HiCampus 아키텍처가 캠퍼스 네트워킹 솔루션을 단순화하는 방법

사용자를 위한 완전한 무선 액세스, IP + POL 및 물리적 인프라 위에 지능형 플랫폼을 기반으로 하는 Huawei의 새로운 아키텍처인 HiCampus에 대한 간략한 개요를 알려드립니다.

2020년 초에 우리는 이전에 중국에서만 사용되었던 두 가지 새로운 아키텍처를 도입했습니다. 주로 데이터 센터 인프라 구축을 위해 설계된 HiDC 소개는 이미 지난 봄 Habré에 게시되었습니다. 게시. 이제 좀 더 폭넓은 아키텍처인 HiCampus에 대해 전반적으로 살펴보겠습니다.

하이캠퍼스가 필요한 이유

팬데믹과 이에 대한 저항이 수반한 일련의 사건들로 인해 많은 사람들은 캠퍼스가 새로운 지적 세계의 기초라는 사실을 빨리 이해하게 되었습니다. “캠퍼스”라는 일반적인 단어에는 사무 공간뿐만 아니라 연구 기관, 연구실, 대학, 학생 캠퍼스 등이 포함됩니다.

러시아에서만 화웨이는 2020년 중반 현재 XNUMX명이 넘는 개발자를 보유하고 있다. 게다가 XNUMX~XNUMX년 안에 그 수가 약 XNUMX배 더 많아질 것입니다. 그리고 그들은 정확히 캠퍼스에 집중되어 있으며, 그곳에서 우리는 그들을 기다리게 하지 않고 요청에 따라 원활한 서비스를 제공해야 합니다.

실제로 최종 사용자 입장에서 HiCampus는 무엇보다 정말 이전보다 더 편리한 업무 환경을 제공하고 있습니다. 이는 기업이 생산 효율성을 높이는 데 도움이 되며 운영이 더 쉬워집니다.

한편, 캠퍼스에는 점점 더 많은 사용자가 있고, 점점 더 많은 장치를 보유하고 있습니다. 아직 모든 재킷에 Wi-Fi 모듈이 장착되어 있지 않다는 점은 좋은 일입니다. "스마트 의류"는 여전히 호기심이 많지만 곧 널리 사용될 가능성이 있습니다. 결과적으로 급격한 기술 변화가 없으면 네트워크 서비스 품질이 저하됩니다. 당연히 트래픽 소비가 증가하고, 에너지 소비도 증가하며, 새로운 서비스에는 다양한 종류의 리소스가 점점 더 많이 필요합니다. 한편, 경쟁사를 포함하여 주변에서 디지털 혁신이 진행되는 속도에 영감을 받은 사업주와 이사회는 빠르고 저렴하게 새로운 기회를 원합니다(“우리는 얼굴 인식 기능이 있는 비디오 감시 기능이 없습니다). 우리 사무실에서? 왜?! "). 또한 오늘날 그들은 네트워크 인프라의 시너지 효과를 기대합니다. 네트워크만을 위한 네트워크 배포는 더 이상 허용되지 않으며 시대 정신에도 맞지 않습니다.

이것이 HiCampus가 해결하기 위해 고안한 문제입니다. 우리는 세 가지 섹션을 구분하며 각 섹션은 아키텍처에 고유한 이점을 제공합니다. 낮은 것부터 높은 것 순으로 나열합니다.

• 완전 무선;
• 모두 광학적;
• 지적인.

완전 무선 컷

완전무선컷의 기본은 5세대 Wi-Fi를 기반으로 한 화웨이의 제품 솔루션이다. Wi-Fi XNUMX와 비교하면 다음과 같습니다. 네번 동시에 연결된 사용자 수를 늘리고 캠퍼스의 "주민"이 어디에서나 "유선을 통해" 네트워크에 연결해야 하는 필요성을 완화합니다.

HiCampus 무선 환경이 구축된 새로운 AirEngine 제품군에는 산업용 IoT, 실외 사용 등 다양한 시나리오를 위한 액세스 포인트(AP)가 포함되어 있습니다. 장치 장착의 설계, 치수 및 방법도 가능한 모든 사용 사례를 허용합니다.

예를 들어, 우리는 텔아비브에 있는 개발 센터에서 수신용 안테나 수를 늘리는 등(현재 16개) TD의 혁신을 이루고 있습니다. 그곳에서 일하는 동료들은 이전에 WiMAX 및 6G 네트워크를 개선한 경험을 상당 부분 가져왔습니다. Wi-Fi 5 덕분에 AirEngine 포인트의 지연 시간과 처리량을 심각하게 최적화할 수 있었습니다. 그 결과, 우리는 각 클라이언트에게 최소한 특정 수준의 처리량을 보장할 수 있었습니다. "어디서나 100 Mbit/s"라는 문구는 우리의 경우 빈 문구가 아닙니다.

어떻게이 일이 일어 났어요? 여기서 간략하게 이론을 살펴보겠습니다. Shannon의 정리에 따르면 액세스 포인트의 처리량은 (a) 공간 스트림 수, (b) 대역폭 및 신호 대 잡음비에 의해 결정됩니다. Huawei는 세 가지 측면 모두에서 이전 제품과 비교하여 수정했습니다. 따라서 우리 AP는 다음을 형성할 수 있습니다. 최대 12개의 공간 스트림 — 다른 공급업체의 최고 모델보다 160배 더 많습니다. 또한 경쟁사의 최대 80개의 XNUMXMHz 스트림에 비해 XNUMX개의 XNUMXMHz 폭 공간 스트림을 지원할 수 있습니다. 마지막으로, 스마트 안테나 기술 덕분에 당사의 액세스 포인트는 클라이언트가 수신할 때 훨씬 더 큰 간섭 내성과 더 높은 RSSI 레벨을 보여줍니다.

2019년 말, Tel Aviv의 동료들은 Wi-Fi를 지원하는 칩에서 다른 유명한 미국 제조업체보다 높은 신호 대 잡음비(SNR)를 달성했기 때문에 회사 내에서 가장 높은 상을 받았습니다. Fi 802.11ax. 결과는 새로운 소재의 사용과 프로세서에 내장된 더욱 발전된 알고리즘 기반의 도움을 통해 달성되었습니다. 따라서 "화웨이가 해석한" Wi-Fi 6의 또 다른 장점은 다음과 같습니다. 특히 다중 사용자 MIMO 메커니즘이 구현되어 사용자당 최대 XNUMX개의 공간 스트림을 할당할 수 있습니다. MU-MIMO는 클라이언트에게 정보를 전송할 때 액세스 포인트의 전체 안테나 리소스를 사용하도록 설계되었습니다. 물론 한 번에 XNUMX개의 스트림이 스마트폰에 할당되지 않고 최신 세대의 노트북이나 산업용 VR 단지에 할당됩니다.

따라서 물리 계층에서 16개의 공간 스트림을 사용하면 포인트당 10Gbit/s를 달성할 수 있습니다. 애플리케이션 트래픽 수준에서 데이터 전송 매체의 효율성은 78~80%, 즉 약 8Gbit/s입니다. 160MHz 채널 작동의 경우 이것이 사실임을 유보해 보겠습니다. 물론 Wi-Fi 6은 주로 대량 연결을 위해 설계되었으며, 수십 개가 있는 경우 각 개별 연결의 속도는 그다지 빠르지 않습니다.

실험실 조건에서 우리는 iPerf 로드 유틸리티를 사용하여 반복적으로 테스트를 수행했으며 각각 160MHz 너비의 XNUMX개 공간 스트림을 사용하여 AirEngine 라인의 두 하이엔드 Huawei 포인트를 기록했습니다. 약 8,37Gbit/s의 속도로 애플리케이션 수준에서 데이터를 교환합니다. 언급할 필요가 있습니다. 예, 테스트 중에 장비의 잠재력을 드러내도록 설계된 특수 펌웨어가 있지만 사실은 여전히 ​​​​사실입니다.

그런데 Huawei는 광범위한 Wi-Fi 장비를 갖춘 러시아에서 공동 검증 연구소를 운영하고 있습니다. 이전에는 다른 제조업체의 M.2 칩이 탑재된 장치를 사용했지만 이제는 자체 생산 휴대폰(예: P6)에서 Wi-Fi 40의 성능을 보여줍니다.

위 그림은 액세스 포인트에 16개가 있는 단일 구조 블록에 XNUMX개의 요소(동적 모드에서 작동하는 총 XNUMX개의 송신-수신 안테나)도 포함되어 있음을 보여줍니다. 빔포밍의 경우, 요소에 더 많은 수의 안테나를 사용함으로써 더 좁고 긴 빔을 형성하고 클라이언트를 보다 안정적으로 "안내"하여 향상된 사용자 경험을 제공할 수 있습니다.

추가적인 특허 소재의 사용으로 인해 안테나 자체의 높은 전기적 성능이 달성됩니다. 이로 인해 신호 손실 비율이 낮아지고 신호 반사 매개변수가 훨씬 향상됩니다.

우리 실험실에서는 동일한 적용 거리에서 액세스 포인트의 신호 강도를 비교하기 위해 반복적으로 테스트를 수행했습니다. 위 그림은 Wi-Fi 6를 지원하는 13개의 AP가 삼각대에 설치되어 있음을 보여줍니다. 하나(빨간색)에는 Huawei의 스마트 안테나가 있고 다른 하나에는 스마트 안테나가 없습니다. 두 경우 모두 지점에서 전화기까지의 거리는 5m입니다. 다른 조건은 동일합니다. 동일한 주파수 범위는 20GHz, 채널 주파수는 3MHz 등입니다. - 평균적으로 장치 간 신호 강도 차이는 XNUMX입니다. dBm이며 장점은 Huawei 측면에 있습니다.

두 번째 테스트에서는 동일한 Wi-Fi 6 포인트, 동일한 20MHz 범위, 동일한 5GHz 컷오프를 사용합니다. 13m 거리에서는 큰 차이가 없지만 거리를 두 배로 늘리면 표시기가 AirEngine에 유리하게 거의 7배(XNUMXdBm)만큼 분기됩니다.

5G 기술을 활용한 DynamicTurbo는 무선 환경을 기준으로 VIP 사용자의 트래픽을 우선 처리함으로써 기존 Wi-Fi 환경에서는 볼 수 없었던 서비스를 실현하고 있습니다. 그 사람이 이렇게 약한 연결을 갖고 있는 이유는 무엇입니까?) 지금까지 MPLS 터널이 강조된 TDM 또는 IP 하드 파이프 등 거의 독점적으로 유선 네트워킹 세계의 영역이었습니다.

Wi-Fi 6는 또한 원활한 로밍 개념을 구현합니다. 이는 모두 포인트 간 마이그레이션 메커니즘이 수정되었기 때문입니다. 먼저 사용자가 새 포인트에 연결한 다음 이전 포인트와 연결을 끊습니다. 이 혁신은 Wi-Fi를 통한 전화 통신, 원격 의료, 자동차, 즉 자율 로봇, 드론 등의 작업과 같은 시나리오에서 제어 센터와의 중단 없는 연결을 유지하는 것이 중요한 작업에 유익한 영향을 미칩니다.

위의 미니 영상은 화웨이의 Wi-Fi 6를 사용하는 완전히 현대적인 사례를 유쾌하게 보여줍니다. 빨간색 작업복을 입은 개는 VR 안경을 AirEngine 지점에 '연결'하여 신속하게 전환하고 정보 전송 지연을 최소화합니다. 또 다른 개는 운이 좋지 않았습니다. 그의 머리에 착용된 유사한 안경은 다른 공급업체의 TD에 연결되어 있으며(윤리적인 이유로 물론 이름은 지정하지 않겠습니다), 중단 및 지연이 치명적이지는 않더라도 방해합니다. 가상 환경을 주변 공간에 실시간으로 오버레이하는 것입니다.

중국 내부에서는 건축물이 온 힘을 다해 사용됩니다. 약 600개의 캠퍼스가 해당 솔루션을 사용하여 구축되었으며, 그 중 절반은 처음부터 끝까지 HiCampus 원칙을 준수합니다.

실습에서 알 수 있듯이 HiCampus의 가장 효과적인 사용은 사무실 공간, 이동식 자율 로봇인 AGV가 있는 "스마트 공장" 및 혼잡한 장소에서의 협업입니다. 예를 들어, Wi-Fi 6 네트워크가 배포된 베이징 국제공항에서는 영토 전역의 승객에게 무선 서비스를 제공합니다. 무엇보다도 캠퍼스 인프라 덕분에 공항은 줄 서서 기다리는 시간을 15% 줄이고 인력을 20% 절약할 수 있었습니다.

풀 옵티컬 컷

점점 더 새로운 모델에 따라 캠퍼스를 구축하고 있습니다. IP + 폴, 기술 패션의 변덕스러운 지시에 전혀 순종하지 않습니다. 건물에 네트워크 인프라를 구축할 때 광학 장치를 바닥까지 늘린 다음 구리로 배선하는 이전의 지배적인 접근 방식은 아키텍처에 심각한 제한을 가했습니다. 업그레이드가 필요하다면 거의 바닥 수준의 환경 전체를 바꿔야 할 정도였다. 재료 자체인 구리도 처리량 측면, 수명 주기 측면, 환경 추가 개발 측면 모두에서 이상적이지 않습니다. 물론 구리는 모든 사람이 이해할 수 있었고 간단한 네트워크 솔루션을 빠르고 저렴하게 만들 수 있게 해주었습니다. 동시에, 총 소유 비용과 네트워크 업그레이드 가능성 측면에서 구리는 2020년에 광학 분야에 밀리고 있습니다.

광학의 우수성은 인프라의 긴 수명주기를 계획해야 할 때(그리고 장기간에 대한 비용을 추정해야 할 때)와 심각한 발전에 직면할 때 특히 분명합니다. 예를 들어, 4K 카메라와 8K TV 또는 기타 고해상도 디지털 간판이 환경에서 지속적으로 작동해야 합니다. 이러한 상황에서 가장 합리적인 해결책은 광 스위치를 사용하는 전광 네트워크를 사용하는 것입니다. 이전에는 이러한 캠퍼스 건설 모델을 선택할 때 중단 요인이 되는 것은 소수의 최종 터미널, 즉 ONU(광 네트워크 장치)였습니다. 현재는 사용자 기계만이 터미널을 통해 광 네트워크에 연결하는 기능을 제공하는 것이 아닙니다. POL 네트워크와 함께 작동하는 트랜시버를 동일한 Wi-Fi 포인트에 삽입하고 고속 광 네트워크를 통해 무선 서비스를 수신합니다.

따라서 적은 노력으로 Wi-Fi 6를 완벽하게 구현할 수 있습니다. IP + POL 네트워크를 설정하고 Wi-Fi를 연결하여 쉽게 성능을 향상시킬 수 있습니다. 유일한 점은 Wi-Fi 포인트의 경우 로컬 전원 공급이 필요하다는 것입니다. 그렇지 않으면 네트워크를 10 또는 50Gbit/s로 늘리는 것을 방해할 수 있는 것이 없습니다.

전광 네트워크 구축은 다양한 상황에서 의미가 있습니다. 예를 들어, 그들은 경간이 긴 오래된 주택에 대한 대안을 상상하기가 어렵습니다. 모스크바 중심부에 건물을 재건 한 적이 없다면 저를 믿으십시오. 매우 운이 좋습니다. 일반적으로 그러한 건물의 모든 케이블 통로가 막혀 있으며 로컬 네트워크를 현명하게 구성하려면 때로는 모든 작업을 수행해야합니다. 할퀴다. POL 솔루션의 경우 광케이블을 배치하고 분배기로 분배하여 최신 네트워크를 구축할 수 있습니다.

오래된 건축물, 호텔 단지, 공항을 포함한 거대한 건물이 있는 교육 기관에도 동일하게 적용됩니다.

귀하가 주장하는 실천 원칙에 따라 우리는 IP LAN + POL 모델을 사용하여 네트워크 환경을 구성하기 시작했습니다. 1,4년 반 전에 완공된 중국 송산호(Songshan Lake)에 위치한 총 면적 XNUMX만m²가 넘는 거대한 화웨이 캠퍼스는 HiCampus 아키텍처를 구현한 첫 번째 사례 중 하나입니다. 그런데 그 건물은 외관상 유럽 건축의 유명한 기념물을 재현합니다. 반대로 내부의 모든 것은 가능한 한 현대적입니다.

중앙 건물에서 광학 라인은 인접한 "주제" 캠퍼스로 분기되며, 차례로 여러 층에 분산됩니다. 따라서 전체 영역을 포괄하는 Wi-Fi 6 액세스 포인트는 광학 장치에 "앉아" 있습니다.

캠퍼스에는 고화질 카메라를 활용한 영상감시 등 안정적인 고속 연결이 필요한 다양한 서비스가 갖춰져 있습니다. 그러나 비디오 감시에만 사용되는 것은 아닙니다. 캠퍼스 입구의 디지털 플랫폼 스마트캠퍼스 동일한 카메라를 통해 직원은 얼굴로 직원을 식별한 다음 RFID 배지를 액세스 단말기에 적용하고 두 가지 기준에 따라 인증이 성공한 후에만 문이 열리고 무선 네트워크 및 디지털 서비스에 액세스할 수 있게 됩니다. 그는 다른 사람의 배지를 가지고 캠퍼스 안으로 들어갈 수 없습니다. 또한, 광연결을 통한 Wi-Fi 6 기반의 VDI 서비스(클라우드 데스크톱), 컨퍼런스콜 시스템 등 다양한 서비스를 단지 전역에서 이용할 수 있습니다.

무엇보다도 완벽하게 네트워크로 연결된 광학 솔루션을 사용하면 많은 공간이 절약되고 이를 유지 관리하는 데 훨씬 적은 인력이 필요합니다. 따라서 우리 통계에 따르면 광학 계층 덕분에 인프라에 대한 투자가 평균 40% 감소했습니다.

완전 지능적인 슬라이스

광 및 무선 데이터 전송 미디어와 관련된 물리적 솔루션 외에도 HiCampus는 Horizon 지능형 플랫폼과 긴밀하게 통합되어 디지털 전환의 목적을 달성하고 인프라에서 더 많은 가치를 추출할 수 있습니다.

인프라 자체와 관련된 작업의 경우 플랫폼의 기본 관리 계층이 사용됩니다. iMaster NCE- 캠퍼스.

첫 번째 목적은 기계 학습 기술을 사용하여 네트워크를 모니터링하는 것입니다. 특히, ML 알고리즘을 통해 iMaster NCE에서 CampusInsight O&M 1-3-5 모듈을 구현할 수 있었습니다. 오류에 대한 정보가 XNUMX분 이내에 수신되고 이를 처리하는 데 XNUMX분이 소요되며 XNUMX분 이내에 오류가 제거됩니다(더 많은 정보는 자세한 내용은 기사를 참조하세요.2020년 기업 고객을 위한 Huawei Enterprise 네트워크 제품 및 솔루션"). 이런 방식으로 발생하는 오류의 75~90% 이상이 수정됩니다.

두 번째 작업은 더욱 지능적입니다. "스마트 캠퍼스"와 관련된 다양한 서비스(동일한 네트워크 제어, 비디오 감시 등)를 통합하는 것입니다.

네트워크 인프라에 수십 개의 액세스 포인트와 두 개의 컨트롤러가 있는 경우, 이들로부터 트래픽을 캡처하고 Wireshark를 사용하여 수동으로 구문 분석하는 것을 막을 수 있는 방법은 없습니다. 그러나 수천 개의 지점과 수십 개의 컨트롤러가 있고 이 모든 장비가 넓은 지역에 분산되어 있으면 문제 해결이 훨씬 더 어려워집니다. 작업을 단순화하기 위해 우리는 iMaster NCE CampusInsight 솔루션을 개발했습니다. 웨비나). 이를 통해 장치(레이어 1/레이어 4 패킷)에서 정보를 축적하여 네트워크 환경의 결함을 빠르게 찾을 수 있습니다.

프로세스는 다음과 같습니다. 예를 들어 플랫폼은 사용자가 무선 인증을 제대로 수행하지 못하고 있음을 보여줍니다. 그녀는 문제가 발생한 단계를 분석하고 표시합니다. 그리고 이것이 환경과 관련된 경우 플랫폼은 문제 해결을 제안합니다(인터페이스에 해결 버튼이 나타납니다). 아래 비디오는 시스템이 RADIUS 거부가 발생했다는 알림을 받는 방법을 보여줍니다. 아마도 사용자가 비밀번호를 잘못 입력했거나 비밀번호가 변경되었을 가능성이 큽니다. 따라서 무슨 일이 일어나고 있는지 알아내려고 필사적으로 노력하지 않고도 많은 시간을 절약할 수 있으며, 다행스럽게도 모든 데이터가 저장되고 특정 충돌의 배경을 쉽게 연구할 수 있습니다.

일반적인 이야기: 회사 소유주나 CTO가 귀하에게 와서 어제 사무실의 중요한 사람이 무선 네트워크에 연결할 수 없었다고 불평합니다. 우리는 문제를 해결해야 합니다. 분기별 보너스를 잃을 위험이 있습니다. 일반적인 상황에서는 동일한 VIP 사용자를 찾지 않고서는 문제를 해결할 수 없습니다. 하지만 이것이 문제를 이해하기 위해 스마트폰을 요구하는 것은 고사하고 만나기도 쉽지 않은 최고 경영자나 차관이라면 어떨까요? FusionInsight 빅 데이터 배포를 사용하는 Huawei 제품은 이러한 상황을 방지하는 데 도움이 되며, 네트워크에서 발생한 일에 대해 축적된 전체 지식을 저장하므로 회고적 분석을 통해 문제의 원인에 도달할 수 있습니다.

장치와 연결이 중요합니다. 그러나 진정한 "스마트" 캠퍼스를 구축하려면 소프트웨어 추가 기능이 필요합니다.

우선 하이캠퍼스는 물리계층 위에 클라우드 플랫폼을 사용한다. 프라이빗, 퍼블릭 또는 하이브리드일 수 있습니다. 이는 결국 데이터 작업을 위한 서비스로 계층화됩니다. 이 전체 소프트웨어 세트는 디지털 플랫폼입니다. 개념적 관점에서 볼 때 Relationship, Open, Multi-Ecosystem, Any-Connect - 줄여서 ROMA의 원칙을 기반으로 합니다(이들과 플랫폼 전체에 대한 별도의 웹 세미나와 게시물도 있을 예정입니다). Horizon은 환경 구성 요소 간의 연결을 제공함으로써 환경을 더욱 총체적으로 만들고 이는 비즈니스 지표와 사용자 편의성 모두에서 더욱 확인됩니다.

Huawei IOC(지능형 운영 센터)는 캠퍼스의 "상태", 에너지 효율성 및 보안을 모니터링하도록 설계되었으며, 가장 중요한 것은 캠퍼스에서 일어나는 일에 대한 일반적인 개요를 제공합니다. 예를 들어 시각화 체계 덕분에(참조: 데모) 카메라가 몇 가지 놀라운 요인에 반응했다는 것이 분명해지며 즉시 사진을 얻을 수 있습니다. 갑자기 화재가 발생하면 RFID 센서를 이용해 사람이 모두 대피했는지 쉽게 확인할 수 있다.

그리고 RFID, ZigBee 또는 Bluetooth를 통해 작동하는 추가 모듈을 Huawei 액세스 포인트에 연결할 수 있다는 사실 덕분에 캠퍼스 상황을 민감하게 모니터링하고 다양한 문제를 알리는 환경을 만드는 것이 어렵지 않습니다. 또한 IOC를 사용하면 자산 목록을 실시간으로 쉽게 확인할 수 있으며 일반적으로 캠퍼스를 지능형 단위로 작업하면 많은 가능성이 열립니다.

물론, 시장의 개별 공급업체는 HiCampus에 포함된 것과 유사한 일부 솔루션(예: 전광 액세스)을 제공할 수 있습니다. 그러나 우리가 게시물에서 공개하려고 했던 주요 장점인 전체적인 아키텍처를 가진 사람은 아무도 없습니다.

마지막으로, 프로젝트 웹사이트에서 스마트 캠퍼스 솔루션에 대해 자세히 알아보고 그 중 일부를 사용해 볼 수도 있다고 덧붙입니다. 오픈랩.

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그리고 러시아어를 사용하는 분야뿐만 아니라 글로벌 수준에서 개최되는 수많은 웹 세미나도 잊지 마세요. 앞으로 몇 주 동안 진행되는 웹 세미나 목록은 다음에서 확인할 수 있습니다. 링크.

출처 : habr.com