Программно-определяемые сети и виртуализация сетевых функций – окно возможностей для российского телекома

Александр Давыдов, генеральный директор ОАО «Воентелеком», д. т. н.

Степень проникновения телекоммуникационных технологий в бизнес, системы государственного и военного управления, оборонную промышленность настолько велика, что можно с уверенностью утверждать: сегодня от них зависят и экономическое развитие, и национальная безопасность любой страны.

Экономическое развитие

Устойчивый общемировой экономический рост в области инфотелекоммуникаций наблюдается уже более 30 лет. Доходы отрасли ежегодно увеличиваются на 6–7%. Однако уровни распределения реальных доходов и достижения общегосударственного эффекта от их внедрения в разных странах резко различаются. Если средний «индуцированный», или, как его еще называют, мультипликативный, эффект от использования инфотелекоммуникаций в странах ЕС и развивающемся мире оценивается коэффициентом примерно 1,5 (на 1 долл. инвестиций в связь дополнительный прирост общественного продукта составляет 1,5 долл.), то в США этот показатель намного выше – от 2 до 6 долл.

Причины такой колоссальной разницы скрываются в материально-технической основе систем инфотелекоммуникаций – высокотехнологичном оборудовании и используемых в нем вычислителях, электронных компонентах и программном обеспечении, экспортером которого выступают главным образом США.

В 2013 г. при емкости мирового рынка телекоммуникационного оборудования в 322 млрд долл. на долю России пришлось около 10–15%, или 43,4 млрд долл., из которых примерно 90% выведено из экономики государства в пользу зарубежных поставщиков. И эта плачевная ситуация, к сожалению, характерна не только для инфраструктурных операторов связи страны, но и для органов государственной власти и военного управления, государственных корпораций, организаций финансовой, социальной и производственной сфер.

В результате реальный вклад отечественного телекома в развитие экономики страны, хотя и находится на уровне общемировых показателей – 1,5–2%, является скорее условным, так как участие российских операторов и регуляторов в нем становится все более номинальным.

В свою очередь, внедряя передовые телеком-решения на своей территории и безраздельно доминируя в одном из наиболее капиталоемких и высокотехнологичных секторов мирового рынка, США не только создают более 10% собственного национального дохода, но и формируют для себя важнейший стратегический инструмент промышленного и коммерческого шпионажа, а также военного превосходства.

Национальная безопасность

В составе ЕСЭ РФ, на которую опираются практически все спецсистемы, эксплуатируется до 90% (а в магистралях – до 100%) импортного оборудования, что свидетельствует уже не столько о рисках информационной и сетевой безопасности, сколько об отсутствии минимально необходимого уровня защищенности сетей от разрушающих воздействий вероятного противника (рис. 1).

Рис. 1. Уязвимости сетей операторов, сетей ЕСЭ РФ и спецсистем в условиях действующих угроз вероятного противника

Более того, следуя общемировым трендам, в 2010 г. МТС первым среди «большой тройки» сотовых операторов прибегнул к аутсорсингу одной из ключевых функций обеспечения работоспособности сетей – обслуживания, передав в Nokia Siemens Networks 16 из 18 регионов Центрального федерального округа. А в 2012–2013 гг. уже «ВымпелКом» передал сети в 16 регионах Центрального округа той же компании, сети Приволжского и Дальневосточного округов – компании Huawei, а сети в Сибири и на Урале – компании Ericsson. Учитывая, что Nokia Siemens Networks и Ericsson являются основными застройщиками сетей, можно говорить о фактически состоявшемся переходе контроля и управления стратегическим ресурсом страны – ЕСЭ РФ в руки зарубежных вендоров.

Планируемая государством приватизация российского оператора «номер один», являющегося исполнителем множества государственных проектов, таких как «Электронное правительство», Служба-112, «Безопасный город», КСЭОН, ГИС ЖКХ, – «Ростелекома» и других может поставить финальную точку в этом процессе и привести к непоправимым последствиям.

Единственно возможный выход из сложившейся ситуации – планомерное импортозамещение телеком-оборудования на российских сетях. Комплекс мер должен сформировать такие условия, чтобы стратегия импортозамещения заключалась не в самом процессе, а в результате, изображенном условно на рис. 2.

Рис. 2. Текущее и минимально необходимое соотношение объемов отечественного и импортного телеком-муникационного оборудования и соответствующих рисков на сетях электросвязи России

Чтобы максимально соответствовать этому тезису и ответить на вопрос «как его реализовать», попробуем дать общее определение понятию «импортозамещение».

Импортозамещение – совокупность мер, имеющих своей целью создание, всестороннее обеспечение продвижения востребованных на рынке конкурентоспособных по цене и качеству и диверсифицированных с точки зрения разработки и производства образцов техники. Под диверсифицированным в данном случае понимается технологический процесс разработки и производства оборудования на основе кооперационных связей, в том числе международных, гарантирующий необходимый уровень его защищенности от рисков информационной безопасности и технологической независимости от зарубежных поставщиков. Термин «технологический» в этом определении является ключевым.

Технологический аспект. Революция в телеком-технология

Мир телекоммуникаций в настоящий момент переживает очередной, согласно официальным источникам – первый за 40 лет, революционный технологический виток (рис. 3), получивший название программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций. В общем случае это сеть передачи данных, в которой уровень управления отделен от сетевых устройств передачи данных и реализуется программно на базе стандартных аппаратных платформ (рис. 4).

Рис. 3. Хронология развития технологий программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций от исследований и разработок до коммерциализации и внедрения (источники: Independent Investment Research, 2013; CM Independent Research, 2013)

Рис. 4. Условное разделение уровней в технологиях программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций применительно к телекоммуникационному оборудованию

Появление данной технологии обязано всевозрастающей производительности процессоров общего назначения, достигшей при решении специфических сетевых задач аналогичных показателей специализированных вычислителей на фоне более высокой стоимости последних. Это заставило радикально пересмотреть основные подходы к дизайну аппаратных платформ и перейти от традиционной практики создания дорогостоящего «специализированного монолитного комплекса», в котором отдельные компоненты глубоко интегрированы между собой, к разработке модульных платформ с относительно независимыми компонентами (рис. 5).

Рис. 5. Переход от создания монолитных программно-аппаратных комплексов к разработке модульных платформ

В новой модели основной функционал и добавленную стоимость телеком-оборудования будет определять программное обеспечение, что в значительной степени снижает барьеры выхода на этот рынок для российских компаний и во многом уравновешивает их возможности в борьбе с зарубежными конкурентами, что называется, «на своем поле» (см. рис. 5). Речь идет в первую очередь об основном конкурентном преимуществе страны – разработке программного обеспечения.

Появление на рынке телекомоборудования с российским программным обеспечением – первый и уже значительный шаг к импортозамещению и снижению рисков национальной и экономической безопасности. Но далеко не последний.

Следующий по счету, но параллельный по времени шаг – переход на аппаратные платформы общего назначения российской разработки и производства. Указанный этап тоже не является чрезвычайно проблематичным, поскольку в настоящее время в России существуют компании, с успехом реализовавшие не один крупный проект в этой области, в том числе на зарубежных рынках развитых стран, оставив позади хорошо известных международных вендоров. При этом совокупность отечественных аппаратной и программной платформ в составе телеком-оборудования ставит нас по уровню локализации разработки и производства, а также бизнес-модели в один ряд с признанными лидерами телеком-индустрии.

Финальный и наиболее трудный шаг, позволяющий уйти от импортозависимости, – создание отечественной электронно-компонентной базы, но не всей номенклатуры компонентов, а в первую очередь активных высокоинтеллектуальных элементов, таких как процессоры и системы на кристалле, несущих в себе не только высокую добавленную стоимость, но и потенциальные риски безопасности. Остальные компоненты должны быть распределены с точки зрения поставок таким образом, чтобы имелся достаточный маневр при выборе поставщика и страны-экспортера.

Тем не менее и в этой части в России сосредоточен значительный задел. Сохранение и развитие потенциала линейки процессоров «Эльбрус», а также выпуск в 2015–2016 гг. семейства процессоров «Байкал» MIPS и ARM-архитектуры и перевод на них программно-аппаратных платформ технологически гарантируют достаточный уровень импортонезависимости и конкурентоспособности российской телекоммуникационной отрасли при относительно небольших, но адресных государственных и частных инвестициях. Именно поэтому крупные транснациональные корпорации выражают тревогу по поводу распространения технологии программно-определяемых сетей.

Согласно исследованию CM Independent research, она затронет и перераспределит расстановку сил в следующих секторах:

  • телекоммуникационное оборудование. Открытые аппаратные стандарты программно-определяемых сетей угрожают сектору телекоммуникационного оборудования, большая часть которого имеет закрытый, проприетарный характер. Больше всего потеряет Cisco. По словам Джона Чемберса, новая технология в состоянии сократить 45-миллиардный бизнес корпорации вдвое. В мобильном сегменте Ericsson и Nokia также под угрозой;
  • серверы. Программно-определяемые сети позволят заменить дорогие серверы дешевыми и стандартными «коробками». Это ставит под угрозу крупных производителей серверов – компании IBM, HP и Dell;
  • cетевые хранилища данных. Проприетарные системы хранения данных EMC и NetApp могут кануть в Лету при распространении открытых программно-определяемых хранилищ;
  • программное обеспечение. Больше всего от внедрения технологии программно-определяемых сетей выиграет сектор программного обеспечения. У крупных компаний с облачной инфраструктурой, например Facebook, Google, Netflix и Salesforce, появится возможность оптимизировать свои сети для улучшения производительности веб-сервисов. Компании, специализирующиеся на кибербезопасности, в частности Check Point, Verint, Fortinet и Trend Micro, ощутят возрастающий спрос на свои продукты;
  • микросхемы. Поскольку серверы, маршрутизаторы и коммутаторы будут заменены однотипными платформами с взаимозаменяемыми частями, производители чипов, такие как Intel и Broadcom, будут бороться за право использования своей архитектуры для строительства открытых стандартов программно-определяемых сетей;
  • дата-центры. На рынке дата-центров снизится входной барьер. Rackspace, Telecity и Equinix почувствуют падение маржи, поскольку корпорациям станет проще организовывать свои дата-центры;
  • телеком-операторы. Многие операторы, например Verizon, NTT и Deutsche Telekom, рассматривают внедрение программно-определяемых сетей, так как это позволит им улучшить качество сетей и одновременно снизить издержки. Вопрос в том, позволят ли им регулирующие органы получить эту прибыль.

Обо всей серьезности происходящих изменений свидетельствуют и поведение крупных вендоров на рынке (см. таблицу), массово скупающих профильные стартапы, и реальные примеры успешных внедрений технологий. Ярчайшим из них является срыв сделки Cisco с компанией Amazon, когда вместо ожидавшегося 1 млрд долл. в Amazon купили оборудование производителя лишь на 11 млн долл., а работу остальной инфраструктуры сети обеспечили за счет более дешевого оборудования и технологии программно-определяемых сетей. По мнению Business Insider, срыв сделки по поставке сетевого оборудования Amazon стал одним из основных событий, непосредственно подтолкнувших Cisco к инвестированию в Insieme Networks.

Таблица. Крупнейшие сделки по поглощению крупными вендорами стартапов программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций

В таблице млн и млрд надо сделать без точек.

Поскольку рынок программно-определяемых сетей через несколько лет будет составлять около 40–50 млрд долл., необходимо как можно скорее включиться в эту борьбу и всесторонне поддержать на государственном уровне не только отечественную промышленность, у которой появилось реальное окно возможностей, но и внедрение самой технологии.

Внедрение новых технологий никогда не являлось тривиальной задачей, потому что это тянет за собой сложные системные преобразования. При уже инвестированных значительных средствах в масштабную инфраструктуру, хотя и ставшую унаследованной по отношению к инновационным решениям, зачастую требуются радикальный пересмотр технологических и бизнес-процессов, совершенствование консервативной по определению нормативной и законодательной базы, наконец, перепрофилирование специалистов. Потому решение задачи перехода к технологиям программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций на основе принципов импортозамещения должно охватывать сразу четыре основных направления приложения усилий.

Адресная государственная поддержка технологии

Использование принципов программируемого управления сетью и виртуализации сетевых сервисов для формирования проблемно-ориентированных вычислительных сред, предназначенных для решения сложных прикладных проблем, уже включено в «Перечень задач по приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники», утвержденный Указом Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 г. № 899.

Кроме того, как уже было отмечено выше, основным принципом государственной поддержки должна стать адресность осуществляемых инвестиций, которые должны быть направлены исключительно на недостающие и критические с точки зрения импортонезависимости и быстрого выхода на рынок элементы и модули технологий программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций.

Путем использования уже накопленного в промышленности задела необходимо в первую очередь сконцентрироваться на разработке:

  • программных модулей (маршрутизатора и коммутатора с функцией программно-определяемых сетей, контроллера программно-определяемых сетей и программ прикладного уровня к нему, гипервизора, управления и оркестрации виртуальных сред, систем хранения);
  • аппаратных платформ различных групп исполнения;
  • вычислителей (ЦП общего назначения, СнК, сетевых контроллеров, контроллеров периферийного оборудования, DSP-процессоров).

Такой подход положен в основу и предусматривается Государственной программой развития радиоэлектроники на 2016–2025 гг.

Нормативно-правовое и технологическое регулирование закупок

Данный аспект в дополнение к инвестиционной политике направлен на создание и поддержание рынка сбыта российских реализаций программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций и их защиту от зарубежных и псевдоотечественных поставщиков, придерживающихся в своей коммерческой деятельности модели OEM. Для этого предлагается, не нарушая норм действующего внутреннего и международного законодательства, использовать административные механизмы не запретительного, а разрешительного характера, стимулирующие естественное движение в сторону все большей локализации оборудования в России.

Эти механизмы касаются видоизмененного порядка проведения закупочных процедур, когда на стадии предквалификационного отбора либо непосредственно в составе конкурсной документации государственный заказчик (в лице министерств и ведомств, бюджетных учреждений и компаний с государственным участием) устанавливает своего рода фильтр, имеющий пять уровней локализации технологического цикла (рис. 6) создания оборудования.

Рис. 6. Барьеры для зарубежных производителей и поставщиков

Включение тех или иных позиций при проведении закупочных процедур является прерогативой заказчика и обязательным условием подготовки конкурсной документации, согласно которой поставщик обязан предъявить полный комплект подтверждающих документов. В противном случае к торгам он не допускается. При соответствии участника предъявленным требованиям для отбора победителя используются стандартные критерии (цена, качество, сроки), определенные российским законодательством.

К примеру, установив фильтр «Программное обеспечение, аппаратная платформа и отечественное производство», еще до проведения торгов либо при их проведении заказчик обязывает потенциального поставщика предъявить на телекоммуникационное оборудование конструкторскую документацию и правоустанавливающие документы на объекты интеллектуальной собственности, свидетельствующие о его локализации именно на территории Российской Федерации. При локализации в стране, предположим, разработки процессора, устанавливается дополнительный фильтр «Отечественная ЭКБ», отсеивающий зарубежных вендоров, не способных, как правило, предъявить ни исходных кодов, ни документации на свое оборудование. Предъявление же иностранными производителями комплекта документов, исчерпывающего все пять уровней фильтра, будет де-факто означать передачу технологий нашей стране.

Таким образом, формируя набор фильтров по мере готовности продуктов российских предприятий, можно обеспечить наиболее благоприятные условия для выхода на рынок, не нарушая принципов рыночной конкуренции и принятых Российской Федерацией международных обязательств, в том числе в рамках ВТО.

Координирующую роль в этом процессе должен взять на себя Минпромторг России и в идеальном случае – ввести систему сертификации, подтверждающую статус российского производителя и уровень локализации им конкретного оборудования.

Стандартизация и сертификация

Стандартизация и сертификация во всем мире являются наиболее распространенным способом регулирования рынка и защиты собственного производителя. К сожалению, этот механизм крайне неэффективно используется в нашей стране, а влияние России на международные институты стандартизации в области телекома и вовсе свелось к нулю. В результате мы лишь принимаем и в лучшем случае гармонизируем те стандарты, которые уже утверждены мировым сообществом не без серьезного лобби со стороны именно производителей оборудования. И в этом смысле технологии программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций находятся в зоне высоких рисков, так как, понимая их разрушительное действие на крупный бизнес, компании Cisco, Juniper и другие совершают пусть и технологически не обоснованные, но попытки осуществить их перевод на внутривендорные проприетарные решения с их последующей стандартизацией. Поэтому параллельно с разработкой российского телекоммуникационного оборудования следует проводить системную работу и в области создания собственных, и в части гармонизации международных стандартов.

Кроме перечисленных функций регулирования разделение уровней программного и аппаратного обеспечения подразумевает несколько иной подход к сертификации. Чтобы наиболее эффективно использовать технологии программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций, российскому разработчику необходимо получить возможность отдельно проводить сертификацию программных и аппаратных продуктов. Ведущую роль здесь должны исполнять сертифицирующие органы министерств и ведомств и усовершенствовать уже устаревшую нормативную базу в соответствии с современным уровнем развития технологий.

Единая техническая политика и унификация

Проведение единой технической политики и унификации в области систем гражданской и военной связи тоже является ключевым аспектом достижения результата в импортозамещении, поскольку позволяет не распылять ресурсы и формировать четкие границы рынка, фиксируя его объем. Необходимо отойти от традиционной разработки оборудования под требования каждого отдельно взятого заказчика и использовать мировую практику последних 30 лет, получившую название COTS (Commercial-off-the-shelf – «коммерческий продукт с полки»).

Гражданский рынок связи и электроники, благодаря своей масштабности и объему вращающейся на нем денежной массы, в какой-то момент значительно опередил по потребительским свойствам рынок спецпотребителя и в большинстве случаев сделал разработку электроники под заказчика чрезмерно дорогостоящей и попросту необоснованной по сравнению с коммерческими решениями. Поэтому американские и европейские спецпотребители используют для своих систем COTS-компоненты и при необходимости доводят их под собственные требования. Такого же подхода следует придерживаться российским предприятиям в тех случаях, когда речь идет о телекоммуникациях двойного применения, а не об узкоспециализированных или сверхкритически важных системах.

Другим аспектом расширения рынка сбыта российского оборудования может стать унификация технических средств и модулей в их составе по различным эшелонам ОАЦСС ВС РФ. Для этого необходимо отойти от общепринятой декомпозиции ОАЦСС ВС РФ, когда наземный эшелон делится на стационарную и полевую части, а береговые и наземные комплексы воздушной связи являются принадлежностью морского и воздушного эшелонов соответственно. Все эти компоненты должны войти в состав наземного эшелона, построенного на базе единой технологии программно-определяемых сетей и поддерживающем ее оборудовании, отличающемся только группой эксплуатации (рис. 7).

Рис. 7. Вариант декомпозиции ОАЦСС ВС РФ, повышающий степень унификации и расширяющий область применения типовых решений

Положительный опыт ОАО «Воентелеком»

Наша компания с 2013 г. ведет глубокие исследования в рамках научно-технической и конструкторско-технологической политики, которая формируется совместно с Главным управлением связи Минобороны России. В обеспечение практических шагов по реализации импортозамещения на базе программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций в ОАО «Воентелеком» разработана дорожная карта и создан центр развития информационно-телекоммуникационных технологий и систем, на регулярной основе осуществляющий разработку и публичные испытания телекоммуникационного оборудования совместно с заинтересованными предприятиями российской промышленности. За неполный год такого тесного сотрудничества завершенные инициативные НИОКР дали конкретные результаты, уже нашедшие свое применение в рамках государственного оборонного заказа.

В настоящее время проводится активная работа по замещению узла связи комплексного оснащения, созданного с использованием традиционных технологий и «зоопарка» зарубежных технических средств, узлом связи на унифицированной модульной платформе программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций российской разработки (рис. 8).

Рис. 8. Замещение узла связи: от традиционных технологий и «зоопарка» зарубежных ТС к унифицированной модульной платформе программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций

Внедрение нового узла связи не только будет способствовать импортозамещению на сети Минобороны России, но и обеспечит двукратную экономию денежных средств при закупке оборудования и трехкратную – при его эксплуатации в течение жизненного цикла (рис. 9).

Рис. 9. Снижение совокупной стоимости владения сетью от использования унифицированной модульной платформы программно-определяемых сетей и виртуализации сетевых функций

В заключение хочется отметить, что, несмотря на присутствие практически в каждом цикле технологической цепочки создания высокотехнологичного оборудования критически важных элементов, большинство из которых контролируется американской стороной, в России остаются ресурсы, позволяющие отвоевать лидерство в определенных сегментах в целях сохранения технологического суверенитета страны. Своевременно и грамотно воспользовавшись сменой технологий, можно существенно изменить расстановку сил в мире.

Барьеры внедрения новых технологий для одних могут стать возможностями для других. Важно не потерять время!

Поделиться:
Спецпроект

Напряженный трафик или Современные требования к инфраструктуре ЦОД

Подробнее
Спецпроект

Специальный проект "Групповой спутниковый канал для территориально-распределенной сети связи"

Подробнее

Подпишитесь
на нашу рассылку