Home Gateways in zukünftigen Netzen

Die Auswirkung von SDN und NFV auf die Sicherheit privater Daten

Den zukünftigen Anforderungen an das Kommunikationsnetz hinsichtlich Einrichtung, Betrieb und der Bereitstellung von Diensten, muss u.a. mit neuen Technologien zum Netzmanagement begegnet werden. Software Defined Networks (SDN) und Network Function Virtualisation (NFV) sind aktuelle Technologien mit hohem Innovationspotential. Die Kombination beider Technologien wird das Netzmanagement vereinfachen und neue qualitativ hochwertige Dienste ermöglichen.

Die technologischen Änderungen der Infrastrukturen beim Einsatz von Software Defined Networks und Network Function Virtualisation machen vor keiner Netzkomponente halt. Daher sind nicht nur die Komponenten im Kernnetz betroffen, sondern auch die Netzübergänge zwischen den Anbietern und den Kunden, und insbesondere das Home Gateway (HGW).

Die neuen Möglichkeiten der Virtualisierung von Netzwerkfunktionen können dazu führen, dass zukünftig Funktionen, die aktuell lokal realisiert sind, in die Provider-Cloud verschoben werden. Gleichzeitig können Provider neue Leistungsmerkmale und Dienste schneller anbieten und das Konfigurations- und Sicherheitsmanagement wird vereinfacht.

Das Whitepaper zeigt die neuen Möglichkeiten SDN und NFV auf, vor allem hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Home Gateways. Zunächst wird dadurch eine bessere Quality of Experience ermöglicht. Je nach Anwendung bestimmen unterschiedliche Faktoren, ob der Endanwender den Service als hochqualitativ bewertet: Bei Online-Videospielen wird eine minimale Latenz benötigt, beim Home Office gesicherte, virtuelle Netzwerke. Mit softwaregesteuerten Kontrollmechanismen besteht für den Provider die Möglichkeit, die Verkehrsparameter des Internetanschlusses auch auf Kundenseite zu steuern, um flexibel auf die jeweils notwendigen Bedürfnisse der Anwendung zu reagieren. Da Software Defined Networks auch eine dynamische Wegewahl möglich machen, können vertrauenswürdige Cloud Services realisiert werden. Auch das Smart Home Network wird durch das neue Netzwerkmanagement sicher und komfortabel, da proprietäre Lösungen virtualisiert werden. Behält dabei der Nutzer die Kontrolle über Zugriffsrechte und Daten, steht dem Smart Home nichts mehr im Weg. Die Virtualisierung von Home Gateways bietet aber auch über den Heim-Bereich hinausgehende Chancen: Zum Beispiel können so die bisher stark abgeschotteten industriellen Produktionsnetze sicher geöffnet werden und die Vorteile von Industrie 4.0 werden greifbar.


Um diese Anwendungsfälle zu realisieren, ist eine internationale Standardisierung notwendig. Führend sind das European Telecommunications Standards Institute (ETSI) und die Open Networking Fundation (ONF). Das Broadband Forum ist in Teilbereichen aktiv. Die ETSI NFV Industry Specification Group definiert das komplette Ökosystem virtualisierter Netzwerkfunktionen. Die Open Networking Foundation hat mit OpenFlow eine einsatzbereite Switch Spezifikation entwickelt und arbeitet an weiteren Projekten. Das Broadband Forum widmet sich unter anderem den Gateways. Im Zusammenhang mit dem erwarteten Einzug von SDN und NFV in die Telekommunikationsnetze kommt es zu einer Neudefinition von Geräten und deren Funktionen. Durch die technologische Neudefinition des Home Gatways werden Endanwender und Provider von neuen Funktionen profitieren können. Da aber noch längst nicht alle Konsequenzen der Einführung von Software Defined Networks und Network Function Virtualisation bekannt sind, widmen sich sowohl Universitäten als auch Forschungsinstitute diesen Themen. Forschungsbedarf besteht vor allem hinsichtlich Datenschutz und Datensicherheit, Verfügbarkeit von Funktionen und Diensten, Interoperabilität und Koexistenz sowie Hybrid-Zugangsszenarien und Multihoming mit unterschiedlichen Netzen und Anbietern.

 

Inhaltsverzeichnis

1 Zusammenfassung  

2 Flexible Netze brauchen neue Home Gateways   
2.1 Motivation: Flexibilität, Wirtschaftlichkeit und neue Anwendungen   
2.2 Problemstellung: Home Gateways in heutigen Netzen
2.3 Technologie: SDN und NFV für zukünftige Home Gateways
2.4 Strategie: Home Gateways in zukünftigen Netzen   

3 Das Home Gateway als Schaltzentrale zwischen Anwendern und Netz – Szenarien   
3.1 Neue Quality of Experience
3.2 Vertrauenswürdige Cloud Services
3.3 Smart Home mit „Smart Network“
3.4 Anwendungsfall industrielle Produktionsnetze

4 Home Gateway Evolution   
4.1 Standardisierung   
4.2 Forschungsaktivitäten   
4.3 Forschungsthemen   

5 Referenzen   

6 Literaturverzeichnis   

7 Glossar