Dziś w centrum uwagi znajduje się nie tylko linia produktów Huawei do budowy sieci centrum danych, ale także sposób, w jaki tworzyć na ich podstawie zaawansowane zintegrowane rozwiązania. Zaczniemy od scenariuszy, przejdziemy do konkretnych funkcji, wspieranego sprzętu, a zakończymy przeglądem konkretnych urządzeń, które mogą stanowić podstawę nowoczesnych centrów danych o najwyższym poziomie automatyzacji procesów sieciowych.
Jakie by nie były imponujące parametry sprzętu sieciowego, możliwości architektonicznych rozwiązań aplikacyjnych opartych na nim zależą od tego, jak efektywna może być wzajemna integracja powiązanych z nim technologii sprzętowych, programowych, wirtualnych i innych. Starając się nadążyć za czasem, staramy się szybko oferować klientom nowoczesne i obiecujące możliwości, które często wyprzedzają najodważniejsze koncepcje innych dostawców.
W skład rozwiązań opartych na Cloud Fabric wchodzi sieć centrum danych, kontroler SDN oraz inne niezbędne komponenty dla konkretnego projektu, w tym od innych producentów.
Pierwszy i najprostszy scenariusz zakłada użycie minimalnej liczby komponentów: sieć budowana jest na bazie sprzętowej Huawei i z pomocą zewnętrznych narzędzi do automatyzacji procesów zarządzania siecią i jej monitorowania. Na przykład takich jak Ansible lub Microsoft Azure.
Drugi scenariusz zakłada, że klient już korzysta z systemu wirtualizacji i SDN dla centrów danych, powiedzmy NSX, i chce wykorzystać sprzęt Huawei jako sprzętowy VTEP (Virtual Tunnel End Point) w ramach istniejącego rozwiązania VMware. Na stronie tej firmy sprzętu Huawei, który został przetestowany i może być używany jako VTEP. Nie jest tajemnicą, że, niezależnie od tego, jak skuteczne są programowe rozwiązania VXLAN (Virtual Extensible LAN) na wirtualnych przełącznikach, sprzętowe realizacje są pod względem wydajności bardziej efektywne.
Trzeci scenariusz to budowa systemów klasy hosting & computing, które posiadają kontroler, ale nie mają żadnej wyższej platformy, z którą musiałyby się integrować. Jedna z możliwości realizacji tego scenariusza zakłada obecność oddzielnego kontrolera SDN Agile Controller-DCN. Tę architekturę administratorzy systemów mogą wykorzystać do codziennych operacji zarządzania siecią. Bardziej rozwinięta wersja trzeciego scenariusza opiera się na współpracy Agile Controller-DCN z VMware vCenter, połączonych jakimś procesem biznesowym, ale znów bez wyższej systemu administracyjnego.
Czwarty scenariusz jest interesujący — integracja z wyższą platformą opartą na OpenStack lub naszym produktem wirtualizacji FusionSphere. Otrzymujemy wiele zapytań o takie rozwiązania architektoniczne, wśród których największą popularnością cieszy się OpenStack (CentOS, Red Hat itd.). Wszystko zależy od tego, jaka platforma orkiestracji i zarządzania zasobami obliczeniowymi jest stosowana w centrach danych.
Piąty scenariusz jest całkowicie nowy. Oprócz powszechnie znanych przełączników sprzętowych, obejmuje on rozproszony wirtualny przełącznik CloudEngine 1800V (CE1800V), który można eksploatować tylko z KVM (Kernel-based Virtual Machine). Ta architektura zakłada połączenie Agile Controller-DCN z platformą konteneryzacji Kubernetes za pomocą wtyczki CNI. Tak więc, Huawei wraz z całym światem zmierza od wirtualizacji hostów do wirtualizacji systemów operacyjnych.
Więcej informacji o konteneryzacji
Wcześniej wspomnieliśmy o wirtualnym przełączniku CE1800V, wdrażanym za pomocą Agile Controller-DCN. W połączeniu z przełącznikami sprzętowymi Huawei tworzą pewnego rodzaju „hybrydowy overlay”. W najbliższym czasie scenariusze kontenerowe od Huawei uzyskają wsparcie dla funkcji NAT i równoważenia obciążenia.
Ograniczeniem architektury jest niemożność używania CE1800V oddzielnie od Agile Controller-DCN. Należy również pamiętać, że jeden PoD platformy Kubernetes może zawierać nie więcej niż 4 mln kontenerów.
Połączenie z siecią VXLAN w centrum danych odbywa się za pomocą VLAN (wirtualnej sieci lokalnej), jednak istnieje opcja, w której CE1800V pełni rolę VTEP w procesie BGP (Border Gateway Protocol). Umożliwia to wymianę tras BGP z siecią szkieletową bez potrzeby angażowania oddzielnych przełączników sprzętowych.
Sieci oparte na zamiarze: sieci analizujące intencje
Koncepcja sieci opartej na zamiarze (IDN) Huawei powstała już w 2018 roku. Od tego czasu firma stale pracuje nad sieciami, które pozwalają dzięki technologii chmury, big data i sztucznej inteligencji analizować cele i intencje użytkowników.
W zasadzie mówimy o przejściu od automatyzacji do autonomii. Wyrażona przez użytkownika intencja powraca w postaci rekomendacji dotyczących produktów sieciowych, które wskazują, jak tę intencję zrealizować. Fundamentem tej funkcjonalności są możliwości Agile Controller-DCN, które będą dodawane do produktu, aby zapewnić realizację ideologii IDN.
W przyszłości dzięki wdrożeniu IDN będzie można uruchamiać usługi sieciowe jednym kliknięciem, co oznacza najwyższy poziom automatyzacji. Modułowa architektura funkcji sieci oraz możliwość łączenia tych funkcji pozwolą administratorowi na łatwe wskazanie, jakie usługi mają być dostępne w danym segmencie sieci.
Aby osiągnąć taki poziom zarządzania, kluczowy jest proces ZTP (Zero Touch Provisioning). Huawei osiągnęło w tym znaczące sukcesy, dzięki czemu oferuje możliwość pełnego wdrożenia sieci "prosto z pudełka".
Dalszy proces instalacji i uruchamiania musi obejmować procedurę weryfikacji łączności między zasobami (network connectivity) oraz ocenę zmian wydajności sieci w zależności od trybów jej pracy. Ten etap zakłada przeprowadzenie symulacji przed rozpoczęciem rzeczywistej eksploatacji.
Następnym krokiem jest dostosowanie usług do potrzeb klienta (service provisioning) oraz ich weryfikacja, wykonywane przez wbudowane narzędzia Huawei. Następnie pozostaje tylko monitorować rezultat.
Teraz można przejść całą opisaną drogę za pomocą jednego kompleksowego mechanizmu opartego na platformie iMaster NCE, zawierającej Agile Controller-DCN oraz system zarządzania elementami sieci (EMS) eSight.
Obecnie Agile Controller-DCN może sprawdzać dostępność zasobów i połączeń, a także proaktywnie (po zatwierdzeniu przez administratora) reagować na problemy w sieci. Dodawanie niezbędnych usług odbywa się teraz ręcznie, ale w przyszłości Huawei zamierza zautomatyzować tę i inne operacje, takie jak wdrażanie serwerów, konfiguracja sieci do SAN itp.
Łańcuchy usług i mikroskalowanie
Agile Controller-DCN jest w stanie przetwarzać nagłówki usługowe (Net Service Headers, czyli NSH) zawarte w pakietach VXLAN. Używa się tego do tworzenia łańcuchów usług. Na przykład zamierzają Państwo wysłać określony rodzaj pakietów trasą różniącą się od tej zaproponowanej przez standardowy protokół routingu. Zanim opuszczą sieć, muszą przejść przez jakieś urządzenie (firewall itp.). W tym celu wystarczy skonfigurować łańcuch usług z odpowiednimi regułami. Dzięki temu mechanizmowi można na przykład konfigurować polityki bezpieczeństwa, ale możliwe są też inne obszary jego zastosowania.
Na schemacie wyraźnie przedstawiono działanie zgodnych z RFC łańcuchów usług opartych na NSH, a także podano listę wspierających je sprzętowych przełączników.
Możliwości rozwiązań Huawei w zakresie tworzenia łańcuchów usług są uzupełniane narzędziami mikroskalowania - metodą bezpieczeństwa sieci, która zakłada izolację segmentów bezpieczeństwa aż do pojedynczych elementów obciążenia roboczego. Ominięcie "wąskiego gardła" list kontrolnych dostępu (Access Control List lub ACL) ułatwia brak konieczności ręcznego konfigurowania ogromnej liczby ACL.
Inteligentna eksploatacja
Przechodząc do kwestii eksploatacji sieci, nie można nie wspomnieć o kolejnym składniku marki parasolowej iMaster NCE — inteligentnym analizatorze sieci FabricInsight. Oferuje on szerokie możliwości zbierania telemetry i informacji o przepływach danych w sieci. Telemetria jest zbierana za pomocą gRPC i akumuluje dane dotyczące przesyłanych, opóźnionych w buforze oraz utraconych pakietów. Drugi duży zbiór informacji jest agregowany za pomocą ERSPAN (Encapsulated Remote Switch Port Analyzer) i dostarcza informacji o przepływach danych w centrum danych. W zasadzie mówimy o zbieraniu nagłówków TCP i objętości informacji przesyłanej w trakcie każdej sesji TCP. Można to zrealizować przy użyciu różnych urządzeń Huawei — ich lista jest przedstawiona na diagramie.
Nie zapomniano również o SNMP i NetStream, więc Huawei korzysta zarówno z przestarzałych, jak i nowych mechanizmów, aby przejść od sieci jako „czarnej skrzynki” do sieci, o której wiemy dosłownie wszystko.
AI Fabric: inteligentne sieci bez strat
Funkcje AI Fabric wspierane przez nasze urządzenia mają na celu przekształcenie Ethernetu w sieć o wysokiej wydajności, z niskimi opóźnieniami, bez utraty pakietów. Jest to konieczne do realizacji podstawowych scenariuszy wdrażania aplikacji w sieci centrum danych.
Na powyższym diagramie widzimy problemy, z którymi istnieje ryzyko wystąpienia podczas eksploatacji sieci:
- utrata pakietów;
- przepełnienie buforów;
- problem optymalnego obciążenia sieci przy użyciu równoległych łącz.
W urządzeniach Huawei wprowadzono mechanizmy pozwalające rozwiązywać te problemy. Na przykład, na poziomie chipów wdrożono technologię wirtualnych kolejek przychodzących, która zapobiega blokadzie na wejściu (HOL blocking).
Na poziomie protokołów działa mechanizm Dynamic ECN — dynamiczna zmiana rozmiaru bufora, a także Fast CNP — szybkie wysyłanie do źródła pakietów wiadomości o problemie w sieci.
Zrównanie praw strumieni i pomaga wsparcie technologii Dynamic Packet Prioritization (DPP), która polega na umieszczaniu krótkich fragmentów danych z różnych strumieni w osobnej wysokoprioritetowej kolejce. Dzięki temu krótkie pakiety lepiej „przetrwają” wśród długich, ciężkich strumieni.
Wyjaśnijmy, że dla skutecznego działania wymienionych mechanizmów muszą być one wspierane bezpośrednio przez sprzęt.
Wszystkie te funkcje są stosowane w jednym z trzech scenariuszy wykorzystania sprzętu Huawei:
- przy budowie systemów sztucznej inteligencji opartych na aplikacjach rozproszonych;
- przy tworzeniu rozproszonych systemów przechowywania danych;
- przy tworzeniu systemów dla obliczeń o wysokiej wydajności (HPC).
Pomysły wcielone w sprzęt
Omówiwszy typowe scenariusze zastosowania rozwiązań Huawei i wymieniając ich główne możliwości, przejdźmy bezpośrednio do sprzętu.
CloudEngine 16800 to platforma, która przewiduje pracę z interfejsami 400 Gb/s. Jej charakterystyczną cechą jest obecność obok CPU własnych chipów przesyłowych oraz procesora sztucznej inteligencji, niezbędnego do realizacji możliwości AI Fabric.
Platforma oparta jest na klasycznej architekturze ortogonalnej z systemem wentylacji front to back i dostarczana jest z jednym z trzech typów obudów — na 4 (10U), 8 (16U) lub 16 (32U) slotów.
W CloudEngine 16800 mogą być używane różne typy kart liniowych. Wśród nich znajdują się zarówno tradycyjne 10-gigabitowe, jak i 40- oraz 100-gigabitowe, w tym całkowicie nowe. Planowane są karty z interfejsami 25 i 400 Gb/s.
Jeśli chodzi o przełączniki typu ToR (Top of Rack), ich obecne modele zostały oznaczone na powyższej osi czasu. Największym zainteresowaniem cieszą się nowe modele 25-gigabitowe, 100-gigabitowe przełączniki z 400-gigabitowymi uplinkami oraz gęste 100-gigabitowe z 96 portami.
Główny przełącznik Huawei o stałej konfiguracji na chwilę obecną to CloudEngine 8850. Wkrótce zastąpi go model 8851 z 32 interfejsami 100 Gb/s oraz ośmioma interfejsami 400 Gb/s, z możliwością podziału na 50, 100 lub 200 Gb/s.
Kolejny przełącznik o stałej konfiguracji, CloudEngine 6865, wciąż pozostaje w ofercie aktualnych produktów Huawei. To doskonale sprawdzająca się „robocza koń” z dostępem 10 / 25 Gb/s oraz ośmioma 100-gigabitowymi uplinkami. Co więcej, wspiera również AI Fabric.
Na schemacie widoczne są charakterystyki wszystkich nowych modeli przełączników, których wejścia oczekujemy w najbliższych miesiącach, a nawet tygodniach. Pewne opóźnienie w ich premierze związane jest z sytuacją wokół koronawirusa. Ponadto, wciąż aktualne są pytania o sankcje nałożone na firmę Huawei, jednak wszystkie te wydarzenia mogą wpłynąć wyłącznie na terminy premier.
Więcej informacji na temat rozwiązań Huawei i możliwości ich zastosowania można łatwo uzyskać, zapisując się na nasze webinaria lub kontaktując się bezpośrednio z przedstawicielami firmy.
***
Przypominamy, że nasi eksperci regularnie prowadzą webinaria dotyczące produktów Huawei oraz technologii, które są w nich używane. Lista webinarów na najbliższe tygodnie jest dostępna pod .
Źródło: habr.com
