Huawei DCN : cinq scénarios de construction de réseaux de centres de données

Aujourd'hui, notre attention se porte non seulement sur la gamme de produits Huawei pour la création de réseaux de centres de données, mais aussi sur la manière de construire des solutions complexes avancées sur cette base. Nous commencerons par des scénarios, passerons aux fonctions spécifiques, aux équipements pris en charge, et terminerons par un aperçu des dispositifs particuliers qui peuvent servir de base aux centres de données modernes avec un niveau d'automatisation des processus réseau très élevé.

Quelles que soient les caractéristiques impressionnantes de l'équipement réseau, les capacités des solutions architecturales applicables basées sur celui-ci dépendent de l'efficacité de l'intégration mutuelle des technologies matérielles, logicielles, virtuelles et autres qui lui sont associées. S'efforçant de rester à la pointe, nous nous engageons à proposer rapidement à nos clients des possibilités modernes et prometteuses qui dépassent souvent les idées les plus audacieuses d'autres fournisseurs.

Les solutions basées sur Cloud Fabric comprennent le réseau du centre de données, un contrôleur SDN, ainsi que d'autres composants nécessaires pour un projet spécifique, y compris ceux d'autres fabricants.

Le premier et le plus simple scénario consiste à utiliser un nombre minimal de composants : le réseau est construit sur une base matérielle Huawei et des outils tiers pour automatiser les processus de gestion du réseau et sa surveillance. Par exemple, des solutions comme Ansible ou Microsoft Azure.

Le deuxième scénario suppose que le client utilise déjà un système de virtualisation et un SDN pour les centres de données, disons NSX, et souhaite utiliser le matériel Huawei en tant que point de terminaison de tunnel virtuel (VTEP) dans le cadre de la solution VMware existante. Sur le site de cette entreprise, figure une liste de l'équipement Huawei qui a été testé et peut être utilisé comme VTEP. En effet, il n'est un secret pour personne que, peu importe la réussite des solutions logicielles VXLAN (Virtual Extensible LAN) sur les commutateurs virtuels, les mises en œuvre matérielles sont plus efficaces du point de vue des performances.

Le troisième scénario consiste en la construction de systèmes de classe hébergement & computing, ayant un contrôleur dans leur composition, mais dépourvus de toute plateforme supérieure avec laquelle il serait nécessaire de s'intégrer. L'une des options pour la mise en œuvre de ce scénario implique la présence d'un contrôleur SDN distinct, l'Agile Controller-DCN. Cette architecture peut être utilisée par les administrateurs systèmes pour effectuer leurs opérations quotidiennes de gestion réseau. Une version plus développée du troisième scénario repose sur l'interaction entre l'Agile Controller-DCN et VMware vCenter, réunis par un certain processus métier, mais encore une fois sans système d'administration supérieur.

Le quatrième scénario est particulièrement remarquable : l'intégration avec une plateforme supérieure basée sur OpenStack ou notre produit de virtualisation FusionSphere. Nous recevons de nombreuses demandes pour de telles solutions architecturales, dont la plus populaire est OpenStack (CentOS, Red Hat, etc.). Tout dépend de la plateforme d'orchestration et de gestion des ressources informatiques utilisée dans le centre de données.

Le cinquième scénario est complètement nouveau. En plus des commutateurs matériels largement connus, il comprend le commutateur virtuel distribué CloudEngine 1800V (CE1800V), qui ne peut être exploité qu'avec KVM (Kernel-based Virtual Machine). Cette architecture implique la combinaison de l'Agile Controller-DCN avec la plateforme de conteneurisation Kubernetes via le plugin CNI. Ainsi, Huawei avance avec le monde. de la virtualisation des hôtes vers la virtualisation des systèmes d'exploitation..

En savoir plus sur la conteneurisation.

Nous avons déjà mentionné le commutateur virtuel CE1800V, déployé avec l'Agile Controller-DCN. En combinaison avec les commutateurs matériels de Huawei, ils forment une sorte de "superposition hybride". Très prochainement, les scénarios de conteneurisation de Huawei recevront le support des fonctionnalités NAT et de répartition de charge.

Une limitation de l'architecture est l'impossibilité d'utiliser le CE1800V séparément de l'Agile Controller-DCN. Il convient également de noter qu'un PoD de la plateforme Kubernetes peut contenir pas plus de 4 millions de conteneurs.

La connexion au réseau VXLAN du Data Center se fait via le VLAN (Virtual Local Area Network), cependant, il existe une option où le CE1800V agit comme VTEP avec le processus BGP (Border Gateway Protocol). Cela permet d'échanger des routes BGP avec le réseau backbone sans avoir à recourir à des commutateurs matériels séparés.

Réseaux orientés intention : des réseaux qui analysent les intentions

Le concept de réseau orienté intention (IDN) de Huawei présentée est apparu dès 2018. Depuis lors, l'entreprise n'a cessé de travailler sur des réseaux permettant, grâce à la technologie des clouds, de grandes données et de l'intelligence artificielle, d'analyser les objectifs et intentions des utilisateurs.

En substance, nous parlons du passage de l'automatisation à l'autonomie. L'intention exprimée par l'utilisateur se transforme en recommandations de produits réseau sur la manière de réaliser cette intention. Au cœur de cette fonctionnalité se trouvent les capacités de l'Agile Controller-DCN, qui seront ajoutées au produit pour réaliser l'idéologie de l'IDN.

À l'avenir, avec l'implémentation de l'IDN, il sera possible de déployer des services réseau en un seul clic, ce qui implique un degré d'automatisation extrêmement élevé. L'architecture modulaire des fonctions réseau et la possibilité de combiner ces fonctions permettront à l'administrateur de simplement indiquer quels services doivent être rendus disponibles dans tel ou tel segment de réseau.

Pour atteindre un tel niveau de gestion, le processus ZTP (Zero Touch Provisioning) est essentiel. Huawei a réalisé des avancées significatives à cet égard, ce qui lui permet d'offrir le déploiement complet du réseau 'prêt à l'emploi'.

Le processus d'installation et de déploiement doit nécessairement inclure une procédure de vérification de connectivité entre les ressources (network connectivity) et une évaluation des changements de performance du réseau en fonction de ses modes de fonctionnement. Cette étape implique de réaliser une simulation avant le début de l'exploitation réelle.

La prochaine étape consiste à configurer les services selon les besoins du client (service provisioning) et à les vérifier, effectuées par les outils intégrés de Huawei. Il ne reste plus qu'à contrôler le résultat.

Il est désormais possible de suivre tout le parcours décrit grâce à un mécanisme unique et global basé sur la plateforme iMaster NCE, contenant l'Agile Controller-DCN et le système de gestion des éléments de réseau (EMS) eSight.

Actuellement, Agile Controller-DCN peut vérifier la disponibilité des ressources et des connexions, ainsi que réagir proactivement (après approbation de l'administrateur) à l'apparition de problèmes dans le réseau. L'ajout des services nécessaires se fait actuellement manuellement, mais à l'avenir, Huawei prévoit d'automatiser cette opération et d'autres, telles que le déploiement de serveurs, la configuration de réseaux pour le stockage en réseau, etc.

Chaînes de services et micro-segmentation

Agile Controller-DCN est capable de traiter les en-têtes de services (Net Service Headers, ou NSH) contenus dans les paquets VXLAN. Cela est utile pour créer des chaînes de services. Par exemple, si vous souhaitez envoyer des paquets d'un certain type par un chemin différent de celui proposé par le protocole de routage standard. Avant de quitter le réseau, ils doivent passer par un appareil (un pare-feu, par exemple). Pour cela, il suffit de configurer une chaîne de services contenant les règles nécessaires. Grâce à ce mécanisme, il est possible, par exemple, de configurer des politiques de sécurité, mais d'autres domaines d'application sont également possibles.

Le schéma présente clairement le fonctionnement des chaînes de services compatibles avec le RFC, basées sur NSH, ainsi qu'une liste des commutateurs matériels qui les prennent en charge.

Les capacités des solutions Huawei en matière de création de chaînes de services sont complétées par des outils de micro-segmentation, une méthode de sécurité réseau qui implique l'isolation des segments de sécurité jusqu'à des éléments individuels de la charge de travail. Éviter le « goulot d'étranglement » des listes de contrôle d'accès (Access Control List ou ACL) est facilité par l'absence de nécessité de configurer manuellement un grand nombre d'ACL.

Exploitation intelligente

En ce qui concerne l'exploitation du réseau, il convient de mentionner un autre élément de la marque umbrella iMaster NCE : l'analyseur de réseau intelligent FabricInsight. Il offre de vastes possibilités de collecte de télémétrie et d'informations sur les flux de données dans le réseau. La télémétrie est collectée via gRPC et agrège des données sur les paquets passés, mis en mémoire tampon et perdus. Un second grand ensemble d'informations est agrégé par le biais d'ERSPAN (Encapsulated Remote Switch Port Analyzer) et fournit une vue d'ensemble des flux de données dans le centre de données. Il s'agit essentiellement de la collecte des en-têtes TCP et des volumes d'informations transmises au cours de chaque session TCP. Cela peut être réalisé en utilisant divers appareils Huawei — une liste est présentée sur le schéma.

SNMP et NetStream ne sont pas oubliés, donc Huawei utilise à la fois des mécanismes anciens et nouveaux pour passer d'un réseau considéré comme une « boîte noire » à un réseau dont nous savons littéralement tout.

AI Fabric : des réseaux intelligents sans perte

Les fonctionnalités d'AI Fabric, prises en charge par notre équipement, sont conçues pour transformer Ethernet en un réseau haute performance, avec de faibles latences et sans perte de paquets. Cela est essentiel pour la mise en œuvre de scénarios clés de déploiement d'applications dans le réseau du centre de données.

Dans le schéma ci-dessus, nous voyons les problèmes que vous risquez de rencontrer lors de l'exploitation du réseau :

• perte de paquets ;
• saturation des tampons ;
• problème d'optimisation de la charge du réseau lors de l'utilisation de liaisons parallèles.

Des mécanismes sont intégrés dans l'équipement Huawei pour résoudre tous ces problèmes. Par exemple, au niveau de la puce, une technologie de files d'attente d'entrée virtuelles a été implémentée, qui empêche en même temps le blocage à l'entrée (HOL blocking).

Au niveau des protocoles, il existe le mécanisme Dynamic ECN — ajustement dynamique de la taille du tampon, ainsi que Fast CNP — envoi rapide au source de paquets de messages sur les problèmes du réseau.

Égaliser les flux Eléphant et Souris la prise en charge de la technologie Dynamic Packet Prioritization (DPP) aide, qui consiste à placer de courts fragments de données provenant de différents flux dans une file d'attente haute priorité distincte. De cette façon, les courts paquets « survivent » mieux dans un environnement de flux longs et lourds.

Précisons que pour que les mécanismes susmentionnés fonctionnent efficacement, ils doivent être naturellement pris en charge par l'équipement.

Toutes ces fonctionnalités sont appliquées dans l'un des trois scénarios d'utilisation du matériel Huawei :

• dans la construction de systèmes d'intelligence artificielle basés sur des applications distribuées ;
• dans la création de systèmes de stockage de données distribués ;
• dans la création de systèmes pour le calcul haute performance (HPC).

Les idées incarnées dans le matériel

Après avoir discuté des scénarios d'utilisation typiques des solutions Huawei et énuméré leurs principales fonctionnalités, passons directement au matériel.

Le CloudEngine 16800 est une plateforme qui permet le fonctionnement via des interfaces de 400 Gbit/s. Son trait distinctif est la présence, en plus du CPU, de sa propre puce de routage et d'un processeur d'intelligence artificielle, nécessaire pour réaliser les capacités d'AI Fabric.

La plateforme est construite selon une architecture orthogonale classique avec un système de ventilation de front à dos et est livrée avec l'un des trois types de châssis — pour 4 (10U), 8 (16U) ou 16 (32U) slots.

Dans le CloudEngine 16800, plusieurs types de cartes linéaires peuvent être utilisés. Parmi elles, des cartes traditionnelles de 10 gigabits ainsi que des modèles de 40 et 100 gigabits, y compris de toutes nouvelles. Des cartes avec des interfaces de 25 et 400 Gbit/s sont prévues pour sortie.

En ce qui concerne les commutateurs de type ToR (Top of Rack), leurs modèles actuels sont désignés sur la chronologie ci-dessus. Le plus grand intérêt réside dans les nouveaux modèles de 25 gigabits, les commutateurs de 100 gigabits avec des uplinks de 400 gigabits, ainsi que les commutateurs de 100 gigabits à haute densité avec 96 ports.

Le commutateur principal de Huawei avec une configuration fixe pour le moment est le CloudEngine 8850. Il devrait être remplacé par le modèle 8851 avec 32 interfaces de 100 Gbit/s et huit interfaces de 400 Gbit/s, ainsi que la possibilité de les diviser en 50, 100 ou 200 Gbit/s.

Un autre commutateur à configuration fixe, le CloudEngine 6865, reste pour l'instant dans la gamme des produits actuels de Huawei. C'est un "cheval de travail" bien établi avec un accès de 10 / 25 Gbit/s et huit uplinks de 100 gigabits. Ajoutons qu'il supporte également AI Fabric.

Le schéma présente les spécifications de tous les nouveaux modèles de commutateurs dont nous attendons l'arrivée dans les mois, voire les semaines, à venir. Certains retards dans leur sortie sont dus à la situation liée au coronavirus. De plus, des questions de pression sanctionniste sur la société Huawei demeurent néanmoins d'actualité, mais tous ces événements peuvent uniquement affecter les délais de première.

Obtenez facilement plus d'informations sur les solutions Huawei et leurs applications en vous inscrivant à nos webinaires ou en contactant directement les représentants de l'entreprise.

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Nous rappelons que nos experts organisent régulièrement des webinaires sur les produits Huawei et les technologies qui les accompagnent. La liste des webinaires pour les semaines à venir est disponible sur le lien.

Source : habr.com