NetEngine の高性能ルーター シリーズの新機能

新しい Huawei NetEngine 8000 キャリアクラス ルーターの詳細を明らかにするときが来ました。ハードウェア ベースと、その基盤に基づいて 400 Gbps のスループットでエンドツーエンドのエンドツーエンド接続を構築し、監視できるソフトウェア ソリューションについてです。 XNUMX 秒未満のレベルでのネットワーク サービスの品質。

ネットワーク ソリューションに必要なテクノロジーを決定するもの

最新のネットワーク機器の要件は、現在、次の XNUMX つの主要な傾向によって決定されています。

• 5Gモバイルブロードバンドの普及。
• プライベートとパブリックの両方のデータセンターにおけるクラウド負荷の増加。
• IoTの世界の拡大。
• 人工知能に対する需要が高まっています。

パンデミック中には、別の一般的な傾向が現れました。仮想的な存在を優先して、物理的な存在を可能な限り削減するシナリオがより魅力的になってきています。 これには、仮想現実サービスや拡張現実サービス、Wi-Fi 6 ネットワークに基づくソリューションなどが含まれ、これらすべてのアプリケーションには高いチャネル品質が必要です。 NetEngine 8000 はそれを提供するように設計されています。

NetEngine 8000 ファミリ

NetEngine 8000 ファミリに含まれるデバイスは、400 つの主要なシリーズに分かれています。 X のマークが付いているこれらは、通信事業者や高負荷のデータセンター向けの高性能フラッグシップ モデルです。 M シリーズは、地下鉄のさまざまなシーンに対応できるように設計されています。 また、インデックス F を持つデバイスは、主に一般的な DCI (データ センター インターコネクト) シナリオの実装を目的としています。 「XNUMX 個」のほとんどは、スループット XNUMX Gbit/s のエンドツーエンド トンネルの一部となり、保証されたサービス レベル (サービス レベル アグリーメント - SLA) をサポートします。

事実: 現在、400GE クラスのネットワークを構成するためのあらゆる機器を製造しているのは Huawei だけです。 上の図は、大企業顧客または大規模通信事業者向けのネットワークを構築するシナリオを示しています。 後者は、高性能 NetEngine 9000 コア ルーターと、8000、2、または 100 Gbps の多数の接続を集約できる新しい NetEngine 200 F400A ルーターを使用します。

メトロファクトリーはMシリーズデバイスをベースに実装されており、このソリューションにより、プラットフォームを変更することなく、今後XNUMX年間に予想されるXNUMX倍の交通量に対応することが可能になります。

ファーウェイはスループット400Gbpsの光モジュールを独自に生産している。 これらをベースに構築されたソリューションは、10 ギガビット チャネルを使用する同様の容量のソリューションよりも 15 ～ 100% 安価です。 モジュールのテストは 2017 年に始まり、すでに 2019 年にそれらに基づく機器の最初の実装が行われました。 アフリカの通信事業者サファリコムは現在、このようなシステムを商用運用している。

NetEngine 8000 の膨大な帯域幅は、2020 年には過剰に見えるかもしれませんが、そう遠くない将来には間違いなく必要になります。 さらに、このルータは大規模な交換ポイントとしての使用に適しており、急速な成長段階にある二次通信事業者と大規模企業組織、および電子政府ソリューションの作成者の両方にとって確実に役立ちます。

ファーウェイはまた、通信事業者の VPN トラフィックの配信を大幅に簡素化する SRv6 ルーティング プロトコルなど、多くの新技術の普及も推進しています。 FlexE (フレキシブル イーサネット) テクノロジーは、OSI モデルの第 XNUMX 層で保証されたスループットを提供し、iFIT (In-situ Flow Information Telemetry) により、SLA パフォーマンス パラメーターを正確に監視できます。

プロバイダーの観点から見ると、SRv6 は、NFV (ネットワーク機能仮想化) 上に構築されたデータ センターのコンテナ レベルから、たとえばワイヤレス ブロードバンド環境まで使用できます。 法人顧客はバックボーン（基幹）ネットワークを構築する際に、エンドツーエンドで新プロトコルを利用する必要がある。 このテクノロジーは独自のものではなく、さまざまなベンダーによって使用されているため、非互換性のリスクが排除されていることを強調します。

これは、6G ソリューションをサポートする SRv5 テクノロジーの商用化のタイムラインです。 実際のケース: アラブ企業 Zain Group は、5G への移行の過程で、ネットワークを最新化し、バックボーン チャネルの容量を増やし、SRv6 の導入によりインフラストラクチャの管理性も向上させました。

これらのテクノロジーをどのように応用するか

以前は、上記のソリューションをカバーする「技術の傘」として 2000 つの異なる製品が使用されていました。 UXNUMXは伝送ドメインとIPドメインのNMSとして使用されました。 さらに、uTraffic システムと、よりよく知られているアジャイル コントローラーが SDN システムで使用されました。 ただし、この組み合わせはキャリアクラスのルーターに適用するとあまり便利ではないことが判明したため、現在、これらの製品はツールとして統合されています。 クラウドSoP.

まず、光ネットワークまたは IP ネットワークの構築から始めて、インフラストラクチャのライフサイクルを完全に管理できます。 また、標準 (MPLS) と新しい (SRv6) の両方のリソースの管理も担当します。 最後に、CloudSoP により、すべてのサービスを高レベルの粒度で完全に提供できるようになります。

管理への古典的なアプローチを詳しく見てみましょう。 この場合、L3VPN または SR-TE を使用して実行でき、トンネルを作成する追加の機会が提供されます。 さまざまなサービス タスクにリソースを分散するために、XNUMX を超えるパラメータとセグメント ルーティングが使用されます。

このようなサービスの展開はどのようなものになるでしょうか? まず、特定のレベル (プレーン) にプライマリ ポリシーを設定する必要があります。 上の図では、SRv6 テクノロジーが選択されており、ポイント A からポイント E へのトラフィックの配信が設定されており、システムはスループットと遅延を考慮して可能なパスを計算し、その後の制御用のパラメーターも作成します。

セットアップが完了したら、追加の VPN サービスを作成して起動する準備が整います。 ファーウェイのソリューションの主な利点は、標準の MPLS トラフィック エンジニアリングとは異なり、追加のアドオンなしでトンネル パスを同期できることです。

上の図は、情報を取得する一般的なプロセスを示しています。 これには SNMP がよく使用されますが、時間がかかりますが、平均的な結果が得られます。 ただし、以前はデータセンターやキャンパス ソリューションで使用されていたテレメトリが、通信事業者のバックボーン ネットワークの世界にも登場しました。 負荷はかかりますが、ネットワーク上で何が起こっているかを分単位ではなく、XNUMX 秒未満のレベルで理解できるようになります。

もちろん、結果として生じるトラフィック量は、何らかの方法で「消化」する必要があります。 このために、追加の機械学習テクノロジーが使用されます。 監視システムは、最も一般的なネットワーク障害の事前にロードされたパターンに基づいて、超過が発生する可能性を予測できます。 たとえば、SFP (Small Form-factor Pluggable) モジュールの故障やネットワーク トラフィックの突然の急増などです。

これは、TaiShan ARM サーバーと GaussDB データベースに基づいた水平スケーラブル (スケールアウト) 制御システムの様子です。 分析システムの個々のノードには「役割」の概念があり、トラフィックの増加やネットワーク ノードの数の増加に応じて、診断サービスをきめ細かく拡張できます。

言い換えれば、ストレージ システムの世界で良かったすべてが、徐々にネットワーク管理の分野にも導入されつつあります。

当社の新テクノロジーの顕著な導入例は、中国工商銀行 (ICBC) です。 特定の役割が割り当てられた高性能ルーターのコア ネットワークを展開します。 NDAによると、私たちは図のネットワーク構造の一般的なアイデアのみを与える権利を持っています。 これには、エンドツーエンド トンネルで接続された 35 つの大規模なデータ センターと、XNUMX の追加サイト (第 XNUMX レベルのデータ センター) が含まれています。 標準接続と SR-TE の両方が使用されます。

XNUMX層インテリジェントIP WANアーキテクチャ

ファーウェイのソリューションは XNUMX 層アーキテクチャに基づいており、その下位レベルにはさまざまな性能の機器があります。 XNUMX 番目のレベルには、ネットワーク分析と制御の機能を拡張する機器管理環境と追加サービスがあります。 相対的に言えば、最上層が適用されます。 最も一般的なアプリケーション シナリオには、通信事業者、金融機関、エネルギー会社、政府機関のネットワークの組織化が含まれます。

以下は、NetEngine 8000 の機能とそこで使用される技術ソリューションを説明した短いビデオです。

もちろん、機器は適切な電力と適切な冷却を考慮して、トラフィックの増加とインフラストラクチャの拡張に合わせて設計する必要があります。 主力ルーター モデルにそれぞれ 20 kW の電源が 3 個装備されている場合、熱除去システムでのカーボン ナノチューブの使用はもはや冗長とは思えません。

これは一体何のためにあるのでしょうか？ SF の話のように聞こえますが、現在、スロットあたり 14,4 Tbit/s は十分に達成可能です。 そして、この驚異的な帯域幅が求められています。 特に、同じ金融会社とエネルギー会社は、現在、その多くが DWDM (高密度波長分割多重) テクノロジーを使用して作成されたコア ネットワークを備えています。 結局のところ、より高速な速度を必要とするアプリケーションの数も増加しています。

900 つの Atlas XNUMX クラスター間に機械学習ネットワークを構築するシナリオの XNUMX つでも、テラビットクラスのスループットが必要です。 そして、同様のタスクがたくさんあります。 これらには、特に核コンピューティング、気象計算などが含まれます。

ハードウェアの基礎とその要件

これらの図は、統合カードを備えた現在利用可能な LPUI ルーター モジュールとその特性を示しています。

これは、今後 7 年間で利用可能になる新しいモジュール オプションを含むロードマップです。 それらに基づいたソリューションを開発する場合、エネルギー消費を考慮することが重要です。 現在、標準的なデータセンターはラックあたり 10 ～ 30 kW の速度で構築されていますが、テラビットクラスのルーターを使用すると、消費電力が数倍高くなります (ピーク時で最大 40 ～ XNUMX uW)。 そのためには、専用のサイトを設計するか、既存のデータセンターに別の高負荷ゾーンを作成する必要があります。

シャーシを全体的に見ると、工場が中央のファン ブロックの後ろに隠れていることがわかります。 2N または N+1 方式による冗長性のおかげで、「ホット」交換が可能になる可能性があります。 本質的に、私たちは信頼性の高い標準的な直交アーキテクチャについて話しています。

旗艦だけではない

フラッグシップ モデルがどれほど優れていても、インストールのほとんどは M および F シリーズのボックス ソリューションによって占められています。

現在最も人気のあるサービス ルーターは M8 モデルと M14 モデルです。 これにより、同じプラットフォーム内で E1 などの低速イン​​ターフェイスと高速インターフェイス (現在は 100 Gbit/s、近い将来には 400 Gbit/s) の両方を操作できるようになります。

M14 のパフォーマンスは、一般企業の顧客のすべてのニーズを満たすのに十分です。 これを使用すると、プロバイダーに接続するための標準的な L3VPN ソリューションを構築できます。また、テレメトリの収集や SRv6 の使用などの追加ツールとしても適しています。

このモデルには多数のカードが用意されています。 個別のファクトリーはなく、接続を確保するためにスーパーバイザーが使用されます。 このようにして、図に示されているポート間でのパフォーマンスの分散が実現されます。

将来的には、スーパーバイザを新しいものに置き換えることができ、同じポート上で新しいパフォーマンスが得られるようになります。

M8 モデルは M14 よりもわずかに小さく、パフォーマンスも旧モデルに劣りますが、使用例は非常に似ています。

M8 互換の物理カードのセットを使用すると、たとえば、100 Gbps インターフェイス経由で P デバイスへの接続を設定し、FlexE テクノロジーを使用してすべてを暗号化することができます。

概して、オペレーター環境での作業を開始できるのは M6 デバイスです。 規模が小さいため、プロバイダーには適していませんが、銀行などの地域のデータセンターを接続するためのトラフィック集約ポイントとして簡単に適用できます。 また、ここで設定されているソフトウェアは旧モデルと同じです。

M6 に使用できるカードは少なく、最大パフォーマンスは 50 Gbps ですが、業界の標準的な 40 Gbps ソリューションよりも著しく高いです。

最年少モデルのM1Aも特筆に値します。 これは、動作温度範囲の拡大 (-40 ～ +65 °C) が予想される場合に役立つ小さなソリューションです。

F ラインについて少し説明すると、NetEngine 8000 F1A モデルは、特に 2019 ～ 1 Gbit/s (最大 100 Gbit/s) のスループットを持つポートが装備されているという事実により、1,2 年に最も人気のある Huawei 製品の XNUMX つとなりました。合計 Tbit/s ）。

SRv6 の詳細

なぜ今、当社の製品に SRv6 テクノロジーのサポートを含める必要があったのでしょうか?

現在、VPN トンネルの確立に必要なプロトコルの数は 10 以上になる可能性があり、これは深刻な管理上の問題を引き起こすため、プロセスを根本的に簡素化する必要があることが示唆されています。

この課題に対する業界の対応は SRv6 テクノロジーの創出であり、ファーウェイとシスコはこのテクノロジーの出現に関与しました。

取り除く必要のある制限の 4 つは、標準パケットのルーティングにホップごとの動作 (PHB) 原則を使用する必要があるということでした。 追加サービス (VPNv6) と Inter-AS MP-BGP を介して「オペレーター間」対話を確立することは非常に困難であるため、そのようなソリューションはほとんどありません。 SRvXNUMX を使用すると、特別なトンネルを登録せずに、最初にセグメント全体にパケットのパスを構築できます。 また、プロセス自体のプログラミングが簡素化され、大規模な展開が大幅に容易になります。

この図は SRv6 を実装する場合を示しています。 3 つのグローバル ネットワークは、いくつかの異なるプロトコルで接続されていました。 仮想サーバーまたはハードウェア サーバーからサービスを受けるには、VXLAN、VLAN、LXNUMXVPN などの間で多数のスイッチ (ハンドオーバー) が必要でした。

SRv6 の実装後、オペレーターは、ハードウェア サーバーではなく、Docker コンテナーへのエンドツーエンド トンネルを確立しました。

FlexE テクノロジーについて詳しく見る

OSI モデルの XNUMX 番目の層は、プロバイダーが必要とする必要なサービスと SLA レベルを提供しないため、問題があります。 彼らは、TDM (時分割多重) の類似物を、イーサネット上で入手したいと考えています。 この問題を解決するために多くのアプローチが取られてきましたが、結果は非常に限られています。

フレックス イーサネットは、IP ネットワークにおける SDH (同期デジタル階層) および TDM レベルの品質を保証するために正確に機能します。 これは、この方法で L2 環境を変更し、可能な限り生産性が高くなるようにフォワーディング プレーンを操作することで可能になりました。

標準の物理ポートはどのように機能するのでしょうか? 一定数のキューと TX リングがあります。 バッファに入ったパケットは処理を待機しますが、特にゾウやネズミのストリームが存在する場合には、必ずしも便利とは限りません。

追加の挿入と別の抽象化レイヤーにより、物理環境のレベルで保証されたスループットが確保されます。

追加の MAC 層が情報転送層に割り当てられるため、特定の SLA を割り当てることができる厳格な物理キューを作成できます。

実装レベルではこんな感じです。 追加のレイヤーは実際に TDM フレーミングを実装します。 このメタ挿入のおかげで、キューをきめ細かく分散し、イーサネット経由で TDM サービスを作成することが可能になります。

FlexE を使用するシナリオの XNUMX つは、スループットを均等化するか、重要なサービスにリソースを提供するためにタイム スロットを作成することにより、SLA を非常に厳密に遵守することを伴います。

別のシナリオでは、欠陥に対処することができます。 情報伝送を単純にハッシュ化するのではなく、QoS (サービス品質) によって作成される仮想チャネルとは対照的に、ほぼ物理レベルで別個のチャネルを形成します。

iFIT についてさらに詳しく

FlexE と同様に、iFIT は Huawei からライセンス供与されたテクノロジーです。 これにより、非常に詳細なレベルでの SLA 検証が可能になります。 標準の IP SLA および NQA メカニズムとは異なり、iFIT は合成トラフィックではなく「ライブ」トラフィックで動作します。

iFIT は、テレメトリをサポートするすべてのデバイスで利用できます。 このために、標準のオプション データによって占有されない追加フィールドが使用されます。 チャネル内で何が起こっているかを理解できるようにする情報がそこに記録されます。

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これまで述べてきたことを要約すると、NetEngine 8000 の機能と「XNUMX 分の XNUMX」テクノロジーに組み込まれたテクノロジーにより、キャリア クラスのネットワーク、エネルギー会社や金融会社のコア ネットワークを作成および開発する際に、これらのデバイスが合理的かつ正当な選択となることを強調します。 「電子政府」システムも同様です。

出所： habr.com