Uloga i implementacija virtualizacije mrežnih funkcija u 5G mobilnim mrežama : diplomski rad - Kraljević, Ivan (I. Kraljević, 2019)
Sažetak na hrvatskom: Standard 5G mobilnih mreža obećava značajno povećanje propusnosti, smanjenje odziva, povećanu sigurnost, pokrivenost i pouzdanost mobilne mreže. 5G mobilna mreža prva je generacija mobilne mreže u kojoj će sve mrežne funkcije biti virtualizirane. Također zahtjeva i apsolutnu separaciju signalizacijskog prometa od podatkovnog prometa. Virtualizacija predstavlja sloj apstrakcije između hardvera i operacijskih sustava. Ona nam omogućava da hardverski dio računala podijelimo na više dijelova po potrebi i prikažemo na način koji želimo prema vanjskim korisnicima. Postoji više vrsta virtualizacije. Kod potpune virtualizacije hypervisor direktno upravlja hardverom te ga „predstavlja“ virtualnim računalima. Virtualizacija na razini operacijskog sustava predstavlja vrstu virtualizacije kod koje operacijski sustav upravlja resursima a hypervisor koristi ono što mu je dostupno od strane operacijskog sustava u tom trenutku. Hibridna virtualizacija je vrsta virtualizacije u kojoj se dio istog fizičkog hardvera dodjeljuje operacijskom sustavu, a drugim dijelom upravlja hypervisor. Virtualne funkcije trebale bi biti sposobne iskoristiti skoro cijele performanse hardvera. To je naravno moguće ali se koriste razne metode ubrzavanja i optimizacija procesiranja unutar sustava. Korištenjem većih blokova radne memorije smanjuje se mapa s pokazivačima na blokove radne memorije, čime se ubrzava radnja dohvaćanja blokova memorije iz radne memorije. Ako osiguramo da jedna virtualna funkcija koristi jezgre procesora s istom NUMA oznakom znatno ćemo smanjiti ne jedinstveni pristup radnoj memoriji, te dodatno povećati performanse virtualnih funkcija. Zaobilaženjem jezgre operacijskog sustava, samim time i sporog načina na koji jezgra obrađuje pakete, moguće je ostvariti korištenjem DPDK-a. Tom metodom kao i SRIOV-em optimiziran je i ubrzan ulaz i izlaz paketa u virtualne mrežne funkcije. Virtualne mrežne funkcije 5G mobilne mreže koristit će ove metode ubrzavanja i optimizacije obrade kako bi uspjele dobiti i do 10 puta veće performanse iz hardvera. Računalni oblak, kada se implementira u mobilnim mrežama, služi kao metoda odvajanja dijelova mreže. Privatni računalni oblak je vrsta računalnog oblaka koja se koristi za potrebe implementacija mobilnih mreža. Ovakva vrsta oblaka dozvoljava mobilnim operaterima upravljanje svim svojim fizičkim resursima. Infrastruktura kao usluga trenutno se koristi unutar podatkovnih centara mobilnih operatera. Ovom vrstom usluge izložen je samo fizički dio infrastrukture pružateljima usluge. Postoje dvije vrste skaliranja računalnog oblaka, vertikalno skaliranje predstavlja povećanje performansi hardvera koji virtualna mrežna funkcija koristi, npr. dodavanje dodatnih modula radne memorije ili zamjena procesora za one s većim radnim taktom. Horizontalno skaliranje podrazumijeva dodavanje novog hardvera u oblak te instalaciju mrežnih funkcija na novi hardver. Izvjesno je da će adaptacija na novu arhitekturu 5G mreže potrajati. Iz tog razloga smišljene su prijelazne arhitekture koje će iskoristiti radijski pristupni dio 5G mreže za povećanje performansi, te CUPS kako bi približili arhitekturu 4G mreže željenoj arhitekturu 5G mreže.