Netzwerkkonzepte

Wie Virtualisierung und 5G ineinandergreifen

28. März 2022, 7:00 Uhr | Autor: Pantelis Astenburg / Redaktion: Diana Künstler | Kommentar(e)
Zahnräder greifen ineinander
© piko72 / 123rf

Neue Netzwerkarchitekturkonzepte verändern die Art und Weise, wie herkömmliche Mobilfunknetze bereitgestellt werden. Ein Blick auf 5G-Mobilfunknetze im Speziellen.

Mit 5G-Netzwerken sind Unternehmen meist in der Lage, ihre spezifischen Geschäftsanforderungen schneller und effizienter zu erfüllen. End-to-End-Software-definierte Netzwerke ermöglichen Network Slicing und erlauben die Anpassung des Netzwerkverkehrs auf Grundlage festgelegter Bedingungen sowie an Anwendungen und Nutzerprofile. In einem Software-definierten Netzwerk wird die Software von der Hardware in einer groß angelegten 5G-Virtualisierung entkoppelt. Das senkt in der Regel die Investitionskosten für Geräte und diversifiziert die Hardwarebeschaffung. Unterstützt wird dies durch offene Standards für Anwendungsprogrammierschnittstellen zwischen und innerhalb von Netzwerkdomänen.

Der Trend, herkömmliche Netzwerk-Hardwarefunktionen durch Software zu ersetzen, setzt sich fort. Dadurch schreiten Virtualisierungstechniken voran, sodass diese nun auch leichtgewichtige Container-Rechenelemente umfassen können, die ressourceneffizienter sind als herkömmliche virtuelle Standardmaschinen (VM). Die Bereitstellung der Infrastruktur am Netzwerkrand (Edge) bringt ebenfalls Vorteile. Sie ermöglicht die Zwischenspeicherung in der Nähe des Benutzers. Das verbessert die Latenzzeit, die Effizienz und unterstützt die Skalierbarkeit des Netzwerks.

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Wie Virtualisierung den Wert von 5G steigert

Das Verständnis, wie man Virtualisierung in großem Umfang ermöglicht, ist wesentlicher Bestandteil der Bereitstellung einer Lösung, die das Versprechen von 5G einhalten kann. Um ihre Systeme zu verbessern, nutzen viele Unternehmen umfangreiche Datenmengen, die verteilte IoT-Geräte sammeln. Für den Einsatz von KI zur schnellen Datenanalyse, um diese als Grundlage für geschäftliche Entscheidungen und Systemoptimierung zu nutzen, braucht es allerdings Geschwindigkeit, Leistung und Sicherheit. 5G kann das liefern.

Videokommunikation und -inhalte – einschließlich Videos von industriellen Management-, Sicherheitsüberwachungs- und Verkehrsleitsystemen – bedeuten umfangreiche und kontinuierliche Datenströme, die mittels drahtloser Netzwerke weitergeleitet werden. Die fortschreitende Einführung von Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) könnte das Datenvolumen in den Netzwerken der nächsten Generation zudem weiter in die Höhe treiben. Der gesamte Datenverkehr erfordert vor diesem Hintergrund ein umfangreiches, robustes, sicheres und ultraschnelles Netzwerk, das die Rechenkapazitäten von Geräten, Prozessoren und Sensoren miteinander verbindet, von denen viele am Rande des Netzwerks eingesetzt werden. Außerdem braucht es eine virtualisierte Infrastruktur, die dynamisch sowie automatisiert ist und Flexibilität, Effizienz und Skalierbarkeit bietet, ohne zu teuer oder schwerfällig zu sein.

Mit Virtualisierung, die softwaregesteuerte Netzwerkfunktionen über verschiedene Technologien hinweg ermöglicht, können Netzwerkressourcen bestimmten Benutzern, Anwendungen und Servicekategorien zugewiesen werden. Und das alles ohne dedizierte Hardware und kostspielige, zeitaufwendige physische Anpassungen. Unternehmen können zudem die Vorteile von 5G-Funktionen wie Network Slicing nutzen, um mehrere virtuelle Netzwerke auf einer gemeinsamen physischen Infrastruktur zu überlagern. Network Slicing wird eine Schlüsselrolle bei der Nutzung von neuen Anwendungen für Smart City, Industrie 4.0 und autonome Fahrzeuge spielen, die in Bezug auf Geschwindigkeit, Latenz, Stabilität und Sicherheit sehr unterschiedlich sein werden.

Flexibilität vs. Sicherheit?

Wie alle neuen Architekturen bringt auch die groß angelegte 5G-Netzwerkvirtualisierung neue Überlegungen und neue Möglichkeiten mit sich. Die 5G-Virtualisierung ist flexibler, kann aber auch eine größere Angriffsfläche schaffen, da deutlich mehr Geräte mit dem Netzwerk verbunden sind. Die umfassende Nutzung von Funktionen wie Network Slicing erfordert daher neue Fähigkeiten und Fachkenntnisse.

Viele IoT-Geräte und Geräte, die am Rande des Netzwerks eingesetzt werden, haben nur unzureichende Sicherheitsfunktionen integriert. Kombiniert man dies mit der Vielfalt der Geräte und der von ihnen unterstützten Anwendungen, wird die 5G-Sicherheit komplex. Die neue Architektur funktioniert nicht nach dem vertrauten Hardware-basierten Hub-and-Spoke-Modell: Es gibt keine Hardware-Drosselstellen, die einen nützlichen Sicherheitsmechanismus darstellen. Und so sehr Software zur Flexibilität von 5G beiträgt, bedeutet es doch auch, das Angreifer automatisierte Prozesse hacken können. Netzwerkvirtualisierung kann eine Sicherheitslösung darstellen. Sie bietet die für 5G erforderliche End-to-End-Sicherheit, indem sie virtuell an jedem Netzwerkstandort eingesetzt wird. Und sie ermöglicht schnelle automatische Korrekturen, indem sie Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen für eine effektive Erkennung und Beseitigung von Bedrohungen nutzt.

Die vielfältigen Anwendungsfälle, die 5G verspricht, lassen sich am effektivsten realisieren, wenn die Netzwerkarchitekturen neu gestaltet werden und dabei die End-to-End-Sicherheit bei jedem Schritt im Auge behalten wird. Wenn Unternehmen verstehen, wie sie Virtualisierung richtig einsetzen, können sie die Flexibilität, Offenheit und Reaktionsfähigkeit jeder 5G-Bereitstellung nutzen und gleichzeitig die allgemeine Netzwerksicherheit verbessern.

Pantelis Astenburg, Managing Director DACH, Verizon Business Group


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