Ολοκληρωμένο σύστημα διαχείρισης συμβολαίων παροχής υπηρεσιών σε περιβάλλοντα 5G

Abstract

Τα δίκτυα 5G αποτελούν την επόμενη γενιά σύνδεσης κινητών συσκευών, και όχι μόνο, στο διαδίκτυο, προσφέροντας πιο γρήγορες ταχύτητες και πιο αξιόπιστες συνδέσεις. Σύμφωνα με τις τελευταίες έρευνες, τα περιβάλλοντα 5G θα μπορούν να προσφέρουν συνδέσεις κατά πολύ πιο γρήγορες από τις τρέχουσες συνδέσεις, με τις μέσες ταχύτητες λήψης στο 1Gbps, να θεωρούνται ο κανόνας.

Σε ένα τέτοιο αναδυόμενο περιβάλλον καθίστανται υποχρεωτικά τα αποτελεσματικά Συμβόλαια Παροχής Υπηρεσιών (SLA). Ένα SLA είναι ένα συμβόλαιο μεταξύ ενός παρόχου υπηρεσιών και των εσωτερικών ή εξωτερικών τελικών χρηστών του. Ο σκοπός του συμβολαίου είναι να εκφράσει ποσοτικά την ποιότητα των παρεχόμενων υπηρεσιών και να μεριμνήσει ώστε να ικανοποιεί τις απαιτήσεις του πελάτη. Σημαντικό ρόλο στο εγχείρημα αυτό παίζει ο ρητός και σαφής καθορισμός των αναγκών και των απαιτήσεων τόσο του πελάτη, όσο και του παρόχου. Έτσι, η εγγύηση της απαιτούμενης ποιότητας υπηρεσιών στα δίκτυα 5G, και η αποτελεσματική κατανομή των πόρων της υποδομής, αποτελεί μία σημαντική πρόκληση. Ο λόγος αυτός οφείλεται στην περιορισμένη ποσότητα πληροφοριών που περνούν από το επίπεδο ελέγχου στο επίπεδο δεδομένων, με αποτέλεσμα την δυσκολία μετάφρασης των κατανοητών από τον χρήστη επιχειρηματικών όρων (π.χ. διαθεσιμότητα υπηρεσιών), σε χαρακτηριστικά πόρων χαμηλού επιπέδου (π.χ. CPU, RAM), τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διαχείριση πόρων στην υποδομή του κεντρικού δικτύου 5G.

Για να αντιμετωπιστούν οι παραπάνω προκλήσεις, η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει μια αρχιτεκτονική που μπορεί να υποστηρίξει τη διαχείριση ενός SLA καθ’ όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής μιας εικονικοποιημένης υπηρεσίας δικτύου σε περιβάλλοντα 5G. Το προτεινόμενο πλαίσιο διαχείρισης βασίζεται σε μια γενική προσέγγιση μαύρου κουτιού, προκειμένου να χαρτογραφηθούν υψηλού επιπέδου απαιτήσεις που εκφράζονται από τους πελάτες, σε χαμηλού επιπέδου παραμέτρους δικτύου, επιτρέποντας τη διασφάλιση της παρεχόμενης ποιότητας υπηρεσίας. Επιπλέον, ένα προσαρμοστικό πλαίσιο παρακολούθησης θα υποστηρίξει τη διασφάλιση της ποιότητας υπηρεσίας. Συγκεκριμένα, παρουσιάζεται ένας προσαρμοστικός αλγόριθμος προγραμματισμού που στοχεύει στην απομάκρυνση του στατικού χρονικού διαστήματος που εφαρμόζεται στο σύστημα παρακολούθησης, με στόχο την παροχή υψηλής ακρίβειας πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο, χωρίς να δημιουργείται περιττή κίνηση στο δίκτυο.

Εκτός από το ερευνητικό μέρος, στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύχθηκε ένα πλαίσιο διαχείρισης SLA, το οποίο επιτρέπει τη διαχείριση ολόκληρου του κύκλου ζωής των SLA - από τη δημιουργία προτύπων έως την ανίχνευση παραβιάσεων. Παράλληλα, το πλαίσιο αξιολογήθηκε σε μια πραγματική πλατφόρμα εικονικοποιημένων υπηρεσιών, αξιοποιώντας τα πλεονεκτήματα που προσφέρει το 5G, στοχεύοντας στην υποστήριξη και αλληλεπίδραση ενός κατανεμημένου συνόλου χρηστών και πόρων.

Τέλος, η διπλωματική εργασία ολοκληρώνεται με κάποιες σκέψεις για μελλοντική έρευνα και τις δυνατότητες της παρούσας μελέτης.