDAN

Verantwortlichkeiten in Zugangsnetzen (Access-Netzen) sind oft auf verschieden Provider verteilt. Beispielsweise kann in einer DSL-Multi-Provider-Umgebung ein Provider für die physische Leitungsinfrastruktur zum Kunden (die Kupferdoppeladern), ein zweiter Provider für Outdoor-DSLAMs und deren Anbindung per Glasfaser an das Breitbandnetzwerk und wiederum ein anderer Provider für den Bitstream-Access verantwortlich sein.

Möchten mehrere Internet-Zugangsanbieter auf einer solchen Multi-Provider-Umgebung ihre Produkte den Endkunden anbieten, sind viele Abhängigkeiten zu berücksichtigen. Um einen einzigen Kundenanschluss zu realisieren, sind mehrere Provider involviert, die ihre Leistungen technisch und organisatorisch koordinieren müssen. Die Prozesse sind langsam und fehleranfällig. Auch Aufgaben wie das Monitoring der Leistungen, Traffic Management oder Troubleshooting erweisen sich als schwierig.

Das Software-Defined Access Network bietet einen Ausweg aus diesem Dilemma, indem es für jeden auf der Multi-Provider-Umgebung produzierenden Breitband-Anbieter ein eigenes zentral managebares, virtuelles Access-Netz schafft. Die Anbieter agieren unabhängiger und setzen ihre Netzwerk-, QoS- und Sicherheits-Policies Ende-zu-Ende bis in den Edge-Bereich durch.

Das Software-Defined Access Network im Provider-Umfeld

Im Provider-Umfeld ergeben sich für das Konzept des Software-Defined Access Networks zwei grundlegende Einsatzszenarien:

• 1. Ein einziger Provider betreibt die physische Access-Infrastruktur und ist gleichzeitig Netzwerkanbieter. Er bietet den Endkunden Breitband-Access auf Basis seiner Infrastruktur und seines Netzwerks. In diesem Szenario sorgt das SDAN für eine höhere Effizienz der Bereitstellungs-, Betriebs- und Monitoring-Prozesse und senkt die Kosten für die angebotenen Services.

• 2. Im zweiten Szenario produzieren verschiedene Breitband-Anbieter ihre Services auf einer Access-Infrastruktur, die von einem oder mehreren Infrastruktur-Providern betrieben wird. Die Breitband-Anbieter sind virtuelle Netzwerkbetreiber und stellen ihre Produkte auf Basis der Grundleistungen der Infrastruktur-Provider zusammen. Dank dem SDAN hat jeder Breitband-Anbieter sein eigenes virtuelles Access-Netzwerk, das ihm eine hohe Flexibilität und Unabhängigkeit bietet, ähnlich als würde er die Infrastruktur selbst betreiben.

Das Software-Defined Access Network im Unternehmens- und Campus-Bereich

Unternehmens- und Campusnetze profitieren im Access-Bereich ebenfalls vom softwaredefinierten Ansatz. Im Enterprise- und Campus-Umfeld bedeutet SDAN, dass das Software-Defined Networking die Rechenzentrumsumgebung verlässt und alle Zugangsmöglichkeiten zum Netzwerk inklusive dem WLAN über den softwaredefinierten Ansatz realisiert. Unternehmen haben teils ähnliche Vorteile wie im Provider-Umfeld. Sie erhalten ein konsolidiertes Netzwerk mit einem vereinfachten zentralen Management. Sicherheitsrichtlinien und Access-Policies lassen sich über das komplette Netzwerk unternehmens- und campusweit durchsetzen. Viele Aufgaben der Netzwerkbereitstellung sind automatisierbar. Das ist insbesondere von Bedeutung, da die Anzahl der zu verbindenden Endgeräten und IoT-Devices kontinuierlich steigt. Dank des softwaredefinierten Ansatzes werden durch komplexe VLAN-, Switching- und Accesspoint-Strukturen verursachte aufwendige manuelle Bereitstellungsprozesse und -arbeiten im Access-Bereich überflüssig. Die Wahrscheinlichkeit für Fehlkonfigurationen und das Risiko für Sicherheitsprobleme sinken.

Neue Möglichkeiten in einem SDAN

Das Software-Defined Access Network bietet sowohl im Provider- als auch im Unternehmens- und Campus-Umfeld zahlreiche neue Möglichkeiten und Chancen. Beispielsweise lässt sich Bandbreite auf Kundenwunsch quasi in Echtzeit zuweisen. Darüber hinaus können die Netzbetreiber neue Services in Eigenregie anbieten und realisieren.

Access-Varianten mit eigenen Service Level Agreements (SLAs) oder dedizierter Quality of Service (QoS) werden realisierbar. Access-Parameter und Richtlinien lassen sich dynamisch den spezifischen Kundenanforderungen anpassen. Hinsichtlich des Netzwerkmonitorings und Troubleshootings erhalten die Netzbetreiber vollständigen Einblick in das Access-Netzwerk unabhängig von der zugrundeliegenden physischen Infrastruktur und den gegebenenfalls unterschiedlichen Betreibern. Selbst das Equipment beim Kunden (Customer Premises Equipment - CPE) lässt sich in die Netzwerküberwachung und -diagnose einbeziehen.

Vorteile eines Software-Defined Access Networks

Das Konzept des Software-Defined Access Networkings bietet zahlreiche Vorteile wie:

• schnellere, effizientere und günstigere Bereitstellung des breitbandigen Netzwerk-Access

• zentralisiertes Management und Durchsetzung einheitlicher Access- und Sicherheitsrichtlinien

• einfacheres und schnelleres Troubleshooting

• niedrigeres Risiko für Fehlkonfigurationen und Sicherheitsprobleme

• dynamische Anpassung der Access-Parameter wie Bandbreite oder QoS in Echtzeit

• Automatisierung vieler Bereitstellungs- und Betriebsprozesse möglich

• weniger Personalaufwand für das Management der Access-Netze

• neue innovative Services realisierbar

• Förderung des Wettbewerbs auf gemeinsamen Infrastrukturen - höhere Kundenzufriedenheit durch günstigere oder bessere Access-Services

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