ویژگی های جدید در مجموعه روترهای NetEngine با کارایی بالا

زمان افشای جزئیات مربوط به روترهای کلاس حامل جدید Huawei NetEngine 8000 فرا رسیده است - در مورد پایه سخت افزاری و راه حل های نرم افزاری که امکان ایجاد اتصالات انتها به انتها با پهنای باند 400 گیگابیت بر ثانیه را بر اساس و نظارت آنها فراهم می کند. کیفیت خدمات شبکه در سطح دوم

چه چیزی تعیین می کند که چه فناوری هایی برای راه حل های شبکه مورد نیاز است

الزامات جدیدترین تجهیزات شبکه در حال حاضر توسط چهار روند کلیدی هدایت می شود:

• گسترش پهنای باند موبایل 5G؛
• رشد بارهای ابری در مراکز داده خصوصی و عمومی؛
• گسترش دنیای اینترنت اشیا؛
• افزایش تقاضا برای هوش مصنوعی

در طول همه‌گیری، روند کلی دیگری پدیدار شد: سناریوهایی با حداقل حضور فیزیکی ممکن به نفع یک رویداد مجازی جذاب‌تر می‌شوند. این شامل خدمات واقعیت مجازی و واقعیت افزوده و همچنین راه‌حل‌های مبتنی بر شبکه‌های Wi-Fi 6 می‌شود. همه این برنامه‌ها به کیفیت کانال بالایی نیاز دارند. NetEngine 8000 برای ارائه آن فراخوانده شده است.

NetEngine 8000 Family

دستگاه های موجود در خانواده NetEngine 8000 به سه سری اصلی تقسیم می شوند. اینها که با حرف X مشخص شده‌اند، مدل‌های شاخص با کارایی بالا برای اپراتورهای مخابراتی یا مراکز داده پربار هستند. سری M برای رسیدگی به سناریوهای مختلف مترو طراحی شده است. و دستگاه هایی با شاخص F در درجه اول برای اجرای سناریوهای رایج DCI (Interconnect مرکز داده) طراحی شده اند. اکثر «هشت هزار» می‌توانند بخشی از تونل‌های سرتاسری با پهنای باند 400 گیگابیت بر ثانیه باشند و از سطح خدمات تضمین‌شده (Service Level Agreement - SLA) پشتیبانی کنند.

واقعیت: امروزه تنها هواوی طیف کاملی از تجهیزات شبکه 400GE را تولید می کند. تصویر بالا سناریویی را برای ایجاد یک شبکه برای یک مشتری بزرگ سازمانی یا یک اپراتور بزرگ نشان می دهد. دومی از روترهای هسته ای NetEngine 9000 با کارایی بالا و همچنین روترهای جدید NetEngine 8000 F2A استفاده می کند که قادر به جمع آوری تعداد زیادی از اتصالات 100، 200 یا 400 گیگابیت بر ثانیه هستند.

کارخانه‌های مترو بر اساس دستگاه‌های سری M اجرا می‌شوند. چنین راه‌حل‌هایی امکان انطباق با افزایش ده برابری حجم ترافیک را که طی دهه آینده انتظار می‌رود، بدون تغییر پلت‌فرم را می‌دهد.

هواوی به طور مستقل ماژول های نوری با پهنای باند 400 گیگابیت بر ثانیه تولید می کند. راه حل های ساخته شده بر روی آنها از نظر ظرفیت 10-15٪ ارزان تر از مشابه هستند، اما از کانال های 100 گیگابیتی استفاده می کنند. آزمایش ماژول در سال 2017 آغاز شد و در حال حاضر در سال 2019، اولین پیاده سازی تجهیزات مبتنی بر آنها انجام شد. اپراتور آفریقایی سافاریکام اکنون از نظر تجاری چنین سیستمی را راه اندازی می کند.

توان عملیاتی عظیم NetEngine 8000، که ممکن است در سال 2020 اضافی به نظر برسد، قطعاً در آینده ای نه چندان دور مورد نیاز خواهد بود. علاوه بر این، روتر برای استفاده به عنوان یک نقطه تبادل بزرگ مناسب است که مطمئناً هم برای اپراتورهای سطح دوم و هم برای شرکت های بزرگ در مرحله رشد سریع و سازندگان راه حل های دولت الکترونیک مفید است.

هوآوی همچنین گسترش تعدادی از فناوری‌های جدید از جمله پروتکل مسیریابی SRv6 را ترویج می‌کند که به طور قابل توجهی تحویل ترافیک VPN اپراتور را ساده می‌کند. فناوری FlexE (Ethernet انعطاف‌پذیر) توان عملیاتی تضمین شده را در لایه دوم مدل OSI ارائه می‌کند و iFIT (In-situ Flow Information Telemetry) به شما امکان می‌دهد تا پارامترها را برای برآورده کردن شرایط SLA به دقت دنبال کنید.

از دیدگاه یک ارائه دهنده، SRv6 را می توان از سطح کانتینر در یک مرکز داده ساخته شده بر روی NFV (مجازی سازی توابع شبکه) برای مثال، برای یک محیط پهن باند بی سیم اعمال کرد. مشتریان شرکتی در هنگام ساختن شبکه های ستون فقرات (بنبش) به استفاده سرتاسری از پروتکل جدید نیاز دارند. ما تأکید می کنیم که این فناوری اختصاصی نیست و توسط فروشندگان مختلف استفاده می شود که خطر ناسازگاری را از بین می برد.

جدول زمانی تجاری سازی فناوری SRv6 برای پشتیبانی از راه حل های 5G به این صورت است. مورد عملی: شرکت عربی زین گروپ، در فرآیند انتقال به 5G، شبکه خود را با افزایش پهنای باند کانال های ستون فقرات مدرن کرد و همچنین مدیریت زیرساخت را از طریق معرفی SRv6 بهبود بخشید.

نحوه به کارگیری این فناوری ها

سه محصول متفاوت قبلاً به عنوان "چتر فناوری" که راه حل های فوق را پوشش می دهد استفاده شده است. U2000 به عنوان NMS برای دامنه انتقال و دامنه IP استفاده شد. علاوه بر این، سیستم‌های uTraffic و کنترلر چابک بسیار معروف‌تر در سیستم‌های SDN دخیل بودند. با این حال، این ترکیب برای روترهای کلاس حامل چندان مناسب نیست، بنابراین اکنون این محصولات به یک ابزار ترکیب می شوند. CloudSoP.

اول از همه، به شما امکان می دهد تا چرخه عمر زیرساخت را به طور کامل مدیریت کنید، با ساخت شبکه - نوری یا IP. همچنین مسئول مدیریت منابع، استاندارد (MPLS) و جدید (SRv6) است. در نهایت، CloudSoP این امکان را فراهم می کند که به طور کامل به تمام خدمات با سطح بالایی از جزئیات ارائه شود.

بیایید نگاهی دقیق تر به رویکرد کلاسیک به مدیریت بیندازیم. در این مورد، می توان آن را با استفاده از L3VPN یا SR-TE انجام داد، که گزینه های اضافی برای ایجاد تونل می دهد. به منظور تخصیص منابع برای وظایف مختلف خدمات، بیش از صد پارامتر و مسیریابی بخش استفاده می شود.

استقرار چنین سرویسی چگونه است؟ ابتدا باید خط مشی اولیه را برای یک سطح خاص (صفحه) تنظیم کنید. در نمودار بالا فناوری SRv6 انتخاب شده است که به کمک آن تحویل ترافیک از نقطه A به نقطه E پیکربندی می شود.سیستم مسیرهای ممکن را با در نظر گرفتن پهنای باند و تاخیرها محاسبه می کند و همچنین پارامترهایی را برای کنترل بعدی ایجاد می کند.

ما پیکربندی را تکمیل کرده ایم - ما شروع به ایجاد و راه اندازی خدمات VPN اضافی می کنیم. مزیت اصلی راه حل هواوی این است که بر خلاف مهندسی ترافیک MPLS استاندارد، به شما امکان می دهد مسیرهای تونل را بدون هیچ گونه افزودنی اضافی همگام سازی کنید.

نمودار بالا روند کلی استخراج اطلاعات را نشان می دهد. اغلب از SNMP برای آن استفاده می شود که زمان زیادی را صرف می کند و نتیجه متوسط ​​​​می دهد. با این حال، تله متری، که قبلا در مراکز داده و راه حل های دانشگاه استفاده می کردیم، به دنیای شبکه های ستون فقرات حامل آمده است. بار را اضافه می کند، اما به شما امکان می دهد بفهمید چه چیزی در شبکه اتفاق می افتد نه در لحظه، بلکه در سطح دوم.

البته، مقدار ترافیک دریافتی باید به نحوی "هضم" شود. برای این کار، از فناوری یادگیری ماشین اضافی استفاده می شود. بر اساس الگوهای از پیش بارگذاری شده رایج ترین خطاهای شبکه، سیستم کنترل قادر به پیش بینی احتمال وقوع مازاد است. به عنوان مثال، خرابی ماژول SFP (Small Form-factor Pluggable) یا یک انفجار ناگهانی ترافیک در شبکه.

و این است که چگونه یک سیستم کنترل مقیاس پذیر افقی (مقیاس کردن) مبتنی بر سرورهای ARM TaiShan و پایگاه داده GaussDB به نظر می رسد. گره های مجزای سیستم تحلیلی دارای مفهوم "نقش" هستند که امکان گسترش گرانول خدمات تشخیصی را با افزایش ترافیک یا افزایش تعداد گره های شبکه فراهم می کند.

به عبارت دیگر، هر چیزی که در دنیای ذخیره سازی خوب بود، به تدریج وارد حوزه مدیریت شبکه می شود.

نمونه بارز اجرای فناوری های جدید ما، بانک صنعتی و تجاری چین (ICBC) است. این یک شبکه اصلی از روترهای با کارایی بالا را مستقر می کند که نقش های خاصی به آنها اختصاص داده شده است. طبق NDA، ما فقط می توانیم یک ایده کلی از ساختار شبکه در نمودار ارائه دهیم. این شامل سه مرکز داده بزرگ است که توسط تونل های سرتاسر متصل شده اند و 35 سایت اضافی (مراکز داده سطح دوم). هر دو اتصالات استاندارد و SR-TE استفاده می شود.

معماری IP WAN هوشمند سه لایه

راه حل های هواوی مبتنی بر معماری سه لایه است که در پایین آن تجهیزاتی با عملکرد متفاوت وجود دارد. در سطح دوم، یک محیط مدیریت تجهیزات و خدمات اضافی وجود دارد که عملکرد تجزیه و تحلیل و کنترل شبکه را گسترش می دهد. لایه بالایی، به طور نسبی، اعمال می شود. رایج ترین سناریوهای کاربردی شامل سازماندهی شبکه اپراتورهای مخابراتی، موسسات مالی، شرکت های انرژی و سازمان های دولتی است.

در اینجا یک ویدیو کوتاه است که در مورد قابلیت های NetEngine 8000 و راه حل های فنی استفاده شده در آن صحبت می کند:

البته تجهیزات باید برای رشد ترافیک و توسعه زیرساخت ها با در نظر گرفتن توان مناسب و سرمایش مناسب طراحی شوند. هنگامی که مدل پرچمدار روتر مجهز به 20 واحد PSU هر کدام 3 کیلووات است، استفاده از نانولوله های کربنی در سیستم حذف حرارت دیگر اضافی به نظر نمی رسد.

این همه برای چیست؟ به نظر می رسد علمی تخیلی است، اما در حال حاضر 14,4 Tbps در هر اسلات برای ما کاملاً قابل دستیابی است. و این پهنای باند گیج کننده مورد تقاضا است. به طور خاص، همه همان شرکت های مالی و انرژی، که امروزه بسیاری از آنها دارای شبکه های هسته ای هستند که با استفاده از فناوری DWDM (تقسیم طول موج متراکم) ایجاد شده اند. در پایان، تعداد برنامه هایی که به سرعت های بالاتری نیاز دارند نیز در حال افزایش است.

یکی از سناریوهای شبکه یادگیری ماشین ما بین دو خوشه Atlas 900 نیز به توان عملیاتی کلاس ترابیت نیاز دارد. و از این دست وظایف زیاد است. اینها به ویژه شامل محاسبات هسته ای، محاسبات هواشناسی و غیره می شود.

اساس سخت افزار و الزامات آن

نمودارها ماژول های روتر LPUI در حال حاضر موجود با کارت های یکپارچه و مشخصات آنها را نشان می دهد.

و اینگونه است که نقشه راه با گزینه های جدید ماژول که طی دو سال آینده در دسترس خواهند بود، به نظر می رسد. هنگام توسعه راه حل های مبتنی بر آنها، مهم است که مصرف انرژی را در نظر بگیرید. اکنون مراکز داده استاندارد با نرخ 7 تا 10 کیلو وات در هر رک ساخته می شوند، در حالی که استفاده از روترهای کلاس ترابیت به معنای مصرف انرژی چندین برابر بیشتر است (تا 30 تا 40 کیلو وات در اوج). این مستلزم نیاز به طراحی یک سایت تخصصی یا ایجاد یک منطقه پر بار جداگانه در مرکز داده موجود است.

نگاه کلی به شاسی نشان می دهد که کارخانه ها در پشت سینی فن میانی پنهان شده اند. امکان جایگزینی "گرم" آنها وجود دارد که به لطف افزونگی طبق طرح 2N یا N + 1 اجرا می شود. در واقع، ما در مورد یک معماری متعامد استاندارد با قابلیت اطمینان بالا صحبت می کنیم.

نه تنها پرچمداران

مهم نیست که مدل های پرچمدار چقدر چشمگیر هستند، اکثر نصب ها برای راه حل های جعبه ای از سری M و F هستند.

روترهای خدماتی که در حال حاضر بیشترین تقاضا را دارند، مدل های M8 و M14 هستند. آنها به هر دو سرعت پایین مانند E1 و رابط های پرسرعت (100 گیگابیت در ثانیه در حال حاضر و 400 گیگابیت در ثانیه در آینده نزدیک) اجازه می دهند در یک پلت فرم کار کنند.

عملکرد M14 برای برآوردن تمام نیازهای مشتریان عادی سازمانی کافی است. با آن می توانید راه حل های استاندارد L3VPN برای برقراری ارتباط با ارائه دهندگان بسازید، همچنین به عنوان یک ابزار اضافی، به عنوان مثال، برای جمع آوری تله متری یا استفاده از SRv6، خوب است.

تعداد زیادی نقشه برای مدل موجود است. هیچ کارخانه جداگانه ای وجود ندارد و از ناظران برای برقراری ارتباط استفاده می شود. بنابراین، توزیع عملکرد توسط پورت های نشان داده شده در نمودار به دست می آید.

در آینده می توان سوپروایزر را با یک سوپروایزر جدید جایگزین کرد که عملکرد جدیدی را در همان پورت ها ارائه می دهد.

مدل M8 کمی کوچکتر از M14 است، همچنین از نظر عملکرد نسبت به مدل قدیمی پایین تر است، اما سناریوهای استفاده از آنها بسیار مشابه است.

مجموعه ای از کارت های فیزیکی سازگار با M8 به عنوان مثال امکان برقراری ارتباط با دستگاه های P از طریق یک رابط 100 گیگابیت بر ثانیه، با استفاده از فناوری FlexE و رمزگذاری همه آن را می دهد.

به طور کلی، از دستگاه M6 است که می توانید با محیط اپراتور شروع به کار کنید. این کوچک است و برای ارائه دهندگان مناسب نیست، اما به راحتی به عنوان یک نقطه تجمع ترافیک برای اتصال مراکز داده منطقه ای، به عنوان مثال، در یک بانک قابل استفاده است. علاوه بر این، مجموعه نرم افزار در اینجا مانند مدل های قدیمی است.

کارت های کمتری برای M6 موجود است و حداکثر عملکرد آن 50 گیگابیت بر ثانیه است که با این حال، به طور قابل توجهی بالاتر از راه حل های استاندارد 40 گیگابیت بر ثانیه در صنعت است.

جوانترین مدل، M1A، شایسته ذکر ویژه است. این یک راه حل کوچک است که می تواند در جایی که محدوده دمای عملیاتی طولانی (-40 ... + 65 ° C) انتظار می رود مفید باشد.

چند کلمه در مورد سری F. مدل NetEngine 8000 F1A به یکی از محبوب ترین محصولات هواوی در سال 2019 تبدیل شده است، از جمله این که به درگاه هایی با توان خروجی از 1 تا 100 گیگابیت بر ثانیه (بالا) مجهز شده است. در مجموع به 1,2 ترابایت بر ثانیه).

درباره SRv6 بیشتر بدانید

چرا دقیقاً اکنون لازم بود که پشتیبانی از فناوری SRv6 را در محصولات خود قرار دهیم؟

در حال حاضر، تعداد پروتکل‌های مورد نیاز برای ایجاد تونل‌های VPN می‌تواند 10+ باشد که باعث مشکلات جدی مدیریتی می‌شود و نیاز به ساده‌سازی اساسی فرآیند را نشان می‌دهد.

پاسخ صنعت به این چالش ایجاد فناوری SRv6 بود که هواوی و سیسکو در آن دست داشتند.

یکی از محدودیت‌هایی که باید حذف می‌شد، نیاز به استفاده از اصل رفتار پرهاپ (PHB) برای مسیریابی بسته‌های استاندارد بود. ایجاد تعامل "بین حامل" از طریق Inter-AS MP-BGP با خدمات اضافی (VPNv4) بسیار دشوار است، بنابراین چنین راه حل هایی بسیار کم است. SRv6 به شما امکان می دهد ابتدا مسیر بسته را در کل بخش بدون تجویز تونل های خاص تعیین کنید. و برنامه نویسی خود فرآیندها ساده شده است، که تا حد زیادی استقرار بزرگ را تسهیل می کند.

نمودار یک مورد برای پیاده سازی SRv6 را نشان می دهد. این دو شبکه جهانی توسط چندین پروتکل مختلف به هم متصل شدند. برای دریافت سرویس از هر سرور مجازی یا سخت افزاری، تعداد زیادی سوئیچ (handover) بین VXLAN، VLAN، L3VPN و ... لازم بود.

پس از معرفی SRv6، اپراتور یک تونل سرتاسری نه حتی به یک سرور سخت افزاری، بلکه به یک کانتینر داکر داشت.

درباره فناوری FlexE بیشتر بدانید

سطح دوم مدل OSI بد است زیرا خدمات لازم و سطح SLA مورد نیاز ارائه دهندگان را ارائه نمی دهد. آنها به نوبه خود مایلند برخی از آنالوگ های TDM (Time-Division Multiplexing) را دریافت کنند، اما در اترنت. برای حل این مشکل از روش های زیادی استفاده شده است که نتایج بسیار محدودی به همراه داشته است.

Flex Ethernet دقیقاً برای تضمین کیفیت سطوح SDH (سلسله مراتب دیجیتال همزمان) و TDM در شبکه های IP عمل می کند. این امر با کار با هواپیمای فورواردینگ امکان پذیر شد، زمانی که محیط L2 را به این شکل اصلاح می کنیم تا حداکثر بهره وری شود.

هر پورت فیزیکی استاندارد چگونه کار می کند؟ تعداد مشخصی صف و یک حلقه tx وجود دارد. بسته ای که وارد بافر شده است در انتظار پردازش است، که همیشه راحت نیست، به خصوص در حضور جریان های فیل و موش.

درج های اضافی و لایه دیگری از انتزاع به اطمینان از توان عملیاتی تضمین شده در سطح محیط فیزیکی کمک می کند.

یک لایه MAC اضافی در لایه انتقال اطلاعات اختصاص داده شده است که به شما امکان می دهد صف های فیزیکی سختی ایجاد کنید که می توان SLA های خاصی را به آنها اختصاص داد.

این چیزی است که در سطح اجرا به نظر می رسد. لایه اضافی در واقع چارچوب بندی TDM را پیاده سازی می کند. به لطف این متا درج، امکان توزیع صف ها به صورت دانه بندی و تشکیل سرویس های TDM از طریق اترنت وجود دارد.

یکی از موارد استفاده برای FlexE شامل پایبندی بسیار دقیق به SLA ها با زمان بندی بازه های زمانی برای یکسان سازی پهنای باند یا تامین منابع برای خدمات حیاتی است.

سناریوی دیگری به شما امکان می دهد با نقص کار کنید. به جای هش کردن ساده انتقال اطلاعات، ما کانال های مجزایی را تقریباً در سطح فیزیکی تشکیل می دهیم، برخلاف کانال های مجازی ایجاد شده توسط QoS (کیفیت خدمات).

درباره iFIT بیشتر بدانید

مانند FlexE، iFIT یک فناوری دارای مجوز از هواوی است. این به شما امکان می دهد SLA را در سطح بسیار دانه ای بررسی کنید. برخلاف مکانیسم‌های استاندارد IP SLA و NQA، iFIT نه با ترافیک مصنوعی، بلکه با ترافیک زنده کار می‌کند.

iFIT در تمام دستگاه هایی که از تله متری پشتیبانی می کنند در دسترس است. برای این کار از یک فیلد اضافی استفاده می شود که توسط Option Data استاندارد اشغال نشده است. اطلاعاتی در آنجا ثبت می شود که به شما امکان می دهد بفهمید در کانال چه اتفاقی می افتد.

***

با جمع بندی موارد فوق، تأکید می کنیم که عملکرد NetEngine 8000 و فناوری های تعبیه شده در فناوری های "هشت هزار" این دستگاه ها را به انتخابی منطقی و موجه برای ایجاد و توسعه شبکه های کلاس حامل، شبکه های ستون فقرات شرکت های انرژی و مالی تبدیل می کند. ، و همچنین سیستم های سطح "دولت الکترونیک".

منبع: www.habr.com