Demo de Auto-Escalado en 5G para SLA Inteligente basado en MicroK8S

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Demo de Auto-Escalado en 5G para SLA Inteligente basado en MicroK8S

Tabla de Contenidos

Introducción
Desafíos en la industria de las telecomunicaciones
Redes de próxima generación
Virtualización de redes
1. Beneficios de la virtualización de redes
2. OpenStack y Kubernetes en la virtualización de redes
Auto escalado para servicios de video
1. Tecnologías de auto escalado en Kubernetes
2. Escalado horizontal y escalado vertical
Arquitectura del demo de auto escalado
1. Descripción general de la arquitectura
2. Rol del microservicio en el auto escalado
Funcionamiento del demo de auto escalado
1. Creación de las tres redes virtuales
2. Asignación de prioridades y SLA a las redes
3. Monitoreo de la utilización de recursos
4. Toma de decisiones de escalado
5. Asignación de recursos de radio
6. Control de tráfico entre celdas
7. Resultados y beneficios del demo
Conclusiones
Referencias

Introducción

La industria de las telecomunicaciones está experimentando un crecimiento sin precedentes, impulsado por la demanda de servicios de comunicación cada vez más avanzados. En este contexto, las redes de próxima generación, respaldadas por hardware de propósito general, están siendo continuamente exploradas e innovadas para mejorar la capacidad y eficiencia de las operaciones de red. Esta demostración tiene como objetivo mostrar el auto escalado de servicios de video en redes de 5G utilizando la tecnología de auto escalado de VTU y algoritmos de inteligencia artificial en la asignación de recursos de red.

Desafíos en la industria de las telecomunicaciones

El aumento de la demanda de servicios de comunicación impone desafíos significativos en la industria de las telecomunicaciones. Las redes deben ser capaces de adaptarse dinámicamente a las necesidades de los usuarios y garantizar una calidad de servicio satisfactoria. Además, con la llegada de las redes de próxima generación y la virtualización de las infraestructuras de red, hay una necesidad de explorar soluciones que permitan la eficiente asignación de recursos y la escalabilidad de los servicios.

Redes de próxima generación

Las redes de próxima generación son fundamentales para satisfacer las demandas cada vez mayores de los servicios de comunicación. Estas redes se basan en hardware de propósito general, lo que permite una mayor capacidad y eficiencia en comparación con las redes tradicionales. Además, las redes de próxima generación son abiertas y virtualizadas, lo que significa que se pueden crear múltiples instancias virtuales de la infraestructura de red para satisfacer las necesidades específicas de los usuarios.

Virtualización de redes

La virtualización de redes es un componente clave de las redes de próxima generación. Permite la creación de instancias virtuales de la infraestructura de red, lo que brinda flexibilidad y eficiencia en la asignación de recursos. OpenStack y Kubernetes son dos tecnologías ampliamente utilizadas en la virtualización de redes, permitiendo la creación y gestión de redes virtuales de forma eficiente.

Beneficios de la virtualización de redes

La virtualización de redes proporciona numerosos beneficios, como la capacidad de crear múltiples instancias virtuales de la infraestructura de red en un único hardware físico. Esto permite una asignación de recursos más eficiente, ya que los recursos se pueden compartir y reutilizar según sea necesario. Además, la virtualización de redes facilita la escalabilidad de los servicios, ya que se pueden agregar o eliminar instancias virtuales según la demanda de los usuarios.

OpenStack y Kubernetes en la virtualización de redes

OpenStack y Kubernetes son dos tecnologías ampliamente utilizadas en la virtualización de redes. OpenStack es un proyecto de código abierto que proporciona una plataforma para la creación y gestión de infraestructuras de nube. Por otro lado, Kubernetes es un sistema de orquestación de contenedores que automatiza el despliegue, la escala y la gestión de aplicaciones en contenedores.

Auto escalado para servicios de video

El auto escalado es una técnica que permite ajustar dinámicamente los recursos de un sistema de acuerdo con la demanda de los usuarios. En el contexto de los servicios de video en redes de 5G, el auto escalado es esencial para garantizar una calidad de servicio óptima y satisfacer las necesidades de los usuarios en tiempo real.

Tecnologías de auto escalado en Kubernetes

Kubernetes ofrece dos tecnologías principales para el auto escalado: el escalado horizontal y el escalado vertical. El escalado horizontal se refiere a la adición o eliminación de instancias virtuales según la carga de trabajo. Por otro lado, el escalado vertical implica ajustar los recursos asignados a una instancia virtual sin agregar o eliminarla.

Escalado horizontal y escalado vertical

El escalado horizontal es especialmente útil en situaciones donde la carga de trabajo varía de forma impredecible. Un ejemplo de esto son los servicios de video en redes de 5G, donde la demanda puede fluctuar rápidamente según los eventos en tiempo real. Por otro lado, el escalado vertical es más adecuado cuando la carga de trabajo es predecible y constante, lo que permite optimizar los recursos asignados a cada instancia virtual.

Arquitectura del demo de auto escalado

El demo de auto escalado se basa en una arquitectura de microservicios en el entorno de OpenStack y Kubernetes. Consiste en varios componentes que trabajan juntos para lograr el auto escalado de servicios de video en redes de 5G.

Descripción general de la arquitectura

La arquitectura del demo de auto escalado consta de dos clústeres: uno ejecutando Kubernetes y otro ejecutando microK8s. En el clúster de Kubernetes, se ejecutan los servicios de red, mientras que en el clúster de microK8s se ejecuta la función de red.

Rol del microservicio en el auto escalado

El microservicio juega un papel crucial en el proceso de auto escalado. Es responsable de monitorear la utilización de recursos, tomar decisiones de escalado y asignar recursos de radio de manera eficiente para garantizar la calidad de servicio.

Funcionamiento del demo de auto escalado

El demo de auto escalado consta de varias etapas que se llevan a cabo de manera secuencial. Comienza con la creación de las tres redes virtuales que representan diferentes niveles de prioridad y SLA. Luego, se monitorea la utilización de recursos y se toman decisiones de escalado basadas en umbrales predefinidos. Además, se realiza un control de tráfico entre celdas para garantizar una asignación eficiente de recursos de radio.

Creación de las tres redes virtuales

En el demo de auto escalado, se crean tres redes virtuales, cada una con una prioridad de programación diferente basada en SLAs específicos. La red de mayor prioridad se asigna a las aplicaciones críticas, mientras que la red de menor prioridad se utiliza para aplicaciones de fondo con requisitos de ancho de banda mínimos.

Asignación de prioridades y SLA a las redes

Cada red virtual creada en el demo de auto escalado se le asigna una prioridad de programación específica basada en los SLAs definidos. Esto garantiza que los recursos se asignen de acuerdo con las necesidades de los usuarios y se cumplan los requisitos de calidad de servicio.

Monitoreo de la utilización de recursos

Durante el funcionamiento del demo de auto escalado, se monitorea continuamente la utilización de recursos, como la utilización de PRB y la velocidad de transferencia de datos. Esto permite detectar cambios en la demanda de manera oportuna y tomar decisiones de escalado adecuadas.

Toma de decisiones de escalado

Cuando la utilización de recursos supera ciertos umbrales predefinidos, se activa el proceso de escalado en el demo de auto escalado. Se agregan nuevas celdas para procesar la carga adicional y se realiza un control de tráfico para garantizar una asignación eficiente de recursos.

Asignación de recursos de radio

El demo de auto escalado utiliza algoritmos de inteligencia artificial para asignar recursos de radio de manera eficiente. Estos algoritmos analizan en tiempo real la demanda de servicios de video y ajustan la asignación de recursos para garantizar una calidad de servicio óptima.

Control de tráfico entre celdas

El control de tráfico entre celdas es esencial para garantizar la calidad de servicio durante el proceso de auto escalado. En el demo de auto escalado, se lleva a cabo un procedimiento de direccionamiento de tráfico para mover el tráfico de una celda a otra según sea necesario.

Resultados y beneficios del demo

El demo de auto escalado ha demostrado ser efectivo en la gestión de servicios de video en redes de 5G. Permite una asignación eficiente de recursos, optimiza la calidad de servicio y garantiza una experiencia satisfactoria para los usuarios.

Conclusiones

El demo de auto escalado para servicios de video en redes de 5G ha demostrado ser una solución eficiente y escalable para garantizar una calidad de servicio óptima. La combinación de tecnologías de auto escalado y algoritmos de inteligencia artificial permite adaptarse dinámicamente a la demanda de los usuarios y optimizar la utilización de recursos de red.