Vandaag ligt onze focus niet alleen op de productlijn van Huawei voor datacenter-netwerken, maar ook op hoe we geavanceerde, geïntegreerde oplossingen op basis daarvan kunnen bouwen. We beginnen met scenario's, gaan verder met specifieke functies, ondersteunde apparatuur en eindigen met een overzicht van specifieke apparaten die de basis kunnen vormen voor moderne datacenters met een hoog niveau van automatisering van netwerkprocessen.
Hoe indrukwekkend ook de specificaties van netwerkapparatuur zijn, de mogelijkheden van de toepassingsarchitecturale oplossingen die op basis daarvan worden gebouwd, worden bepaald door hoe effectief de wederzijdse integratie van de bijbehorende hardware-, software-, virtualisatie- en andere technologieën kan zijn. Proberend bij de tijd te blijven, doen we ons best om klanten moderne en veelbelovende mogelijkheden te bieden die vaak de meest gewaagde plannen van andere leveranciers voor zijn.
De oplossingen op basis van Cloud Fabric omvatten een datacenter-netwerk, een SDN-controller, evenals andere noodzakelijke componenten voor het specifieke project, inclusief die van andere fabrikanten.
Het eerste en eenvoudigste scenario omvat het gebruik van een minimaal aantal componenten: het netwerk wordt opgebouwd op de hardwarebasis van Huawei en externe middelen voor de automatisering van het netwerkbeheer en de monitoring ervan. Bijvoorbeeld, zoals Ansible of Microsoft Azure.
Het tweede scenario veronderstelt dat de klant al een virtualisatiesysteem en SDN voor datacenters gebruikt, laten we zeggen NSX, en de apparatuur van Huawei wil inzetten als hardwarematige VTEP (Virtual Tunnel Endpoint) binnen de bestaande VMware-oplossing. Op de website van dit bedrijf van Huawei-apparatuur die is getest en kan worden gebruikt als VTEP. Het is immers geen geheim dat, hoe succesvol de software-oplossingen VXLAN (Virtual Extensible LAN) op virtuele switches ook zijn, hardwarematige implementaties qua prestaties effectiever zijn.
Het derde scenario is de bouw van systemen in de klasse hosting & computing, die een controller bevatten, maar geen bovenliggende platform hebben waarmee ze moeten integreren. Een van de opties voor de implementatie van dit scenario houdt een aparte SDN-controller Agile Controller-DCN in. Deze architectuur kunnen systeembeheerders gebruiken voor hun dagelijkse netwerkbeheeroperaties. Een geavanceerdere variant van het derde scenario is gebaseerd op de interactie tussen Agile Controller-DCN en VMware vCenter, verbonden door een of andere bedrijfsproces, maar wederom zonder een bovenliggend beheersysteem.
Het vierde scenario is opmerkelijk - integratie met een bovenliggend platform gebaseerd op OpenStack of ons virtualisatieproduct FusionSphere. We registreren veel aanvragen voor dergelijke architectonische oplossingen, waarbij OpenStack (CentOS, Red Hat enz.) het populairst is. Het hangt allemaal af van welk orkestratie- en beheersysteem wordt gebruikt in de datacenter.
Het vijfde scenario is compleet nieuw. Naast de algemeen bekende hardware-switches omvat het de gedistribueerde virtuele switch CloudEngine 1800V (CE1800V), die alleen kan worden geëxploiteerd met KVM (Kernel-based Virtual Machine). Deze architectuur houdt in dat Agile Controller-DCN wordt gecombineerd met het containerisatieplatform Kubernetes via de CNI-plugin. Zo beweegt Huawei samen met de wereld van hostvirtualisatie naar virtualisatie van besturingssystemen..
Meer over containerisatie
Eerder hebben we de virtuele switch CE1800V genoemd, die wordt ingezet met Agile Controller-DCN. In combinatie met de hardware-switches van Huawei vormen ze een soort 'hybride overlay'. Binnenkort zullen de container scenario's van Huawei ondersteuning krijgen voor NAT-functies en load balancing.
Een beperking van de architectuur is dat CE1800V niet afzonderlijk van Agile Controller-DCN kan worden gebruikt. Daarnaast moet in overweging worden genomen dat één PoD van het Kubernetes-platform niet meer dan 4 miljoen containers kan bevatten.
De verbinding met het VXLAN-netwerk van de datacenter gebeurt via VLAN (Virtual Local Area Network), maar er is een optie waarbij de CE1800V fungeert als VTEP met het BGP (Border Gateway Protocol) proces. Dit maakt het mogelijk om BGP-routes uit te wisselen met het backbone-netwerk zonder aparte hardware switches te gebruiken.
Intent-Driven Networks: netwerken die intenties analyseren.
Het concept van Intent-Driven Network (IDN) van Huawei werd al in 2018 geïntroduceerd. Sindsdien heeft het bedrijf niet gestopt met het werken aan netwerken die, met behulp van cloud computing, Big Data en kunstmatige intelligentie, de doelen en intenties van gebruikers analyseren.
In wezen spreken we over de overgang van automatisering naar autonomie. De door de gebruiker geuite intentie wordt teruggegeven in de vorm van aanbevelingen voor netwerkproducten over hoe deze intentie gerealiseerd kan worden. De functionaliteit is gebaseerd op de mogelijkheden van de Agile Controller-DCN, die aan het product zullen worden toegevoegd om de ideologie van IDN te ondersteunen.
Met de implementatie van IDN zal het mogelijk zijn om netwerksystemen met één klik uit te rollen, wat een zeer hoog niveau van automatisering impliceert. De modulaire architectuur van netwerkfuncties en de mogelijkheid om deze functies te combineren, stelt de beheerder in staat eenvoudig aan te geven welke diensten in een bepaalde netwerkschijf beschikbaar moeten worden gesteld.
Om een dergelijk niveau van beheersbaarheid te bereiken, is het ZTP-proces (Zero Touch Provisioning) zeer belangrijk. Huawei heeft hierin aanzienlijke vooruitgang geboekt, waardoor het volledige netwerkdeployment "uit de doos" mogelijk maakt.
Het verdere installatie- en uitrolproces omvat noodzakelijkerwijs de procedure voor het controleren van de netwerkverbinding tussen hulpbronnen (network connectivity) en de beoordeling van wijzigingen in de netwerkprestaties afhankelijk van de bedrijfsmodi. Deze fase houdt in dat een simulatie wordt uitgevoerd voordat de werkelijke exploitatie begint.
De volgende stap is het configureren van diensten op basis van de behoeften van de klant (service provisioning) en hun verificatie, uitgevoerd met ingebouwde middelen van Huawei. Daarna blijft het alleen nog maar om het resultaat te controleren.
Het hele beschreven pad kan nu worden doorlopen met behulp van één enkel geïntegreerd mechanisme op basis van het iMaster NCE platform, dat de Agile Controller-DCN en het elementbeheersysteem (EMS) eSight bevat.
Momenteel kan Agile Controller-DCN de beschikbaarheid van middelen en het bestaan van verbindingen controleren, en proactief reageren (na goedkeuring van de beheerder) op netwerkproblemen. Het toevoegen van benodigde services gebeurt momenteel handmatig, maar in de toekomst is Huawei van plan deze en andere operaties, zoals het implementeren van servers en het configureren van netwerken voor cloudopslag, te automatiseren.
Serviceketens en micro-segmentatie
Agile Controller-DCN kan serviceheaders (Net Service Headers, of NSH) verwerken die in VXLAN-pakketten zijn opgenomen. Dit is nuttig voor het creëren van serviceketens. Bijvoorbeeld, als u bepaalde soorten pakketten via een andere route dan die aangeboden door het standaard routeringsprotocol wilt verzenden, moeten ze een apparaat (zoals een firewall) passeren voordat ze het netwerk verlaten. Het is voldoende om een serviceketen te configureren met de benodigde regels. Door dit mechanisme kunnen bijvoorbeeld beveiligingsbeleid worden geconfigureerd, maar er zijn ook andere toepassingsgebieden mogelijk.
In het diagram is het functioneren van RFC-compatibele serviceketens, gebaseerd op NSH, duidelijk weergegeven, evenals een lijst van de ondersteunde hardware-switches.
De mogelijkheden van Huawei's oplossingen voor het creëren van serviceketens worden aangevuld met micro-segmentatie-instrumenten — een netwerkbeveiligingsmethode die isolatie van beveiligingssegmenten tot aan individuele werkbelastingselementen inhoudt. Het gebrek aan de noodzaak om een enorme hoeveelheid Access Control Lists (ACL) handmatig te configureren helpt bij het omzeilen van de 'flessenhals' van ACL-lijsten.
Intelligente exploitatie
Als we het hebben over het gebruik van het netwerk, moet zeker een ander onderdeel van het overkoepelende merk iMaster NCE worden genoemd — de intelligente netwerkanalysator FabricInsight. Deze biedt uitgebreide mogelijkheden voor het verzamelen van telemetrie en informatie over datastromen in het netwerk. Telemetrie wordt verzameld met behulp van gRPC en accumulateert gegevens over doorgestuurde, in de buffer vastgehouden en verloren pakketten. De tweede grote hoeveelheid informatie wordt geaggregeerd via ERSPAN (Encapsulated Remote Switch Port Analyzer) en biedt inzicht in de datastromen in de datacenters. Het gaat in wezen om het verzamelen van TCP-headers en de hoeveelheid informatie die tijdens elke TCP-sessie wordt verzonden. Dit kan worden gedaan met verschillende Huawei-apparaten — een lijst hiervan is weergegeven in het schema.
Ook SNMP en NetStream zijn niet vergeten, zodat Huawei zowel oude als nieuwe mechanismen gebruikt om van een netwerk als 'zwarte doos' over te schakelen naar een netwerk waarvan we letterlijk alles weten.
AI Fabric: slimme netwerken zonder verlies
De functies van AI Fabric, ondersteund door onze apparatuur, zijn ontworpen om Ethernet om te vormen tot een hoogpresterend netwerk met lage latentie en zonder pakketverlies. Dit is noodzakelijk voor de uitvoering van belangrijke scenario's voor de implementatie van applicaties in het datacenter netwerk.
In het bovenstaande schema zien we de problemen waarmee men risico loopt tijdens het gebruik van het netwerk:
- pakketverlies;
- bufferoverloop;
- het probleem van optimale netwerkbelasting bij het gebruik van parallelle verbindingen.
In de apparaten van Huawei zijn mechanismen geïmplementeerd die deze problemen aanpakken. Bijvoorbeeld, op chipniveau is de technologie voor virtuele inkomende wachtrijen ingebouwd, wat ook voorkomt dat er blokkades aan de ingang optreden (HOL blocking).
Op protocolniveau is er een mechanisme genaamd Dynamic ECN — dynamische wijziging van de buffer grootte, evenals Fast CNP — snelle verzending van berichten over netwerkproblemen naar de bron.
Gelijke behandeling van datastromen en helpt de ondersteuning van de technologie voor Dynamische Pakketprioritering (DPP), die inhoudt dat korte datastukken van verschillende stromen in een aparte, hoogprioritaire wachtrij worden geplaatst. Op deze manier overleven korte pakketten beter in de omgeving van lange, zware stromen.
Laten we verduidelijken dat voor de effectieve werking van de bovenstaande mechanismen ze rechtstreeks door de apparatuur moeten worden ondersteund.
Alle deze functies worden toegepast in een van de drie situaties waarbij Huawei-apparatuur wordt gebruikt:
- bij het opzetten van kunstmatige-intelligent-systemen gebaseerd op gedistribueerde applicaties;
- bij het creëren van gedistribueerde datastorage-systemen;
- bij het ontwikkelen van systemen voor high-performance computing (HPC).
Ideeën, belichaamd in de 'hardware'
Nadat we de typische toepassingsscenario's van Huawei-oplossingen hebben besproken en hun belangrijkste mogelijkheden hebben opgesomd, gaan we rechtstreeks naar de apparatuur.
CloudEngine 16800 is een platform dat werkt met interfaces van 400 Gbit/s. Een opvallend kenmerk is dat het, naast de CPU, voorzien is van eigen forwarding chip en een kunstmatige-intelligentieprocessor, die nodig is voor de uitvoering van AI Fabric-mogelijkheden.
Het platform is uitgevoerd in een klassieke orthogonale architectuur met een front-to-back luchtstroom en wordt geleverd met een van de drie soorten chassis — met 4 (10U), 8 (16U) of 16 (32U) slots.
In de CloudEngine 16800 kunnen verschillende soorten lineaire kaarten worden gebruikt. Daaronder zijn zowel traditionele 10-gigabit kaarten als 40- en 100-gigabit kaarten, inclusief geheel nieuwe. Er zijn kaarten met 25 en 400 Gbit/s interfaces in de maak.
Wat betreft ToR-switches (Top of Rack), zijn hun huidige modellen aangeduid op de tijdlijn hierboven. De grootste belangstelling gaat uit naar de nieuwe 25-gigabit modellen, 100-gigabit switches met 400-gigabit uplinks, evenals de hoge dichtheid 100-gigabit switches met 96 poorten.
De belangrijkste Huawei-switch met vaste configuratie op dit moment is de CloudEngine 8850. Deze zal worden vervangen door het model 8851 met 32 interfaces van 100 Gbit/s en acht interfaces van 400 Gbit/s, evenals de mogelijkheid van splitsing naar 50, 100 of 200 Gbit/s.
Een andere switch met vaste configuratie, de CloudEngine 6865, blijft voorlopig in de lijn van actuele Huawei-producten. Dit is een goed gevestigde 'workhorse' met toegang tot 10/25 Gbit/s en acht 100-gigabit uplinks. Bovendien ondersteunt het ook AI Fabric.
In het schema zijn de specificaties van alle nieuwe switchmodellen te zien, waarvan we de komende maanden, of zelfs weken, de komst verwachten. Een bepaalde vertraging in hun lancering is gerelateerd aan de situatie rond het coronavirus. Ook blijven de problemen van sanctiedruk op het bedrijf Huawei relevant, maar deze gebeurtenissen kunnen alleen de timing van de lancering beïnvloeden.
Meer informatie over Huawei-oplossingen en hun toepassingsmogelijkheden is eenvoudig te verkrijgen door je in te schrijven voor onze webinars of rechtstreeks contact op te nemen met vertegenwoordigers van het bedrijf.
***
We herinneren je eraan dat onze experts regelmatig webinars organiseren over Huawei-producten en de technologieën die daarin worden gebruikt. De lijst van webinars voor de komende weken is beschikbaar op .
Bron: habr.com
