Het is tijd om details te onthullen over de nieuwe Huawei NetEngine 8000 carrier-class routers - over de hardwarebasis en softwareoplossingen waarmee u op hun basis end-to-end end-to-end-verbindingen kunt bouwen met een doorvoer van 400 Gbps en monitor de kwaliteit van netwerkdiensten op het subsecondeniveau.
Wat bepaalt welke technologieën nodig zijn voor netwerkoplossingen
De vereisten voor de nieuwste netwerkapparatuur worden nu bepaald door vier belangrijke trends:
- de verspreiding van 5G mobiel breedband;
- groei van cloudbelastingen in zowel private als publieke datacenters;
- uitbreiding van de IoT-wereld;
- toenemende vraag naar kunstmatige intelligentie.
Tijdens de pandemie is er een andere algemene trend naar voren gekomen: scenario’s waarin de fysieke aanwezigheid zoveel mogelijk wordt verminderd ten gunste van een virtuele aanwezigheid worden aantrekkelijker. Hieronder vallen onder meer virtual en augmented reality-diensten, maar ook oplossingen op basis van Wi-Fi 6-netwerken. Al deze toepassingen vereisen een hoge kanaalkwaliteit. NetEngine 8000 is ontworpen om dit te bieden.
NetEngine 8000-familie
De apparaten in de NetEngine 8000-familie zijn onderverdeeld in drie hoofdseries. Gemarkeerd met de letter X, dit zijn krachtige vlaggenschipmodellen voor telecomoperatoren of voor datacenters met hoge belasting. De M-serie is ontworpen voor verschillende metroscenario's. En apparaten met index F zijn in de eerste plaats bedoeld voor het implementeren van algemene DCI-scenario's (Data Center Interconnect). De meeste van de "achtduizenders" kunnen deel uitmaken van end-to-end tunnels met een doorvoersnelheid van 400 Gbit/s en ondersteunen een gegarandeerd serviceniveau (Service Level Agreement - SLA).
Feit: tegenwoordig produceert alleen Huawei een volledig assortiment apparatuur voor het organiseren van netwerken van 400GE-klasse. De bovenstaande afbeelding toont een scenario voor het bouwen van een netwerk voor een grote zakelijke klant of een grote operator. Deze laatste maakt gebruik van de krachtige NetEngine 9000 core-routers, evenals de nieuwe NetEngine 8000 F2A-routers, die in staat zijn een groot aantal verbindingen van 100, 200 of 400 Gbps te aggregeren.
Metrofabrieken worden geïmplementeerd op basis van apparaten uit de M-serie. Dergelijke oplossingen maken het mogelijk om zich aan te passen aan de tienvoudige toename van het verkeersvolume die de komende tien jaar wordt verwacht zonder het platform te veranderen.
Huawei produceert onafhankelijk optische modules met een doorvoersnelheid van 400 Gbps. Oplossingen die daarop zijn gebouwd, zijn 10 tot 15% goedkoper dan oplossingen met een vergelijkbare capaciteit, maar die gebruik maken van 100 gigabit-kanalen. Het testen van de modules begon in 2017 en al in 2019 vond de eerste implementatie van daarop gebaseerde apparatuur plaats; De Afrikaanse telecomoperator Safaricom exploiteert momenteel een dergelijk systeem commercieel.
De enorme bandbreedte van de NetEngine 8000, die in 2020 misschien excessief lijkt, zal in de niet al te verre toekomst zeker nodig zijn. Bovendien is de router geschikt voor gebruik als groot uitwisselingspunt, wat zeker nuttig zal zijn voor zowel tweedelijnsoperatoren als grote bedrijfsstructuren in een fase van snelle groei en makers van e-governmentoplossingen.
Huawei bevordert ook de verspreiding van een aantal nieuwe technologieën, waaronder het SRv6-routeringsprotocol, dat de levering van VPN-verkeer van operators aanzienlijk vereenvoudigt. FlexE-technologie (Flexible Ethernet) biedt gegarandeerde doorvoer op de tweede laag van het OSI-model, en met iFIT (In-situ Flow Information Telemetry) kunt u SLA-prestatieparameters nauwkeurig monitoren.
Vanuit het oogpunt van een provider kan SRv6 worden gebruikt vanaf containerniveau in een datacenter gebouwd op NFV (Network Functions Virtualization) tot bijvoorbeeld een draadloze breedbandomgeving. Zakelijke klanten zullen end-to-end gebruik van het nieuwe protocol nodig hebben bij het bouwen van backbone-netwerken. Wij benadrukken dat de technologie niet bedrijfseigen is en door verschillende leveranciers wordt gebruikt, waardoor het risico van incompatibiliteit wordt geëlimineerd.
Dit is de tijdlijn voor de commercialisering van SRv6-technologie ter ondersteuning van 5G-oplossingen. Praktisch geval: het Arabische bedrijf Zain Group, dat bezig was met de transitie naar 5G, moderniseerde zijn netwerk, verhoogde de capaciteit van de backbone-kanalen en verbeterde ook de beheersbaarheid van de infrastructuur door de introductie van SRv6.
Hoe deze technologieën toe te passen
Drie verschillende producten werden voorheen gebruikt als ‘technologische paraplu’ voor de bovengenoemde oplossingen. U2000 werd gebruikt als NMS voor het transmissiedomein en het IP-domein. Daarnaast werden uTraffic-systemen en de veel bekendere Agile Controller gebruikt in SDN-systemen. Deze combinatie bleek echter niet erg handig bij toepassing op routers van carrier-klasse, dus nu worden deze producten gecombineerd tot een tool CloudSoP.
Allereerst kunt u hiermee de levenscyclus van de infrastructuur volledig beheren, te beginnen met de aanleg van het netwerk - optisch of IP. Het is ook verantwoordelijk voor het beheer van bronnen, zowel standaard (MPLS) als nieuw (SRv6). Tenslotte maakt CloudSoP het mogelijk om alle diensten volledig te bedienen met een hoge mate van granulariteit.
Laten we de klassieke benadering van management eens nader bekijken. In dit geval kan het worden uitgevoerd met behulp van L3VPN of SR-TE, wat extra mogelijkheden biedt voor het creëren van tunnels. Om bronnen voor verschillende servicetaken te verdelen, worden meer dan honderd parameters en segmentroutering gebruikt.
Hoe ziet de inzet van zo’n dienst eruit? Eerst moet u het primaire beleid voor een specifiek niveau (vlak) instellen. In het bovenstaande diagram is SRv6-technologie geselecteerd, met behulp waarvan de levering van verkeer van punt A naar punt E wordt geconfigureerd. Het systeem berekent mogelijke paden rekening houdend met doorvoer en vertragingen, en creëert ook parameters voor daaropvolgende controle.
Zodra we de installatie hebben voltooid, zijn we klaar om aanvullende VPN-services te creëren en te lanceren. Een groot voordeel van de oplossing van Huawei is dat je, in tegenstelling tot standaard MPLS Traffic Engineering, tunnelpaden kunt synchroniseren zonder extra add-ons.
Het bovenstaande diagram toont het algemene proces voor het verkrijgen van informatie. Hiervoor wordt vaak SNMP gebruikt, wat veel tijd kost en een gemiddeld resultaat geeft. Telemetrie, die we eerder gebruikten in datacenters en campusoplossingen, heeft echter zijn intrede gedaan in de wereld van carrier-backbone-netwerken. Het voegt belasting toe, maar stelt u in staat te begrijpen wat er op het netwerk gebeurt, niet op het moment zelf, maar op het niveau van een seconde.
Natuurlijk moet het resulterende verkeersvolume op de een of andere manier worden ‘verteerd’. Hiervoor wordt aanvullende machine learning-technologie gebruikt. Op basis van vooraf geladen patronen van de meest voorkomende netwerkstoringen kan het monitoringsysteem voorspellingen doen over de waarschijnlijkheid van excessen. Bijvoorbeeld een storing van een SFP-module (Small Form-factor Pluggable) of een plotselinge toename van het netwerkverkeer.
En zo ziet een horizontaal schaalbaar (scale-out) besturingssysteem eruit, gebaseerd op TaiShan ARM-servers en de GaussDB-database. Individuele knooppunten van het analytische systeem hebben een concept van ‘rol’, dat een granulaire uitbreiding van diagnostische diensten mogelijk maakt naarmate het verkeer groeit of het aantal netwerkknooppunten toeneemt.
Met andere woorden: alles wat goed was in de wereld van opslagsystemen komt stilaan terecht op het gebied van netwerkbeheer.
Een sprekend voorbeeld van de implementatie van onze nieuwe technologieën is de Industrial and Commercial Bank of China (ICBC). Het maakt gebruik van een kernnetwerk van krachtige routers waaraan specifieke rollen zijn toegewezen. Volgens de NDA hebben we het recht om slechts een algemeen idee te geven van de netwerkstructuur in het diagram. Het omvat drie grote datacenters die met elkaar zijn verbonden door end-to-end tunnels, en 35 extra locaties (datacenters op het tweede niveau). Er wordt gebruik gemaakt van zowel standaardaansluitingen als SR-TE.
Drielaagse intelligente IP WAN-architectuur
Huawei-oplossingen zijn gebaseerd op een drielaagse architectuur, op het lagere niveau bevindt zich apparatuur met verschillende prestaties. Op het tweede niveau is er een apparatuurbeheeromgeving en aanvullende services die de functionaliteit van netwerkanalyse en -controle uitbreiden. De toplaag wordt relatief gezien aangebracht. De meest voorkomende toepassingsscenario's betreffen het organiseren van de netwerken van telecomoperatoren, financiële instellingen, energiebedrijven en overheidsinstanties.
Hier is een korte video waarin de mogelijkheden van NetEngine 8000 en de technische oplossingen die daarin worden gebruikt worden beschreven:
Uiteraard moet de apparatuur worden ontworpen voor verkeersgroei en uitbreiding van de infrastructuur, waarbij rekening moet worden gehouden met de juiste stroomvoorziening en goede koeling. Wanneer het vlaggenschiproutermodel is uitgerust met 20 voedingen van elk 3 kW, lijkt het gebruik van koolstofnanobuisjes in het warmteafvoersysteem niet langer overbodig.
Waar is dit allemaal voor? Het klinkt als sciencefiction, maar voor ons is 14,4 Tbit/s per slot inmiddels best haalbaar. En er is veel vraag naar deze verbluffende bandbreedte. In het bijzonder dezelfde financiële en energiebedrijven, waarvan er vele tegenwoordig kernnetwerken hebben die zijn gecreëerd met behulp van DWDM-technologie (Dense Wavelength Division Multiplexing). Het aantal toepassingen dat steeds hogere snelheden vereist, groeit immers ook.
Een van onze scenario's voor het bouwen van machine learning-netwerken tussen twee Atlas 900-clusters vereist ook doorvoer van terabit-klasse. En er zijn veel vergelijkbare taken. Hiertoe behoren met name nucleaire berekeningen, meteorologische berekeningen, enz.
Hardwarebasis en zijn vereisten
De diagrammen tonen de momenteel beschikbare LPUI-routermodules met geïntegreerde kaarten en hun kenmerken.
En zo ziet de roadmap eruit met nieuwe module-opties die de komende twee jaar beschikbaar zullen zijn. Bij het ontwikkelen van oplossingen op basis daarvan is het belangrijk om rekening te houden met het energieverbruik. Tegenwoordig worden standaard datacenters gebouwd met een vermogen van 7 tot 10 kW per rack, terwijl het gebruik van routers van terabit-klasse een stroomverbruik impliceert dat vele malen hoger is (tot 30 tot 40 uW op piekniveau). Dit brengt de noodzaak met zich mee om een gespecialiseerde locatie te ontwerpen of een aparte zone voor hoge belasting te creëren in een bestaand datacenter.
Een algemene blik op het chassis leert dat de fabrieken verborgen zijn achter het middelste ventilatorblok. Er is de mogelijkheid van hun “hot” vervanging, geïmplementeerd dankzij redundantie volgens het 2N- of N+1-schema. In wezen hebben we het over een standaard orthogonale architectuur met hoge betrouwbaarheid.
Niet alleen vlaggenschepen
Hoe indrukwekkend de vlaggenschipmodellen ook zijn, de meeste installaties worden gerealiseerd door de boxoplossingen van de M- en F-serie.
De populairste servicerouters zijn nu de M8- en M14-modellen. Ze maken het mogelijk om zowel met lage snelheden, zoals E1, als met hoge snelheden (100 Gbit/s nu en 400 Gbit/s in de nabije toekomst) te werken binnen hetzelfde platform.
De prestaties van de M14 zijn voldoende om aan alle behoeften van gewone zakelijke klanten te voldoen. Hiermee kun je standaard L3VPN-oplossingen bouwen om verbinding te maken met providers; het is ook goed als extra tool, bijvoorbeeld voor het verzamelen van telemetrie of het gebruik van SRv6.
Voor het model is een groot aantal kaarten beschikbaar. Er zijn geen afzonderlijke fabrieken en er worden supervisors ingezet om de connectiviteit te garanderen. Op deze manier wordt de verdeling van de prestaties over de poorten, aangegeven in het diagram, bereikt.
In de toekomst kan de supervisor worden vervangen door een nieuwe, die nieuwe prestaties op dezelfde poorten zal opleveren.
Het M8-model is iets kleiner dan de M14 en presteert ook inferieur aan het oudere model, maar hun gebruiksscenario's lijken sterk op elkaar.
Met een set M8-compatibele fysieke kaarten kunt u bijvoorbeeld via een 100 Gbps-interface een verbinding met P-apparaten tot stand brengen, FlexE-technologie gebruiken en alles versleutelen.
Over het algemeen kun je met het M6-apparaat aan de slag met de operatoromgeving. Het is klein en niet geschikt voor providers, maar is prima inzetbaar als verkeersaggregatiepunt voor het verbinden van regionale datacenters, bijvoorbeeld bij een bank. Bovendien is de hier ingestelde software dezelfde als op oudere modellen.
Er zijn minder kaarten beschikbaar voor de M6 en de maximale prestaties zijn 50 Gbps, wat echter merkbaar hoger is dan de standaard 40 Gbps-oplossingen in de branche.
Ook het jongste model, M1A, verdient een speciale vermelding. Dit is een kleine oplossing die van pas kan komen als een groter bedrijfstemperatuurbereik wordt verwacht (-40...+65 °C).
Een paar woorden over de F-lijn: het NetEngine 8000 F1A-model werd een van de populairste Huawei-producten in 2019, niet in de laatste plaats vanwege het feit dat het is uitgerust met poorten met een doorvoersnelheid van 1 tot 100 Gbit/s (tot 1,2 Tbit/s in totaal).
Meer over SRv6
Waarom was het nu precies nodig om ondersteuning voor SRv6-technologie in onze producten op te nemen?
Momenteel kan het aantal protocollen dat nodig is om VPN-tunnels tot stand te brengen meer dan 10 zijn, wat ernstige beheerproblemen veroorzaakt en de noodzaak suggereert om het proces radicaal te vereenvoudigen.
Het antwoord van de industrie op deze uitdaging was de creatie van SRv6-technologie, aan de opkomst waarvan Huawei en Cisco de hand hadden.
Een van de beperkingen die moesten worden opgeheven, was de noodzaak om het per-hop behavior (PHB)-principe te gebruiken voor het routeren van standaardpakketten. Het is vrij moeilijk om ‘inter-operator’-interactie tot stand te brengen via Inter-AS MP-BGP met aanvullende diensten (VPNv4), dus er zijn maar heel weinig van dergelijke oplossingen. Met SRv6 kunt u in eerste instantie het pad van een pakket door het gehele segment effenen zonder speciale tunnels te registreren. En de programmering van de processen zelf is vereenvoudigd, wat grote implementaties enorm vergemakkelijkt.
Het diagram toont een voorbeeld voor de implementatie van SRv6. De twee mondiale netwerken waren via verschillende protocollen met elkaar verbonden. Om service te ontvangen van elke virtuele of hardwareserver, was een groot aantal schakelaars (handover) tussen VXLAN, VLAN, L3VPN, enz. vereist.
Na de implementatie van SRv6 beschikte de operator over een end-to-end tunnel, niet eens naar de hardwareserver, maar naar de Docker-container.
Meer informatie over FlexE-technologie
De tweede laag van het OSI-model is slecht omdat deze niet de noodzakelijke diensten en het SLA-niveau biedt dat providers nodig hebben. Zij zouden op hun beurt graag een soort analoog van TDM (Time-Division Multiplexing) willen krijgen, maar dan op Ethernet. Er zijn vele benaderingen gevolgd om het probleem op te lossen, met zeer beperkte resultaten.
Flex Ethernet dient juist om de kwaliteit van de SDH (Synchronous Digital Hierarchy) en TDM-niveaus in IP-netwerken te garanderen. Dit werd mogelijk dankzij het werken met het forwarding plane, waarbij we de L2-omgeving op deze manier aanpassen zodat deze zo productief mogelijk wordt.
Hoe werkt een standaard fysieke poort? Er is een bepaald aantal wachtrijen en een TX-ring. Een pakket dat in de buffer terechtkomt, wacht op verwerking, wat niet altijd handig is, vooral als er olifanten- en muizenstromen aanwezig zijn.
Extra invoegingen en een extra abstractielaag zorgen voor een gegarandeerde doorvoer op het niveau van de fysieke omgeving.
Op de informatieoverdrachtslaag wordt een extra MAC-laag toegewezen, waardoor het mogelijk wordt om rigide fysieke wachtrijen te creëren waaraan specifieke SLA's kunnen worden toegewezen.
Zo ziet het er op implementatieniveau uit. De extra laag implementeert feitelijk TDM-framing. Dankzij deze meta-insert is het mogelijk om wachtrijen gedetailleerd te verdelen en TDM-diensten via Ethernet te creëren.
Een van de scenario's voor het gebruik van FlexE omvat een zeer strikte naleving van SLA's door tijdvakken te creëren om de doorvoer gelijk te maken of middelen te leveren voor kritieke services.
In een ander scenario kunt u met defecten werken. In plaats van simpelweg de overdracht van informatie te hashen, vormen we afzonderlijke kanalen bijna op fysiek niveau, in tegenstelling tot virtuele kanalen gecreëerd door QoS (Quality of Service).
Meer over iFIT
Net als FlexE is iFIT een gelicentieerde technologie van Huawei. Het maakt SLA-verificatie op een zeer gedetailleerd niveau mogelijk. In tegenstelling tot standaard IP SLA- en NQA-mechanismen werkt iFIT niet met synthetisch, maar met ‘live’ verkeer.
iFIT is beschikbaar op alle apparaten die telemetrie ondersteunen. Hiervoor wordt een extra veld gebruikt dat niet wordt ingenomen door standaard Optiegegevens. Daar wordt informatie vastgelegd waarmee u kunt begrijpen wat er in het kanaal gebeurt.
***
Samenvattend wat er is gezegd, benadrukken we dat de functionaliteit van NetEngine 8000 en de technologieën ingebed in de “achtduizendste” technologieën deze apparaten tot een redelijke en gerechtvaardigde keuze maken bij het creëren en ontwikkelen van carrier-class netwerken, kernnetwerken van energie- en financiële bedrijven, evenals “elektronische overheidssystemen”.
Bron: www.habr.com