LTE筆記: SGi interface 和 SGi LAN 在 4G 網路中的應用

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在 LTE 的核網中, 資料透過 PDN (Package Data Network) gateway 連結外部網路,
在過往我的理解中, 資料只要出了 PDN GW, 就是和網際網路 (Internet) 相連,
因此, 不論是封包的轉傳, 或是應用的提供, 應該都要回歸 IP 層的設定.
然而, 事實上, 在 PDN GW 和 Internet 之間, 3GPP 還定義一個通訊界面, 稱為 SGi,
在此介面上, 或者說是在這中間的網路 (SGi LAN), 可以建立不同的應用, 
用以提供各式加值服務, 以下是對 SGi 介面的定義:

Interface between the PDN-GW and a packet data network. It may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, e.g. for provision of IMS services

在定義中的 IMS (IP Multimedia Subsystem) services,
為電信商所提供的多媒體服務, 像是: VoLTE, 影像電話等,
和一般網際網路的應用不同, IMS 服務可以存取核網資訊 (例如: HSS 資料庫),
並透過其在核心網路出口的優勢, 提供較佳反應時間與頻寬.

另一方面, SGi LAN 也可以用以實作防火牆, DPI (Deep Packet Inspection), 等安全控制功能,
並可透過服務疊加的方式 (service chaining), 提供不同服務組合, 如下圖所示:

來自: https://blog.advantech.com/tech-blogs/ntg/2017/11/sgi-lan-service-chaining/

我們可以看到可以利用 SGi LAN 實現的服務可以分成兩類:
  1. 電信商的應用服務:
    對於此類服務, 一開始的 IP 位址就必須為電信商服務的 IP,
    當服務進入 SGi LAN 之後, 可藉由 NAT 實現負載平衡,
    並利用資料中心內的資源, 提供服務
  2. 網路安全管理:
    此類應用可以利用防火牆的設定, 提供 黑名單/白名單 的功能,
    也可以使用 DPI 的功能, 透過即時的封包監控,
    提供應用層 (針對不同網站, 協定, 甚至應用程式) 的網路管理
考慮到 SGi LAN 的特性, 此類應用多數要搭配一SDN (Software-Defined Network) 的硬體,
常見的解決方案提供者包含: Intel, Cisco, HP 等, 並搭配 Openflow 等架構使用,
同時, 考慮到對於低延遲應用服務的幫助, 例如: OTT (Over-The-Top) 影音服務,
也有雲端平台 (redhat) 考慮透過 SGi LAN 提供介接, 以及負載平衡等功能.
如果要詳細了解 SGi LAN 的功能與應用, 可以參考以下文件:

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