Comment les jumeaux numériques transforment l’infrastructure réseau, partie 1

La création, le filtrage et l’approvisionnement des mises à jour des réseaux numériques de données dépendent de nombreux processus manuels et sujets aux erreurs. Les jumeaux numériques commencent à jouer un rôle crucial dans l’automatisation de cette procédure pour aider à apporter la transformation numérique aux installations du réseau. Ces efforts favorisent actuellement l’automatisation des réseaux de campus, des grands réseaux de localisation (WAN) et des réseaux sans fil d’entreprise.

L’amélioration numérique de l’infrastructure réseau se fera sur une longue période. Dans cette série en deux parties, nous verrons comment les jumeaux numériques stimulent l’amélioration du réseau. Aujourd’hui, nous allons examiner l’état actuel de la mise en réseau et la manière dont les jumeaux numériques aident à automatiser la procédure, ainsi que les imperfections actuellement observées avec la technologie.

Dans la partie 2, nous examinerons l’état futur des jumeaux numériques et comment l’innovation peut être utilisée lorsqu’elle est totalement établie et mise en œuvre.

À propos des jumeaux numériques

En son cœur, un jumeau numérique est une conception de toute entité maintenue existante par des mises à jour continues de la télémétrie. Dans la pratique, de nombreux jumeaux numériques qui se chevauchent sont fréquemment utilisés dans divers éléments du style, de la construction et de l’exploitation des réseaux, de leurs éléments et des services commerciaux qui y opèrent.

Peyman Kazemian, cofondateur de Forward Networks, soutient que le programme Traceroute initial composé par Van Jacobson en 1987 est l’outil le plus ancien et le plus utilisé pour comprendre le réseau. Bien qu’il ne conçoive ni ne simule les réseaux, il aide à comprendre les habitudes du réseau en envoyant un paquet représentatif à travers le réseau et en observant le parcours qu’il suit.

Plus tard, d’autres outils de simulation de réseau ont été développés, tels que OPNET (1986), NetSim (2005) et GNS3 (2008), qui peuvent répliquer un réseau en exécutant le même code que les gadgets réseau réels. .

« Ce type d’options fonctionne dans les réseaux en cours d’exécution car ils vous fournissent un environnement de laboratoire pour essayer des originalités et des modifications sur votre réseau », a déclaré Kazemian.

Teresa Tung, première technologue cloud chez Accenture, a déclaré que le modèle conceptuel d’affiliation aux systèmes ouverts (OSI) fournit la base pour décrire les capacités de mise en réseau en plus de la séparation des problèmes.

Cette méthode peut aider à se concentrer sur différentes couches de simulation et de modélisation. Par exemple, un cas d’utilisation peut se concentrer sur les conceptions RF au niveau de la couche physique, jusqu’au niveau des paquets et des événements au sein de la couche réseau, la qualité de service (QoS) et les mesures d’évaluation d’opinion moyenne (MoS) dans les couches de discussion et d’application. .

Modélisation : le problème de l’interopérabilité

Aujourd’hui, les jumeaux numériques de réseau ne permettent généralement que de concevoir et d’automatiser des poches d’un réseau isolées par fonction, fournisseurs ou types d’utilisateurs.

Le cas d’utilisation le plus courant des jumeaux numériques est le filtrage et l’amélioration des configurations d’équipement réseau. Parce qu’il existe des distinctions dans la manière dont les fournisseurs d’appareils implémentent les normes de mise en réseau, cela peut entraîner des différences subtiles dans le comportement de routage, a déclaré Ernest Lefner, responsable principal des produits chez Gluware.

Lefner a déclaré que le défi pour tous ceux qui tentent de construire un twin est qu’ils doivent avoir une compréhension détaillée de chaque fournisseur, fonction, configuration et personnalisation de leur réseau. Cela peut varier selon l’appareil, le type de matériel ou la version du logiciel.

Certains fournisseurs de services d’équipement réseau, comme Extreme Networks, permettent aux ingénieurs réseau de créer un réseau qui intègre instantanément la configuration et l’état de l’équipement particulier de cette entreprise.

Aujourd’hui, l’élément d’Extreme ne prend en charge que la capacité d’améliorer la mise en scène, la validation et la mise en œuvre des commutateurs Extreme et d’accéder aux points. La fonctionnalité de jumeau numérique ne prend actuellement pas en charge les périphériques ou les routeurs sur site du client SD-WAN. À l’avenir, des stratégies sévères pour ajouter une assistance pour les configurations de dépistage, les mises à niveau du système d’exploitation et la résolution des problèmes.

D’autres offres de fournisseurs de réseau telles que Cisco DNA, Juniper Networks Mist et HPE Aruba Netconductor facilitent la capture et l’examen des configurations réseau l’impact des changements, mais uniquement pour leur propre équipement.

« Ils vous permettent de mettre en place ou de tester votre configuration, mais sans reproduire spécifiquement l’ensemble de l’environnement », a déclaré Mike Toussaint, directeur analyste senior chez Gartner.

Vous pouvez tester une configuration spécifique, et l’intelligence artificielle (IA) et l’apprentissage automatique (ML) vous permettront de comprendre si une configuration est optimale, sous-optimale ou endommagée. Cependant, ils n’ont pas automatisé le développement et l’étalonnage d’un environnement de jumeau numérique au même degré qu’Extreme.

Laboratoires virtuels et jumeaux numériques contre dépistage physique

Jusqu’à ce que les jumeaux numériques soient largement adoptés, de nombreux ingénieurs réseau utilisent des laboratoires virtuels comme GNS3 pour modéliser l’équipement physique et examiner les performances des paramètres de configuration . Cet outil est largement utilisé pour former des ingénieurs réseau et pour concevoir des configurations réseau.

De nombreuses grandes entreprises vérifient physiquement les équipements flambant neufs au World Wide Innovation Advanced Test Center. L’entreprise collabore avec de nombreux fournisseurs d’appareils importants pour fournir un accès virtuel permettant d’évaluer les performances du matériel physique réel dans ses installations de St. Louis, Missouri.

Les fournisseurs d’équipements de réseau ajoutent des capacités de type jumeau numérique à leurs appareils. L’acquisition récente de Mist par Juniper Networks capture et modélise automatiquement différentes propriétés du réseau qui notifient les optimisations de l’IA et des appareils. De même, le contrôleur de réseau de Cisco sert d’intermédiaire entre l’entreprise et les installations du réseau.

Balaji Venkatraman, vice-président de la gestion des produits, DNA, Cisco, a déclaré que ce qui distingue un jumeau numérique des premiers outils de modélisation et de simulation est qu’il offre une réplique numérique du réseau et est mis à niveau par des données de télémétrie en direct provenant du réseau.

« Avec l’introduction des contrôleurs de réseau, nous avons une vue centralisée d’au moins les données de télémétrie pour faire des jumeaux numériques une vérité », a déclaré Venkatraman.

Néanmoins, les cabinets d’ingénierie réseau devront développer leurs pratiques et leurs cultures pour tirer le meilleur parti des jumeaux numériques dans le cadre de leurs flux de travail. Toussaint de Gartner a déclaré à VentureBeat que de nombreux groupes d’ingénierie de réseau produisent encore des diagrammes d’architecture de réseau statiques dans Visio.

Et lorsqu’il s’agit de déployer de nouveaux appareils, ils le testent soit dans un environnement réel avec des appareils physiques, soit « font le truc du cow-boy et le testent en production et espèrent qu’il n’échouera pas », a-t-il déclaré.

Bien que les jumeaux numériques du réseau commencent à virtualiser une partie de cette charge de travail de filtrage, Toussaint a déclaré que tester physiquement les performances du matériel réseau de pointe composé de puces ASIC, FPGA et TPU spécialisées restera crucial pour certains. temps.

Changement de culture requis

À terme, Toussaint prévoit que les équipes de mise en réseau adopteront les mêmes pratiques devops qui ont permis d’accélérer les processus d’avancement, de test et de mise en œuvre des applications logicielles. Les jumeaux numériques permettront aux équipes de développer et de gérer l’avancement et de tester les bacs à sable du réseau en tant que code qui simule le comportement de l’environnement de mise en œuvre en direct.

Mais le changement culturel ne sera pas simple pour la majorité des entreprises.

« Les équipes réseau ont tendance à vouloir intervenir et apporter des changements, et elles n’ont jamais vraiment adopté les approches devops », a déclaré Toussaint.

Ils ont tendance à surveiller les paramètres de configuration sur des fichiers texte ou des cartes dessinées dans Visio, qui ne fournissent qu’une représentation statique du réseau en direct.

« Il n’y a en fait pas vraiment eu les outils pour le faire en temps réel », a-t-il déclaré.

L’obtention d’une carte du réseau est en fait un processus manuel extrêmement chronophage que les ingénieurs réseau n’aiment pas, ils veulent donc éviter de le faire plus d’une fois. En conséquence, ces cartes ne sont presque jamais mises à jour.

Les jumeaux numériques comme action intermédiaire dans l’automatisation

Toussaint considère les jumeaux numériques comme une action intermédiaire car le marché utilise davantage d’IA et de ML pour automatiser davantage d’éléments de provisionnement et de gestion du réseau. Les superviseurs d’organisation sont susceptibles d’être plus enthousiasmés par des réseaux plus flexibles et polyvalents qui suivent le rythme des nouveaux concepts d’entreprise qu’une carte mise à jour dynamiquement.

Mais dans l’intervalle, les jumeaux numériques du réseau aideront les groupes à visualiser et à se développer en s’appuyant sur leurs suggestions à mesure que ces innovations s’améliorent.

« Dans 5 ou 10 ans, lorsque les réseaux deviendront totalement automatisés, les jumeaux numériques deviendront un autre outil, mais pas toujours indispensable », a déclaré Toussaint.

Toussaint a déclaré que ces premiers jumeaux numériques de réseau conviennent aux configurations de vérification, mais ont été limités dans leur capacité à faire face à des problèmes plus complexes. Il a déclaré qu’il aime considérer cela comme analogue à la façon dont nous pourrions utiliser Google Maps comme une sorte de jumeau numérique de notre trajet vers le travail, qui est capable d’anticiper différents chemins dans les conditions de circulation actuelles. Mais il ne vous renseignera pas sur l’effet d’un trajet sur vos pneumatiques ni sur l’impact du vent sur l’aérodynamisme de votre véhicule.