Det er på tide å avsløre detaljer om de nye Huawei NetEngine 8000-ruterne i operatørklassen – om maskinvarebasen og programvareløsningene som lar deg bygge ende-til-ende-ende-til-ende-forbindelser med en gjennomstrømning på 400 Gbps og monitor kvaliteten på nettverkstjenester på underordnet nivå.
Hva bestemmer hvilke teknologier som trengs for nettverksløsninger
Kravene til det nyeste nettverksutstyret er nå bestemt av fire nøkkeltrender:
- spredningen av 5G mobilt bredbånd;
- vekst av skybelastninger i både private og offentlige datasentre;
- utvidelse av IoT-verdenen;
- økende etterspørsel etter kunstig intelligens.
Under pandemien har en annen generell trend dukket opp: scenarier der den fysiske tilstedeværelsen reduseres så mye som mulig til fordel for en virtuell, blir mer attraktive. Dette inkluderer blant annet virtuelle og utvidede virkelighetstjenester, samt løsninger basert på Wi-Fi 6-nettverk.Alle disse applikasjonene krever høy kanalkvalitet. NetEngine 8000 er designet for å gi det.
NetEngine 8000-familien
Enhetene som er inkludert i NetEngine 8000-familien er delt inn i tre hovedserier. Merket med bokstaven X er dette høyytelses flaggskipmodeller for teleoperatører eller for datasentre med høy belastning. M-serien er designet for å imøtekomme ulike metroscenarier. Og enheter med indeks F er først og fremst ment for å implementere vanlige DCI-scenarier (Data Center Interconnect). De fleste av «åtte-tusenerne» kan være en del av ende-til-ende-tunneler med en gjennomstrømning på 400 Gbit/s og støtte et garantert servicenivå (Service Level Agreement - SLA).
Fakta: i dag er det bare Huawei som produserer et komplett utvalg av utstyr for organisering av 400GE-klassenettverk. Illustrasjonen ovenfor viser et scenario for å bygge et nettverk for en stor bedriftskunde eller en stor operatør. Sistnevnte bruker de høyytelses NetEngine 9000-kjerneruterne, samt de nye NetEngine 8000 F2A-ruterne, som er i stand til å samle et stort antall tilkoblinger på 100, 200 eller 400 Gbps.
Metrofabrikker er implementert på basis av enheter i M-serien Slike løsninger gjør det mulig å tilpasse seg den tidobling av trafikkvolumet som forventes i løpet av det neste tiåret uten å endre plattform.
Huawei produserer uavhengig optiske moduler med en gjennomstrømning på 400 Gbps. Løsninger bygget på dem er 10–15 % billigere enn løsninger som har tilsvarende kapasitet, men som bruker 100-gigabit-kanaler. Testing av modulene startet tilbake i 2017, og allerede i 2019 fant den første implementeringen av utstyr basert på dem sted; Den afrikanske teleoperatøren Safaricom driver for tiden et slikt system kommersielt.
Den enorme båndbredden til NetEngine 8000, som kan virke overdreven i 2020, vil definitivt være nødvendig i en ikke altfor fjern fremtid. I tillegg er ruteren egnet for bruk som et stort utvekslingspunkt, noe som helt sikkert vil være nyttig for både andrerangsoperatører og store bedriftsstrukturer i en fase med rask vekst og skapere av e-forvaltningsløsninger.
Huawei fremmer også spredningen av en rekke nye teknologier, inkludert SRv6-rutingsprotokollen, som betydelig forenkler leveringen av operatørens VPN-trafikk. FlexE (Flexible Ethernet)-teknologi gir garantert gjennomstrømning i det andre laget av OSI-modellen, og iFIT (In-situ Flow Information Telemetry) lar deg overvåke SLA-ytelsesparametere nøyaktig.
Fra en leverandørs side kan SRv6 brukes fra containernivå i et datasenter bygget på NFV (Network Functions Virtualization) til for eksempel et trådløst bredbåndsmiljø. Bedriftskunder vil trenge ende-til-ende bruk av den nye protokollen når de bygger ryggradsnettverk. Teknologien, understreker vi, er ikke proprietær og brukes av forskjellige leverandører, noe som eliminerer risikoen for inkompatibilitet.
Dette er tidslinjen for kommersialisering av SRv6-teknologi for å støtte 5G-løsninger. Praktisk tilfelle: det arabiske selskapet Zain Group, i ferd med å gå over til 5G, moderniserte nettverket sitt, økte kapasiteten til ryggradskanaler, og forbedret også administrasjonen av infrastrukturen gjennom introduksjonen av SRv6.
Hvordan bruke disse teknologiene
Tre forskjellige produkter ble tidligere brukt som en "teknologisk paraply" som dekker løsningene ovenfor. U2000 ble brukt som NMS for overføringsdomenet og IP-domenet. I tillegg ble uTraffic-systemer og den mye mer kjente Agile-kontrolleren brukt i SDN-systemer. Imidlertid viste denne kombinasjonen seg å ikke være veldig praktisk når den ble brukt på rutere i transportørklasse, så nå er disse produktene kombinert til et verktøy CloudSoP.
Først av alt lar det deg fullt ut administrere livssyklusen til infrastrukturen, fra og med byggingen av nettverket - optisk eller IP. Den er også ansvarlig for å administrere ressurser, både standard (MPLS) og ny (SRv6). Til slutt gjør CloudSoP det mulig å fullt ut betjene alle tjenester med høy grad av granularitet.
La oss se nærmere på den klassiske tilnærmingen til ledelse. I dette tilfellet kan det utføres ved hjelp av L3VPN eller SR-TE, som gir ytterligere muligheter for å lage tunneler. For å fordele ressurser til ulike tjenesteoppgaver brukes mer enn hundre parametere og segmentruting.
Hvordan ser utplasseringen av en slik tjeneste ut? Først må du angi den primære policyen for et spesifikt nivå (fly). I diagrammet over er det valgt SRv6-teknologi, ved hjelp av denne konfigureres levering av trafikk fra punkt A til punkt E. Systemet vil beregne mulige veier under hensyntagen til gjennomstrømning og forsinkelser, og lager også parametere for etterfølgende kontroll.
Når vi har fullført oppsettet, er vi klare til å opprette og lansere ytterligere VPN-tjenester. En stor fordel med Huaweis løsning er at den, i motsetning til standard MPLS Traffic Engineering, lar deg synkronisere tunnelstier uten ekstra tillegg.
Diagrammet ovenfor viser den generelle prosessen med å innhente informasjon. SNMP brukes ofte til dette, noe som tar mye tid og gir et gjennomsnittlig resultat. Telemetri, som vi tidligere brukte i datasentre og campusløsninger, har imidlertid kommet til verden av bærerryggradsnettverk. Det legger til belastning, men lar deg forstå hva som skjer på nettverket, ikke på minuttet, men på det andre nivået.
Selvfølgelig må det resulterende trafikkvolumet "fordøyes" på en eller annen måte. Til dette brukes ekstra maskinlæringsteknologi. Basert på forhåndsinnlastede mønstre av de vanligste nettverksfeilene, er overvåkingssystemet i stand til å gi spådommer om sannsynligheten for overskridelser. For eksempel et sammenbrudd av en SFP-modul (Small Form-factor Pluggable) eller en plutselig økning i nettverkstrafikk.
Og dette er hvordan et horisontalt skalerbart (utskalert) kontrollsystem ser ut basert på TaiShan ARM-servere og GaussDB-databasen. Individuelle noder i det analytiske systemet har et konsept om "rolle", som tillater granulær utvidelse av diagnostiske tjenester etter hvert som trafikken vokser eller antallet nettverksnoder øker.
Alt som var bra i lagringssystemverdenen kommer med andre ord gradvis til feltet nettverksadministrasjon.
Et slående eksempel på implementeringen av våre nye teknologier er Industrial and Commercial Bank of China (ICBC). Den distribuerer et kjernenettverk av høyytelsesrutere som er tildelt spesifikke roller. I følge NDA har vi rett til å gi kun en generell idé om nettverksstrukturen i diagrammet. Det inkluderer tre store datasentre forbundet med ende-til-ende-tunneler, og 35 ekstra nettsteder (datasentre på andre nivå). Både standardkoblinger og SR-TE brukes.
Tre-lags intelligent IP WAN-arkitektur
Huaweis løsninger er basert på en tre-lags arkitektur, på det lavere nivået som det er utstyr med varierende ytelse. På andre nivå er det et utstyrsadministrasjonsmiljø og tilleggstjenester som utvider funksjonaliteten til nettverksanalyse og kontroll. Det øverste laget påføres relativt sett. De vanligste applikasjonsscenarioene involverer organisering av nettverkene til teleoperatører, finansinstitusjoner, energiselskaper og offentlige etater.
Her er en kort video som beskriver egenskapene til NetEngine 8000 og de tekniske løsningene som brukes i den:
Selvfølgelig må utstyret være designet for trafikkvekst og utvidelse av infrastrukturen, med hensyn til riktig kraft og riktig kjøling. Når flaggskipsrutermodellen er utstyrt med 20 strømforsyninger på 3 kW hver, virker ikke bruken av karbon-nanorør i varmefjerningssystemet lenger overflødig.
Hva er alt dette for noe? Det høres ut som science fiction, men for oss er nå 14,4 Tbit/s per spor ganske oppnåelig. Og denne utrolige båndbredden er etterspurt. Spesielt de samme finans- og energiselskapene, hvorav mange i dag har kjernenettverk opprettet ved hjelp av DWDM-teknologi (Dense Wavelength Division Multiplexing). Tross alt vokser også antallet applikasjoner som krever stadig høyere hastigheter.
Et av scenariene våre for å bygge maskinlæringsnettverk mellom to Atlas 900-klynger krever også terabit-klasse gjennomstrømning. Og det er mange lignende oppgaver. Disse inkluderer spesielt kjernefysisk databehandling, meteorologiske beregninger, etc.
Maskinvaregrunnlag og dets krav
Diagrammene viser de tilgjengelige LPUI-rutermodulene med integrerte kort og deres egenskaper.
Og slik ser veikartet ut med nye modulalternativer som vil være tilgjengelige i løpet av de neste to årene. Når man utvikler løsninger basert på dem, er det viktig å vurdere energiforbruket. I dag bygges standard datasentre med en hastighet på 7–10 kW per rack, mens bruk av terabit-klasse rutere innebærer flere ganger høyere strømforbruk (opp til 30–40 uW ved topp). Dette innebærer behov for å designe et spesialisert nettsted eller opprette en egen høybelastningssone i et eksisterende datasenter.
En generell titt på chassiset avslører at fabrikkene er skjult bak den midterste vifteblokken. Det er mulighet for deres "varme" erstatning, implementert takket være redundans i henhold til 2N- eller N+1-ordningen. I hovedsak snakker vi om en standard ortogonal arkitektur med høy pålitelighet.
Ikke bare flaggskip
Uansett hvor imponerende flaggskipmodellene er, står boksløsningene i M- og F-serien for flest installasjoner.
De mest populære tjenesteruterne nå er M8- og M14-modellene. De lar deg jobbe med både lavhastighets, som E1, og høyhastighetsgrensesnitt (100 Gbit/s nå og 400 Gbit/s i nær fremtid) innenfor samme plattform.
Ytelsen til M14 er nok til å tilfredsstille alle behovene til vanlige bedriftskunder. Ved å bruke den kan du bygge standard L3VPN-løsninger for tilkobling til leverandører; den er også bra som et ekstra verktøy, for eksempel for å samle inn telemetri eller bruke SRv6.
Et stort antall kort er tilgjengelig for modellen. Det er ingen separate fabrikker, og veiledere brukes for å sikre tilkobling. På denne måten oppnås fordelingen av ytelse på tvers av porter angitt i diagrammet.
I fremtiden kan veilederen erstattes med en ny, som vil gi ny ytelse på de samme portene.
M8-modellen er litt mindre enn M14 og er også dårligere i ytelse enn den eldre modellen, men brukstilfellene deres er veldig like.
Et sett med M8-kompatible fysiske kort gjør det for eksempel mulig å sette opp en tilkobling til P-enheter via et 100 Gbps-grensesnitt, bruke FlexE-teknologi og kryptere det hele.
I det store og hele er det med M6-enheten du kan begynne å jobbe med operatørmiljøet. Den er liten og ikke egnet for tilbydere, men er lett anvendelig som trafikkaggregeringspunkt for å koble til regionale datasentre, for eksempel i en bank. Dessuten er programvaresettet her det samme som på eldre modeller.
Det er færre kort tilgjengelig for M6, og maksimal ytelse er 50 Gbps, som imidlertid er merkbart høyere enn standard 40 Gbps-løsningene i bransjen.
Den yngste modellen, M1A, fortjener også spesiell omtale. Dette er en liten løsning som kan komme godt med der det forventes et utvidet driftstemperaturområde (-40... +65 °C).
Noen få ord om F-linjen NetEngine 8000 F1A-modellen ble et av de mest populære Huawei-produktene i 2019, ikke minst på grunn av at den er utstyrt med porter med en gjennomstrømning på 1 til 100 Gbit/s (opptil 1,2). Tbit/s totalt).
Mer om SRv6
Hvorfor akkurat nå var det nødvendig å inkludere støtte for SRv6-teknologi i produktene våre?
For øyeblikket kan antallet protokoller som kreves for å etablere VPN-tunneler være 10+, noe som forårsaker alvorlige administrasjonsproblemer og antyder behovet for å radikalt forenkle prosessen.
Bransjens svar på denne utfordringen var etableringen av SRv6-teknologi, som Huawei og Cisco hadde en hånd med.
En av begrensningene som måtte fjernes, var behovet for å bruke PHB-prinsippet (per-hop-atferd) for å rute standardpakker. Det er ganske vanskelig å etablere "inter-operatør" interaksjon via Inter-AS MP-BGP med tilleggstjenester (VPNv4), så det er svært få slike løsninger. SRv6 lar deg i utgangspunktet bane banen til en pakke gjennom hele segmentet uten å registrere spesielle tunneler. Og programmeringen av selve prosessene er forenklet, noe som i stor grad letter store distribusjoner.
Diagrammet viser en sak for implementering av SRv6. De to globale nettverkene var forbundet med flere forskjellige protokoller. For å motta tjenester fra en hvilken som helst virtuell server eller maskinvareserver, var det nødvendig med et stort antall svitsjer (overlevering) mellom VXLAN, VLAN, L3VPN osv.
Etter implementeringen av SRv6 hadde operatøren en ende-til-ende-tunnel, ikke engang til maskinvareserveren, men til Docker-beholderen.
Lær mer om FlexE-teknologi
Det andre laget av OSI-modellen er dårlig fordi den ikke gir de nødvendige tjenestene og SLA-nivået som leverandørene trenger. De vil på sin side gjerne få en slags analog av TDM (Time-division multiplexing), men på Ethernet. Mange tilnærminger er tatt for å løse problemet, med svært begrensede resultater.
Flex Ethernet tjener nettopp til å garantere kvaliteten på SDH (Synchronous Digital Hierarchy) og TDM-nivåer i IP-nettverk. Dette ble mulig takket være arbeidet med videresendingsplanet, da vi modifiserer L2-miljøet på denne måten slik at det blir så produktivt som mulig.
Hvordan fungerer en standard fysisk port? Det er et visst antall køer og en tx-ring. En pakke som kommer inn i bufferen venter på behandling, noe som ikke alltid er praktisk, spesielt i nærvær av elefant- og musestrømmer.
Ytterligere innsettinger og et annet lag med abstraksjon bidrar til å sikre garantert gjennomstrømning på nivå med det fysiske miljøet.
Et ekstra MAC-lag er allokert på informasjonsoverføringslaget, som gjør det mulig å lage rigide fysiske køer som spesifikke SLAer kan tildeles.
Slik ser det ut på gjennomføringsnivå. Det ekstra laget implementerer faktisk TDM-innramming. Takket være denne meta-innsatsen er det mulig å distribuere køer granulært og lage TDM-tjenester via Ethernet.
Et av scenariene for bruk av FlexE innebærer svært streng overholdelse av SLAer ved å opprette tidsluker for å utjevne gjennomstrømming eller gi ressurser til kritiske tjenester.
Et annet scenario lar deg jobbe med defekter. I stedet for bare å hashe overføring av informasjon, danner vi separate kanaler nesten på det fysiske nivået, i motsetning til virtuelle skapt av QoS (Quality of Service).
Mer om iFIT
I likhet med FlexE er iFIT en lisensiert teknologi fra Huawei. Det tillater SLA-verifisering på et veldig detaljert nivå. I motsetning til standard IP SLA og NQA-mekanismer, opererer iFIT ikke med syntetisk, men med "live" trafikk.
iFIT er tilgjengelig på alle enheter som støtter telemetri. Til dette brukes et tilleggsfelt som ikke er okkupert av standard Option Data. Der registreres informasjon som lar deg forstå hva som skjer i kanalen.
***
For å oppsummere det som er sagt, understreker vi at funksjonaliteten til NetEngine 8000 og teknologiene som er innebygd i "åttetusendel"-teknologiene, gjør disse enhetene til et rimelig og berettiget valg når man skal lage og utvikle nettverk i bærerklassen, kjernenettverk av energi- og finansselskaper, så vel som "elektroniske regjeringssystemer".
Kilde: www.habr.com