Huawei DCN: 데이터 센터 네트워크 구축을 위한 XNUMX가지 시나리오

오늘날 우리는 데이터 센터 네트워크 구축을 위한 Huawei의 제품 라인뿐만 아니라 이를 기반으로 고급 엔드투엔드 솔루션을 구축하는 방법에도 중점을 두고 있습니다. 시나리오부터 시작해 장비가 지원하는 특정 기능을 살펴보고, 최고 수준의 네트워크 프로세스 자동화를 통해 현대 데이터 센터의 기반을 형성할 수 있는 특정 장치에 대한 개요로 마무리하겠습니다.

네트워크 장비의 특성이 아무리 인상적이더라도 이를 기반으로 적용되는 아키텍처 솔루션의 기능은 하드웨어, 소프트웨어, 가상 및 이와 관련된 기타 기술의 상호 통합이 얼마나 효과적인지에 따라 결정됩니다. 시대에 발맞추기 위해 우리는 고객에게 현대적이고 유망한 기회를 신속하게 제공하려고 노력하며, 이는 종종 다른 공급업체의 가장 터무니없는 계획보다 앞서 있습니다.

Cloud Fabric 기반 솔루션에는 데이터 센터 네트워크, SDN 컨트롤러는 물론 다른 제조업체를 포함하여 특정 프로젝트에 필요한 기타 구성 요소가 포함됩니다.

첫 번째이자 가장 간단한 시나리오는 최소한의 구성 요소를 사용하는 것입니다. 네트워크는 Huawei 하드웨어와 타사 도구를 기반으로 구축되어 네트워크 관리 및 모니터링 프로세스를 자동화합니다. 예를 들어 Ansible 또는 Microsoft Azure와 같습니다.

두 번째 시나리오에서는 고객이 이미 NSX와 같은 데이터 센터용 가상화 및 SDN 시스템을 사용하고 있으며 기존 VMware 솔루션 내에서 Huawei 장비를 하드웨어 VTEP(Vitual Tunnel End Point)로 사용하기를 원한다고 가정합니다. 이 회사의 웹사이트에서 여기 목록이 있습니다 테스트를 거쳐 VTEP로 사용할 수 있는 Huawei 장비입니다. 결국, 가상 스위치의 VXLAN(Virtual Extensible LAN) 소프트웨어 솔루션이 아무리 성공적이더라도 하드웨어 구현이 성능 측면에서 더 효율적이라는 것은 비밀이 아닙니다.

세 번째 시나리오는 컨트롤러를 포함하지만 통합에 필요한 상위 플랫폼이 부족한 호스팅 및 컴퓨팅 클래스 시스템을 구축하는 것입니다. 이 시나리오를 구현하기 위한 옵션 중 하나는 별도의 Agile Controller-DCN SDN 컨트롤러가 있다는 것입니다. 시스템 관리자는 이 아키텍처를 사용하여 일상적인 네트워크 관리 작업을 수행할 수 있습니다. 세 번째 시나리오의 보다 발전된 버전은 Agile Controller-DCN과 VMware vCenter의 상호 작용을 기반으로 하며 특정 비즈니스 프로세스로 통합되지만 다시 상위 관리 시스템이 없습니다.

네 번째 시나리오는 주목할 만합니다. OpenStack 또는 FusionSphere 가상화 제품을 기반으로 하는 업스트림 플랫폼과의 통합입니다. 우리는 유사한 아키텍처 솔루션에 대한 많은 요청을 등록하고 있으며 그 중 OpenStack(CentOS, Red Hat 등)이 가장 널리 사용됩니다. 이는 모두 데이터 센터에서 컴퓨팅 리소스의 조정 및 관리를 위해 어떤 플랫폼을 사용하는지에 따라 달라집니다.

다섯 번째 시나리오는 완전히 새로운 것입니다. 잘 알려진 하드웨어 스위치 외에도 KVM(커널 기반 가상 머신)으로만 작동할 수 있는 분산 가상 스위치 CloudEngine 1800V(CE1800V)가 포함되어 있습니다. 이 아키텍처에는 CNI 플러그인을 사용하여 Agile Controller-DCN과 Kubernetes 컨테이너화 플랫폼을 결합하는 작업이 포함됩니다. 그리하여 화웨이는 전 세계와 함께 움직이고 있습니다. 호스트 가상화에서 운영 체제 가상화까지.

컨테이너화에 대한 추가 정보

이전에 Agile Controller-DCN을 사용하여 배포된 CE1800V 가상 스위치에 대해 언급했습니다. Huawei 하드웨어 스위치와 결합하여 일종의 "하이브리드 오버레이"를 형성합니다. 가까운 미래에 Huawei의 컨테이너 스크립트는 NAT 및 로드 밸런싱 기능에 대한 지원을 받게 될 것입니다.

아키텍처의 한계는 CE1800V를 Agile Controller-DCN과 별도로 사용할 수 없다는 것입니다. Kubernetes 플랫폼의 하나의 PoD에는 4만 개 이하의 컨테이너가 포함될 수 있다는 점도 고려해야 합니다.

데이터 센터의 VXLAN 네트워크 연결은 VLAN(Virtual Local Area Network)을 통해 이루어지지만 CE1800V가 BGP(Border Gateway Protocol) 프로세스를 통해 VTEP 역할을 하는 옵션도 있습니다. 이를 통해 별도의 하드웨어 스위치 없이 BGP 경로를 백본과 교환할 수 있습니다.

의도 중심 네트워크: 의도를 분석하는 네트워크

화웨이 IDN(의도 중심 네트워크) 개념 제시 2018년에 다시. 이후 회사는 클라우드 컴퓨팅 기술, 빅데이터, 인공지능을 활용해 사용자의 목표와 의도를 분석하는 네트워크 작업을 계속해 왔다.

본질적으로 우리는 자동화에서 자율성으로의 전환에 대해 이야기하고 있습니다. 사용자가 표현한 의도는 이 의도를 구현하는 방법에 대한 네트워크 제품의 권장 사항 형식으로 반환됩니다. 이 기능의 핵심은 IDN 이념의 구현을 보장하기 위해 제품에 추가될 Agile Controller-DCN 기능입니다.

앞으로는 IDN의 도입으로 한 번의 클릭으로 네트워크 서비스를 배포하는 것이 가능해지며 이는 최고 수준의 자동화를 의미합니다. 네트워크 기능의 모듈식 아키텍처와 이러한 기능을 결합하는 기능을 통해 관리자는 특정 네트워크 세그먼트에서 어떤 서비스를 사용해야 하는지 간단히 지정할 수 있습니다.

이러한 수준의 제어성을 달성하려면 ZTP(Zero Touch Provisioning) 프로세스가 매우 중요합니다. Huawei는 네트워크를 즉시 배포할 수 있는 기능을 제공함으로써 이 분야에서 큰 성공을 거두었습니다.

추가 설치 및 배포 프로세스에는 리소스 간 연결(네트워크 연결)을 확인하고 작동 모드에 따라 네트워크 성능의 변화를 평가하는 절차가 반드시 포함됩니다. 실제 작동을 시작하기 전에 시뮬레이션을 수행하는 단계입니다.

다음 단계는 고객의 요구에 맞게 서비스를 구성하고(서비스 프로비저닝) 내장된 Huawei 도구를 통해 이를 검증하는 것입니다. 그러면 남은 것은 결과를 확인하는 것뿐이다.

이제 Agile Controller-DCN 및 eSight 네트워크 요소 관리 시스템(EMS)이 포함된 iMaster NCE 플랫폼을 기반으로 하는 단일 포괄적 메커니즘을 사용하여 설명된 전체 경로를 통과하는 것이 가능합니다.

현재 Agile Controller-DCN은 리소스 가용성과 연결 여부를 확인할 수 있을 뿐만 아니라 네트워크 문제에 대해 사전에(관리자의 승인 후) 대응할 수 있습니다. 필요한 서비스 추가는 현재 수동으로 수행되지만 앞으로 Huawei는 이 작업과 서버 배포, 스토리지 시스템의 네트워크 구성 등과 같은 기타 작업을 자동화할 계획입니다.

서비스 체인 및 마이크로 세분화

Agile Controller-DCN은 VXLAN 패킷에 포함된 서비스 헤더(Net Service Headers 또는 NSH)를 처리할 수 있습니다. 이는 서비스 체인을 생성하는 데 유용합니다. 예를 들어, 표준 라우팅 프로토콜에서 제공하는 경로와 다른 경로를 따라 특정 유형의 패킷을 보내려고 합니다. 네트워크를 떠나기 전에 일종의 장치(방화벽 등)를 통과해야 합니다. 이를 위해서는 필요한 규칙을 포함하는 서비스 체인을 구성하는 것으로 충분합니다. 이러한 메커니즘 덕분에 보안 정책을 구성하는 등의 작업이 가능하지만 다른 적용 영역도 가능합니다.

다이어그램은 NSH를 기반으로 한 RFC 호환 서비스 체인의 작동을 명확하게 보여주고 이를 지원하는 하드웨어 스위치 목록도 제공합니다.

Huawei의 서비스 체인 기능은 보안 세그먼트를 개별 작업 부하 요소로 분리하는 네트워크 보안 기술인 마이크로 세분화로 보완됩니다. 수많은 ACL을 수동으로 구성할 필요가 없으므로 ACL(액세스 제어 목록) 병목 현상을 해결하는 데 도움이 됩니다.

지능형 작동

네트워크 운영 문제로 넘어가면 iMaster NCE 우산 브랜드의 또 다른 구성 요소인 FabricInsight 지능형 네트워크 분석기를 언급하지 않을 수 없습니다. 이는 네트워크의 데이터 흐름에 대한 원격 측정 및 정보를 수집하기 위한 광범위한 기능을 제공합니다. 원격 측정은 gRPC를 사용하여 수집되며 전송, 버퍼링 및 손실된 패킷에 대한 데이터를 축적합니다. 두 번째로 많은 양의 정보는 ERSPAN(Encapsulated Remote Switch Port Analyser)을 사용하여 집계되어 데이터 센터의 데이터 흐름에 대한 아이디어를 제공합니다. 본질적으로 우리는 TCP 헤더 수집과 각 TCP 세션 동안 전송되는 정보의 양에 대해 이야기하고 있습니다. 이는 다양한 Huawei 장치를 사용하여 수행할 수 있습니다. 해당 장치의 목록은 다이어그램에 표시됩니다.

SNMP와 NetStream도 잊지 않기 때문에 Huawei는 "블랙 박스"로서의 네트워크에서 말 그대로 모든 것을 알고 있는 네트워크로 이동하기 위해 기존 메커니즘과 새 메커니즘을 모두 사용하고 있습니다.

AI 패브릭: 무손실 스마트 그리드

당사 하드웨어가 지원하는 AI Fabric 기능은 이더넷을 고성능, 저지연, 패킷 손실 없는 네트워크로 변환하도록 설계되었습니다. 이는 데이터 센터 네트워크에서 기본 애플리케이션 배포 시나리오를 구현하는 데 필요합니다.

위의 다이어그램에서는 네트워크를 운영할 때 발생할 수 있는 위험이 있는 문제를 볼 수 있습니다.

• 패킷 손실;
• 버퍼 오버 플로우;
• 병렬 링크를 사용할 때 최적의 네트워크 로딩 문제.

Huawei 장비는 이러한 모든 문제를 해결하기 위한 메커니즘을 구현합니다. 예를 들어 칩 수준에서는 입력 차단(HOL 차단)을 허용하지 않는 가상 수신 대기열 기술이 도입되었습니다.

프로토콜 수준에는 버퍼 크기를 동적으로 변경하는 동적 ECN 메커니즘과 Fast CNP가 있어 네트워크 문제에 대한 메시지 패킷을 소스로 신속하게 보냅니다.

흐름에 대한 평등한 권리 코끼리 и 마우스 DPP(Dynamic Packet Prioritization) 기술 지원은 서로 다른 스트림의 짧은 데이터 조각을 별도의 우선 순위가 높은 대기열에 배치하는 데 도움이 됩니다. 따라서 길고 무거운 흐름 환경에서는 짧은 패킷이 더 잘 살아남습니다.

위의 메커니즘이 효과적으로 작동하려면 장비에서 직접 지원해야 한다는 점을 명확히 하겠습니다.

이러한 모든 기능은 Huawei 장비 사용에 대한 세 가지 시나리오 중 하나에서 사용됩니다.

• 분산 애플리케이션을 기반으로 인공지능 시스템을 구축할 때;
• 분산 데이터 저장 시스템을 만들 때;
• 고성능 컴퓨팅(HPC)용 시스템을 만들 때.

하드웨어에 구현된 아이디어

Huawei 솔루션 사용에 대한 일반적인 시나리오를 논의하고 주요 기능을 나열한 후 바로 장비로 넘어가겠습니다.

CloudEngine 16800은 400Gbit/s 이상의 인터페이스 작동을 제공하는 플랫폼입니다. CPU와 함께 AI 패브릭의 기능을 구현하는 데 필요한 자체 포워딩 칩과 인공지능 프로세서가 탑재된 것이 특징이다.

이 플랫폼은 전면에서 후면으로의 공기 흐름 시스템을 갖춘 고전적인 직교 아키텍처에 따라 제작되었으며 4(10U), 8(16U) 또는 16(32U) 슬롯의 세 가지 유형의 섀시 중 하나와 함께 제공됩니다.

CloudEngine 16800은 여러 유형의 라인 카드를 사용할 수 있습니다. 그중에는 완전히 새로운 것을 포함하여 기존 10기가비트와 40기가비트는 물론 100기가비트도 있습니다. 25 및 400Gbit/s 인터페이스를 갖춘 카드가 출시될 예정입니다.

ToR(Top of Rack) 스위치의 경우 현재 모델이 위 타임라인에 표시되어 있습니다. 가장 관심을 끄는 것은 새로운 25기가비트 모델, 100기가비트 업링크를 갖춘 400기가비트 스위치, 100개 포트를 갖춘 고밀도 96기가비트 스위치입니다.

현재 Huawei의 주요 고정 구성 스위치는 CloudEngine 8850입니다. 8851개의 32Gbit/s 인터페이스와 100개의 400Gbit/s 인터페이스를 갖춘 50 모델로 교체되어야 하며 이를 100, 200 또는 XNUMX개 또는 XNUMX개 또는 XNUMX개로 분할할 수 있습니다. XNUMXGbit/s.

고정된 구성을 갖춘 또 다른 스위치인 CloudEngine 6865는 여전히 현재 Huawei 제품 라인에 남아 있습니다. 이는 10/25Gbps 액세스와 100개의 XNUMXGbps 업링크를 갖춘 입증된 주력 제품입니다. AI Fabric도 지원한다고 덧붙여 보겠습니다.

다이어그램은 앞으로 몇 달 또는 몇 주 안에 등장할 것으로 예상되는 모든 새로운 스위치 모델의 특성을 보여줍니다. 코로나 바이러스 상황으로 인해 출시가 일부 지연되었습니다. 또한 화웨이에 대한 제재 압력 문제는 여전히 관련성이 있지만 이러한 모든 이벤트는 초연 시점에만 영향을 미칠 수 있습니다.

Huawei 솔루션 및 적용 옵션에 대한 자세한 내용은 웨비나를 구독하거나 회사 담당자에게 직접 문의하여 쉽게 얻을 수 있습니다.

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우리 전문가들은 Huawei 제품과 그들이 사용하는 기술에 대한 웨비나를 정기적으로 개최한다는 점을 상기시켜 드립니다. 앞으로 몇 주 동안 진행되는 웹 세미나 목록은 다음에서 확인할 수 있습니다. 링크.

출처 : habr.com