Was ist Universal CPE?

Universal CPE (uCPE) ist eine Kundenendgeräteausrüstung mit integrierter x86-Rechenkapazität, auf der virtuelle Netzwerkfunktionen (VNFs) von Drittanbietern – wie Firewalls, WAN-Optimierer, SD-WAN-Controller und mehr – als virtuelle Maschinen neben nativer Netzwerk- und Sicherheitssoftware auf einem einzigen Filialgerät gehostet werden, wodurch eine Vielzahl von Einzweckgeräten durch eine einzige, zentral verwaltete Plattform ersetzt wird.

Die wichtigsten Erkenntnisse

• uCPE konsolidiert die Geräte der Zweigstellen auf einem einzigen x86-basierten Gerät mit VOS-Betriebssystem.
• VNF von Drittanbietern laufen in VMs neben den nativen Netzwerk- und Sicherheitsfunktionen von VOS.
• Serviceketten verbinden VNFs mit VOS in der Reihenfolge von Schicht 2 oder Schicht 3.
• Versa Der Direktor ist für die Verwaltung der VNF-Kataloge, den Lebenszyklus und das ZTP-Onboarding zuständig.
• Mindestanforderungen an die Hardware: 8 CPUs, 16 GB RAM, 128 GB Festplattenspeicher, ausschließlich Bare-Metal-Systeme.

Auf dieser Seite: Warum das wichtig ist · So funktioniert es · Arten · uCPE & Versa · Häufig gestellte Fragen

Warum ist uCPE wichtig?

Jedes Gerät, das eine Zweigstelle benötigt – Router, Firewall, WAN-Optimierer, SD-WAN-Edge – bedeutete bisher ein weiteres Gerät, das im Rack untergebracht, verkabelt, mit Strom versorgt und angeschlossen werden musste. Selbst in einer kleinen Zweigstelle können sich vier oder fünf Geräte mit jeweils nur einer Funktion ansammeln, jedes mit eigenem Betriebssystem, eigener Lizenz und eigenem Aktualisierungszyklus, und für jedes ist ein Vor-Ort-Einsatz zur Installation oder zum Austausch erforderlich. Dieses Modell lässt sich nicht auf Hunderte von Standorten skalieren und verlangsamt die Einführung jeder neuen Funktion, die ein Team bereitstellen möchte, da eine neue Funktion in der Regel neue Hardware bedeutet.

uCPE durchbricht dieses Muster, indem es die Funktion verlagert – nicht die Hardware. Ein einzelner x86-Server in der Zweigstelle führt einen Hypervisor aus, der Routing-, Sicherheits- und Drittanbieterfunktionen als virtuelle Maschinen hostet. Dadurch wird die Hinzufügung der WAN-Optimierung zu einer Softwarebereitstellung, die von einem zentralen Controller aus gesteuert wird – und nicht mehr zu einer Hardwarebeschaffung und einem Vor-Ort-Einsatz. Dies ist die Umsetzung der Netzwerkfunktionsvirtualisierung (NFV) am Rand der Zweigstelle: die Entkopplung von Funktionen von der Hardware, sodass diese bedarfsgerecht bereitgestellt, skaliert und außer Betrieb genommen werden können.

Was ist uCPE?

Im Kern handelt es sich bei uCPE um einen zertifizierten White-Box- oder x86-Server, auf dem ein Hypervisor – in der Regel KVM oder eine ähnliche Virtualisierungsschicht – läuft, der mehrere virtuelle Maschinen parallel hosten kann. Auf einer oder mehreren dieser VMs laufen vom Anbieter bereitgestellte virtuelle Netzwerkfunktionen (VNFs): eine Next-Generation-Firewall eines Anbieters, ein WAN-Optimierer eines anderen – jeweils als Standard-Disk-Image verpackt, das die Plattform wie jede andere Workload booten, konfigurieren und überwachen kann.

Der native Netzwerk- und Sicherheitsstack des Geräts läuft parallel zu diesen Gast-VNFs, anstatt durch diese ersetzt zu werden. Der Datenverkehr wird durch eine geordnete Abfolge von Funktionen – eine Service-Kette – geleitet, wobei native Dienste mit VNFs von Drittanbietern auf demselben Gerät kombiniert werden, sodass ein Paket beispielsweise zunächst eine Firewall durchläuft, dann einen WAN-Optimierer und schließlich ins WAN gelangt. Eine zentrale Verwaltungsplattform verwaltet den Anbieterkatalog, den Lebenszyklus der VMs und die Service-Ketten-Richtlinie, die alles miteinander verknüpft.

Arten von uCPE

uCPE-Implementierungen variieren entlang einiger unabhängiger Achsen und nicht entlang fester Produktstufen.

Single-Tenant vs. Multi-Tenant. Bei einer Single-Tenant-Bereitstellung bedient das uCPE eine Kundenorganisation, deren Team die verketteten VNFs direkt verwaltet. Bei einer Multi-Tenant-Bereitstellung ist eine Anbieterorganisation Eigentümer der Dienstkette und stellt VNFs im Auftrag eines oder mehrerer Kundenmandanten bereit.

Service-Chaining auf Schicht 2 vs. Schicht 3. VNFs können transparent auf Schicht 2 verkettet werden, sodass die Funktion den Datenverkehr überprüft, ohne als gerouteter Hop zu erscheinen, oder auf Schicht 3, wo die VNF ein eigenständiges geroutetes Segment mit eigener Adressierung darstellt.

Bare-Metal-White-Box vs. zertifizierte Appliance. Bei einigen Bereitstellungen läuft der Hypervisor auf einem herstellerneutralen White-Box-Server; bei anderen kommt eine zertifizierte, speziell für diesen Zweck entwickelte Appliance zum Einsatz, wodurch gewährleistet ist, dass die Kombination aus CPU, Arbeitsspeicher und Netzwerkkarte im Hinblick auf den Hypervisor und den VNF-Katalog validiert wurde.

uCPE & Versa

VersaDie uCPE-Lösung läuft auf x86-basierten, für VOS zertifizierten White-Box-Geräten und erfordert Bare-Metal-Hardware – mindestens 8 CPUs, 16 GB RAM und 128 GB Festplattenspeicher –, da der Hypervisor nicht innerhalb einer VM verschachtelt ausgeführt werden kann. Durch die Installation der Hypervisor-Pakete werden die OVS-Brücken und die uCPE-spezifischen Schnittstellen (vni-0/300 bis vni-0/307) erstellt, die die Gast-VNFs mit der VOS-Datenebene verbinden; siehe „uCPE auf einem VOS-Gerät konfigurieren“ und die uCPE-Schnittstelleneinstellungen.

Versa Director verwaltet einen Anbieterkatalog mit unterstützten VNFs von Drittanbietern – darunter Fortinet, Palo Alto Networks und Juniper – mit Cloud-Init-Profilen, die jede VM beim ersten Start konfigurieren. Administratoren erstellen Service-Chain-Vorlagen, die native VOS-Dienste und Gast-VNFs anordnen, und übertragen diese dann im Rahmen der Zero-Touch-Bereitstellung. uCPE ist Teil der „Advanced SD-Router“-Stufe von „ Versa“; unter „Lösungsanwendungsfälle“ erfahren Sie, wie es sich in das SD-Branch- und SD-Security-Konzept einfügt.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen uCPE und vCPE?

Bei vCPE wird eine Netzwerkfunktion in der Regel aus der Zweigstelle in die Cloud oder das Rechenzentrum des Anbieters verlagert. Bei uCPE verbleibt die Rechenleistung in der Zweigstelle: Ein lokales x86-Gerät hostet die VNFs als VMs vor Ort, was dann von Bedeutung ist, wenn eine Funktion eine geringe Latenz erfordert oder einen WAN-Ausfall überstehen muss.

Welche Hardware ist für uCPE erforderlich?

Auf der Plattform „ Versa“ benötigt uCPE Bare-Metal-x86-Hardware – es kann nicht auf einer VM ausgeführt werden – mit mindestens 8 CPUs, 16 GB RAM und 128 GB Festplattenspeicher. Die Hypervisor-Pakete müssen installiert sein, bevor eine Service-Chain-Vorlage übertragen wird.

Die VNFs welcher Anbieter können auf uCPE ausgeführt werden?

Der Katalog hängt von der Plattform ab. Der uCPE-Anbieterkatalog von Versaumfasst Fortinet, Palo Alto Networks, Juniper, Riverbed, Secui, Microsoft, Adtran und Viasat. Die jeweiligen Angebote werden als qcow2-Festplatten-Image auf Versa Director hochgeladen und beim ersten Systemstart über ein Cloud-Init-Profil konfiguriert.

Ist uCPE dasselbe wie NFV?

Nein. NFV (Network Functions Virtualization) ist das übergreifende Branchenkonzept, bei dem Netzwerkfunktionen als Software statt auf dedizierter Hardware ausgeführt werden. uCPE wendet dieses Konzept beim Kunden vor Ort an, indem die virtualisierten Funktionen lokal statt im Rechenzentrum eines Anbieters gehostet werden.

Wie wird ein uCPE-Gerät eingerichtet?

uCPE-Geräte werden per Zero-Touch-Provisioning integriert: Das Gerät stellt eine Verbindung zum Controller her, erhält automatisch seine Konfiguration sowie alle erforderlichen VNF-Disk-Images und startet die virtuellen Gastmaschinen, ohne dass ein Techniker manuell Einstellungen vornehmen muss – all dies wird durch das erste Einschalten des Geräts in der Zweigstelle ausgelöst.

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