网络切片+区块链:能否推动制造业的转型?

在3GPP愿景中,“网络切片使运营商能够创建定制的网络,为不同的市场场景提供优化的解决方案,这些场景在功能,性能和隔离等方面需要不同的要求”。网络切片可以通过三个属性的组合完全实现:网络软件化,定义5G系统功能的粒度,以及数据中心的分布,尤其是在网络边缘。这种网络功能对于解决B2B市场尤其重要,B2B市场也称为垂直市场,如工业,医疗保健,智能城市和地区,智能电网或运输。对于行业的未来,也称为工业4.0或工业互联网,主要的预期收益是提高运营效率,改善物流和可追溯性,加速创新和协作。流程和服务数字化的其他预期收益是定制产品的设计和制造,以及对产品生命周期的无缝跟进(在整个设计,生产,分销,使用,维护和回收阶段)。因此,这些转变对生产领域中的工具,物体,传感器,机器和人员具有重要影响。此外,它涉及所有工业部门和所有公司,无论其规模如何。最后,只有在为连接和信息技术(IT)资产管理设置数据驱动流程时,才能完全实现所有这些目标。

制造业整体系统中的网络切片管理

建立量身定制的连接

就覆盖范围(例如室内和室外),技术组合(例如基于许可和未许可频谱)以及路线图与连接的工业资产和货物的生命周期管理的一致性而言,连接要求对于工业4.0而言尤其复杂。实际上,某个公司的制造工厂很可能位于汽车行业等几个国家,并且在这些不同运营商的管理领域也必须保证整体安全性。连接服务还必须支持安全扩展工厂的概念。在这一概念中,远程的工作人员,外部合作伙伴甚至周围的合作工厂都能连接到工厂,即使从商业角度来看,安全性方面也被认为是至关重要的。

为了从制造行业的客户角度简化内部流程,Orange要求在这样的多国背景下,尽可能地支持多个国家和多个地区的重用连接服务的部署和管理流程。移动架构向网络管理和编排的模型实现的演变必将有助于实现这一目标。

利用IT资产增强网络切片价值

连接和IT资产(例如资产/货物跟踪,预防性维护的人工智能,即按即说/视频/数据服务)必须越来越多地集成到每个垂直市场的数字化之旅中。实际上,连接的性能和故障指标必须与整个IT技术链紧密耦合,以便实时预测网络性能下降的影响,并使工厂能够准备和预测其恢复计划的持续时间。2016年,对于虚拟化领导者和跟随者来说,在IT基础架构中停机一小时的平均成本损失约为260,000美元至492,000美元。最后,一个值得信赖的问题:网络运营商与生产的亲密度越高,就必须有更透明的网络。所有参与技术链的组织,他们的之间协作和共享数据会有很大的好处,可以提高生产力和效率。下面的“使用区块链处理增强可靠服务”会说明基于区块链的技术如何在合作伙伴联盟之间提供对数据完整性和数据共享的高度信任。

垂直参与者参与网络切片的设计和监控

一些垂直参与者打算进一步参与运营商或服务集成商提供的连接服务的设计和监控。在网络切片设计期间的这种协作必须至少考虑三个维度:为激活每种类型的数据流的连接功能,每种连接功能在网络拓扑中的最佳位置,以及分配给垂直行业玩家的管理接口。垂直行业玩家监视甚至配置网络片的某些网络元素的能力对业务协议具有强烈影响,包括每个外部参与者的信任级别的相关安全策略。此外,对于在连接设置方面技能有限的业务合作伙伴来说,在监视接口方面可能需要一个能良好适配的抽象类。从这个角度来看,引入强大的组件是一个有价值的解决方案。

使用区块链处理增强可靠服务

网络切片也应该受益于另一种颠覆性和有前途的数字技术:区块链。实际上,区块链属性与B2B市场特别相关,B2B市场通常在每个生态系统的端到端价值链中包含多个合作伙伴(例如,公司,供应商和客户之间的横向价值链以及内部之间的垂直价值链公司实体)。因此,在这样的多伙伴环境中使用联盟的区块链特别适合,并且像Hyperledger这样的技术在支持处理共识的方法方面也具有高度模块化的优势。一方面,掌握智能合约的版本会越来越有价值,它为每个运行的切片选择正确的网络性能指标。例如,可以编辑面向安全的智能合约以监控某些安全指标,并在给定切片中检测到任何安全漏洞后,进行深入分析。网络切片处理的重要服务越多,要监控的安全指标就需要越详尽和准确。另一方面,网络切片的设计现在还应该集成在分布式的体系结构中。分类帐以防篡改的方式,负责对这些监控指标进行排序和存储。存储在这些分布式分类账中的任何性能指标都带有时间戳,此属性对于关联来自网络和IT部件的事件非常有价值,利用这些属性可以提供端到端的可靠服务。这在涉及不同连接提供商的复杂技术链中尤为有趣,第二节中的多国情况就说明了这一点。加强可靠服务的处理也需要经过认证的工业传感器和执行器,这些传感器和执行器可以通过基于区块链的解决方案进行安全管理,尤其是在软件升级期间。

结论:逐步淘汰每个垂直环境的网络切片过程

之前的问题表明,随着数字化和5G的出现,对连接服务的深入转变有望正确解决B2B市场的业务发展问题。网络切片是从当前的“一刀切”模型转移到多个定制连接服务的关键概念。因此,引入网络切片可以减轻所有技术复杂性。

在早期阶段,网络切片的数量应受到限制,并且应由连接提供商完全限定,以便他们遵守严格的服务级别协议。然后,网络切片设计应该逐步获得灵活性,并从第一次现场推广中汲取教训。

在第二阶段,可以从软件设备商建网络片的能力和相关行业有较大操作的客户来考虑是否需要更开放的模型。有关故障,性能和安全管理的数据分析也将通过实时控制循环逐步自动化,以不断提高连接服务的效率。

网络切片设计还应包括分布式分类帐技术(DLT)和相关智能合约的集成,以便连接服务提供商在任何时间都能证明他们所提供的连接质量是有保证的。在这样复杂的技术链中,基于区块链的解决方案对于所有相关参与者都很有意义。

原文链接:

https://sdn.ieee.org/newsletter/march-2018/network-slicing-and-blockchain-to-support-the-transformation-of-connectivity-services-in-the-manufacturing-industry

原文发布于微信公众号 - SDNLAB(SDNLAB)

原文发表时间:2018-08-03

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