Nastal čas odhaliť podrobnosti o nových smerovačoch Huawei NetEngine 8000 operátorskej triedy – o hardvérovej základni a softvérových riešeniach, ktoré na ich základe umožňujú budovať end-to-end pripojenia typu end-to-end so šírkou pásma 400 Gb/s. a monitorovanie kvality sieťových služieb na podsekundovej úrovni.
Čo určuje, aké technológie sú potrebné pre sieťové riešenia
Požiadavky na najnovšie sieťové zariadenia sa teraz riadia štyrmi kľúčovými trendmi:
- rozšírenie mobilného širokopásmového pripojenia 5G;
- nárast zaťaženia cloudu v súkromných aj verejných dátových centrách;
- rozšírenie sveta internetu vecí;
- rastúci dopyt po umelej inteligencii.
Počas pandémie sa objavil ďalší všeobecný trend: scenáre s čo najmenšou fyzickou prítomnosťou v prospech virtuálnej sa stávajú atraktívnejšími. Patria sem okrem iného služby virtuálnej a rozšírenej reality, ako aj riešenia založené na sieťach Wi-Fi 6. Všetky tieto aplikácie vyžadujú vysokú kvalitu kanálov. NetEngine 8000 je vyzvaný, aby ho poskytol.
Rodina NetEngine 8000
Zariadenia zahrnuté do rodiny NetEngine 8000 sú rozdelené do troch hlavných sérií. Označené písmenom X ide o vysokovýkonné vlajkové modely pre telekomunikačných operátorov alebo pre dátové centrá s vysokou záťažou. Séria M je navrhnutá tak, aby zvládla rôzne scenáre metra. A zariadenia s indexom F sú určené predovšetkým na implementáciu bežných scenárov DCI (Data Center Interconnect). Väčšina „osemtisícoviek“ môže byť súčasťou end-to-end tunelov so šírkou pásma 400 Gb/sa podporovať garantovanú úroveň služieb (Service Level Agreement – SLA).
Skutočnosť: Dnes iba Huawei vyrába celý rad sieťových zariadení 400 GE. Vyššie uvedený obrázok zobrazuje scenár budovania siete pre veľkého podnikového zákazníka alebo veľkého operátora. Ten využíva vysokovýkonné jadrové smerovače NetEngine 9000, ako aj nové smerovače NetEngine 8000 F2A schopné agregovať veľké množstvo pripojení 100, 200 alebo 400 Gbps.
Metro factory sú implementované na báze zariadení série M. Takéto riešenia umožňujú prispôsobiť sa desaťnásobnému nárastu objemu dopravy, ktorý sa očakáva v nasledujúcom desaťročí, bez zmeny platformy.
Huawei nezávisle vyrába optické moduly so šírkou pásma 400 Gb/s. Riešenia postavené na nich sú o 10-15% lacnejšie ako podobné z hľadiska kapacity, ale využívajú 100-gigabitové kanály. Testovanie modulov sa začalo už v roku 2017 a už v roku 2019 sa uskutočnila prvá implementácia zariadení na nich založených; Africký prepravca Safaricom teraz komerčne prevádzkuje takýto systém.
Obrovská priepustnosť NetEngine 8000, ktorá sa v roku 2020 môže zdať zbytočná, bude v nie príliš vzdialenej budúcnosti určite potrebná. Router je navyše vhodný na použitie ako veľký výmenný bod, čo sa určite bude hodiť tak druhoradým operátorom, ako aj veľkým podnikom vo fáze rýchleho rastu a tvorcom riešení e-governmentu.
Huawei tiež podporuje šírenie množstva nových technológií vrátane smerovacieho protokolu SRv6, ktorý výrazne zjednodušuje doručovanie prevádzky VPN operátora. Technológia FlexE (Flexible Ethernet) poskytuje garantovanú priepustnosť na druhej vrstve modelu OSI a iFIT (In-situ Flow Information Telemetry) umožňuje presne sledovať parametre pre splnenie podmienok SLA.
Z pohľadu poskytovateľa je SRv6 možné aplikovať od úrovne kontajnera v dátovom centre postavenom na NFV (Network Functions Virtualization) napríklad až po bezdrôtové širokopásmové prostredie. Firemní zákazníci budú pri budovaní chrbticových (chrbticových) sietí potrebovať end-to-end používanie nového protokolu. Zdôrazňujeme, že technológia nie je patentovaná a používajú ju rôzni predajcovia, čím sa eliminuje riziko nekompatibility.
Takto vyzerá časová os komercializácie technológie SRv6 na podporu riešení 5G. Praktický prípad: Arabská spoločnosť Zain Group v procese prechodu na 5G zmodernizovala svoju sieť zvýšením šírky pásma chrbticových kanálov a tiež zlepšila spravovateľnosť infraštruktúry zavedením SRv6.
Ako aplikovať tieto technológie
Tri rozdielne produkty sa predtým používali ako „technologický dáždnik“ pokrývajúci vyššie uvedené riešenia. U2000 bol použitý ako NMS pre prenosovú doménu a IP doménu. Okrem toho boli do systémov SDN zapojené systémy uTraffic a oveľa známejší Agile Controller. Ukázalo sa však, že táto kombinácia nie je príliš vhodná pre smerovače triedy operátorov, takže teraz sú tieto produkty kombinované do nástroja CloudSoP.
V prvom rade vám umožňuje plne riadiť životný cyklus infraštruktúry, počnúc budovaním siete – optickej alebo IP. Je tiež zodpovedný za správu zdrojov, štandardných (MPLS) aj nových (SRv6). Nakoniec CloudSoP umožňuje plne obsluhovať všetky služby s vysokou úrovňou granularity.
Pozrime sa bližšie na klasický prístup k manažmentu. V tomto prípade to možno vykonať pomocou L3VPN alebo SR-TE, čo dáva ďalšie možnosti vytvárania tunelov. Na alokáciu zdrojov pre rôzne servisné úlohy sa používa viac ako sto parametrov a smerovanie segmentov.
Ako vyzerá nasadenie takejto služby? Najprv musíte nastaviť primárnu politiku pre konkrétnu úroveň (rovinu). Vo vyššie uvedenom diagrame je zvolená technológia SRv6, pomocou ktorej sa konfiguruje doručovanie prevádzky z bodu A do bodu E. Systém vypočíta možné cesty s prihliadnutím na šírku pásma a oneskorenia a tiež vytvorí parametre pre následné riadenie.
Dokončili sme konfiguráciu – začíname vytvárať a spúšťať ďalšie VPN služby. Veľkou výhodou riešenia Huawei je, že na rozdiel od štandardného MPLS Traffic Engineering umožňuje synchronizovať tunelové cesty bez akýchkoľvek ďalších doplnkov.
Vyššie uvedený diagram znázorňuje všeobecný proces získavania informácií. Často sa na to používa SNMP, čo zaberá veľa času a poskytuje priemerný výsledok. Do sveta nosných chrbticových sietí však prišla telemetria, ktorú sme kedysi využívali v dátových centrách a riešeniach kampusov. Zvyšuje zaťaženie, ale umožňuje vám pochopiť, čo sa deje v sieti nie na minútu, ale na úrovni subsekundy.
Samozrejme, množstvo prijatej návštevnosti musí byť nejako „strávené“. Na tento účel sa používa dodatočná technológia strojového učenia. Na základe vopred načítaných vzorov najčastejších porúch siete je riadiaci systém schopný predpovedať pravdepodobnosť výskytu excesov. Napríklad poruchy modulu SFP (Small Form-factor Pluggable) alebo náhly nárast prevádzky v sieti.
A takto vyzerá horizontálne škálovateľný (scale-out) riadiaci systém založený na TaiShan ARM serveroch a databáze GaussDB. Samostatné uzly analytického systému majú koncept „role“, ktorý umožňuje granulárne rozširovanie diagnostických služieb so zvýšením prevádzky alebo zvýšením počtu sieťových uzlov.
Inými slovami, všetko, čo bolo vo svete ukladania dobré, postupne prichádza aj do oblasti správy siete.
Pozoruhodným príkladom implementácie našich nových technológií je Industrial and Commercial Bank of China (ICBC). Nasadzuje základnú sieť vysokovýkonných smerovačov, ktorým sú priradené určité úlohy. Podľa NDA môžeme v diagrame poskytnúť iba všeobecnú predstavu o štruktúre siete. Zahŕňa tri veľké dátové centrá prepojené end-to-end tunelmi a 35 ďalších lokalít (dátových centier druhej úrovne). Používajú sa štandardné pripojenia aj SR-TE.
Trojvrstvová inteligentná architektúra IP WAN
Riešenia Huawei sú založené na trojvrstvovej architektúre, na spodku ktorej sa nachádza výbava rôzneho výkonu. Na druhej úrovni je prostredie pre správu zariadení a doplnkové služby, ktoré rozširujú funkčnosť analýzy a kontroly siete. Horná vrstva, relatívne povedané, nanesená. Najbežnejšie aplikačné scenáre zahŕňajú organizáciu sietí telekomunikačných operátorov, finančných inštitúcií, energetických spoločností a vládnych agentúr.
Tu je krátke video, ktoré hovorí o možnostiach NetEngine 8000 a technických riešeniach, ktoré sú v ňom použité:
Samozrejme, vybavenie musí byť navrhnuté pre rast dopravy a rozširovanie infraštruktúry, pričom treba brať do úvahy správne napájanie a správne chladenie. Keď je vlajkový model smerovača vybavený 20 zdrojmi po 3 kW, použitie uhlíkových nanorúrok v systéme odvodu tepla sa už nezdá byť zbytočné.
Načo to všetko je? Znie to ako sci-fi, ale už teraz je pre nás 14,4 Tbps na slot celkom dosiahnuteľných. A táto ohromujúca šírka pásma je žiadaná. Najmä všetky rovnaké finančné a energetické spoločnosti, z ktorých mnohé majú dnes základné siete vytvorené pomocou technológie DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing). V konečnom dôsledku rastie aj počet aplikácií, ktoré vyžadujú stále vyššie rýchlosti.
Jeden z našich sieťových scenárov strojového učenia medzi dvoma klastrami Atlas 900 tiež vyžaduje priepustnosť terabitovej triedy. A takýchto úloh je veľa. Patria sem najmä jadrové výpočty, meteorologické výpočty atď.
Hardvérový základ a jeho požiadavky
Diagramy zobrazujú aktuálne dostupné moduly smerovačov LPUI s integrovanými kartami a ich špecifikácie.
A takto vyzerá plán s novými možnosťami modulov, ktoré budú dostupné v priebehu nasledujúcich dvoch rokov. Pri vývoji riešení na nich založených je dôležité brať do úvahy spotrebu energie. Teraz sa štandardné dátové centrá budujú s rýchlosťou 7 – 10 kW na rack, zatiaľ čo používanie smerovačov terabitovej triedy znamená niekoľkonásobne vyššiu spotrebu energie (až 30 – 40 kW v špičke). To so sebou nesie potrebu navrhnúť špecializovanú lokalitu alebo vytvoriť samostatnú zónu s vysokým zaťažením v existujúcom dátovom centre.
Celkový pohľad na šasi prezrádza, že továrne sú ukryté za stredným zásobníkom ventilátora. Existuje možnosť ich „horúcej“ výmeny, realizovanej vďaka redundancii podľa schémy 2N alebo N + 1. V skutočnosti hovoríme o štandardnej ortogonálnej architektúre vysokej spoľahlivosti.
Nielen vlajkové lode
Bez ohľadu na to, aké pôsobivé sú vlajkové modely, väčšina inštalácií je určená pre boxové riešenia série M a F.
Najžiadanejšie servisné smerovače sú teraz modely M8 a M14. Umožňujú pracovať v rámci rovnakej platformy ako nízkorýchlostné, ako napríklad E1, tak aj vysokorýchlostné rozhrania (100 Gb/s teraz a 400 Gb/s v blízkej budúcnosti).
Výkon M14 je dostatočný na uspokojenie všetkých potrieb bežných podnikových zákazníkov. S ním môžete budovať štandardné L3VPN riešenia na komunikáciu s poskytovateľmi, dobrý je aj ako doplnkový nástroj napríklad na zber telemetrie alebo používanie SRv6.
Pre model je k dispozícii veľké množstvo máp. Neexistujú žiadne samostatné továrne a na zabezpečenie konektivity sa používajú dozorcovia. Tým sa dosiahne rozdelenie výkonu podľa portov uvedených v diagrame.
V budúcnosti môže byť supervízor nahradený novým, ktorý bude poskytovať nový výkon na rovnakých portoch.
Model M8 je o niečo menší ako M14, má tiež horší výkon ako starší model, ale scenáre ich použitia sú veľmi podobné.
Sada fyzických kariet kompatibilných s M8 umožňuje napríklad nastavenie pripojenia k P-zariadeniam cez 100 Gb/s rozhranie, pomocou technológie FlexE a to všetko zašifrovať.
Vo všeobecnosti je to zo zariadenia M6, kde môžete začať pracovať s prostredím operátora. Je malý a nie je vhodný pre poskytovateľov, ale je ľahko použiteľný ako dopravný agregačný bod na prepojenie regionálnych dátových centier, napríklad v banke. Okrem toho je tu sada softvéru rovnaká ako na starších modeloch.
Pre M6 je k dispozícii menej kariet a maximálny výkon je 50 Gb/s, čo je však citeľne viac ako štandardné 40 Gb/s riešenia v tomto odvetví.
Osobitnú zmienku si zaslúži najmladší model M1A. Toto je malé riešenie, ktoré sa môže hodiť tam, kde sa očakáva rozšírený rozsah prevádzkových teplôt (-40 ... +65 ° С).
Pár slov o sérii F. Model NetEngine 8000 F1A sa stal jedným z najobľúbenejších produktov Huawei v roku 2019, a to aj vďaka tomu, že je vybavený portami s priepustnosťou od 1 do 100 Gb/s (až do 1,2 Tb/s celkovo).
Zistite viac o SRv6
Prečo práve teraz bolo potrebné zahrnúť podporu technológie SRv6 do našich produktov?
V súčasnosti môže byť počet protokolov potrebných na vytvorenie tunelov VPN 10+, čo spôsobuje vážne problémy so správou a naznačuje potrebu radikálneho zjednodušenia procesu.
Reakciou odvetvia na túto výzvu bolo vytvorenie technológie SRv6, na ktorej sa podieľali Huawei a Cisco.
Jedným z obmedzení, ktoré bolo potrebné odstrániť, bola potreba použiť princíp per-hop správania (PHB) na smerovanie štandardných paketov. Vytvorenie interakcie medzi operátormi cez Inter-AS MP-BGP s doplnkovými službami (VPNv4) je pomerne ťažké, takže takýchto riešení je veľmi málo. SRv6 vám umožňuje spočiatku položiť cestu paketu cez celý segment bez predpisovania špeciálnych tunelov. A programovanie samotných procesov je zjednodušené, čo výrazne uľahčuje veľké nasadenia.
Diagram ukazuje prípad implementácie SRv6. Tieto dve globálne siete boli prepojené niekoľkými rôznymi protokolmi. Na získanie služby z akéhokoľvek virtuálneho alebo hardvérového servera bolo potrebné veľké množstvo prepínačov (handover) medzi VXLAN, VLAN, L3VPN atď.
Po zavedení SRv6 mal operátor end-to-end tunel ani nie na hardvérový server, ale na kontajner Docker.
Zistite viac o technológii FlexE
Druhá úroveň modelu OSI je zlá, pretože neposkytuje potrebné služby a úroveň SLA, ktorú poskytovatelia potrebujú. Oni by zase chceli získať nejaký analóg TDM (time-division multiplexing), ale na Ethernete. Na vyriešenie problému sa použilo mnoho prístupov s veľmi obmedzenými výsledkami.
Flex Ethernet slúži práve na zaručenie kvality úrovní SDH (Synchronous Digital Hierarchy) a TDM v IP sieťach. Umožnila to práca s forwardovou rovinou, kedy takto upravujeme prostredie L2 tak, aby sa stalo čo najproduktívnejším.
Ako funguje štandardný fyzický port? Existuje určitý počet frontov a tx-ring. Paket, ktorý sa dostal do vyrovnávacej pamäte, čaká na svoje spracovanie, čo nie je vždy vhodné, najmä v prítomnosti prúdov slonov a myší.
Dodatočné vložky a ďalšia vrstva abstrakcie pomáhajú zabezpečiť zaručenú priepustnosť na úrovni fyzického prostredia.
Na vrstve prenosu informácií je pridelená ďalšia vrstva MAC, ktorá vám umožňuje vytvárať pevné fyzické fronty, ktorým možno priradiť konkrétne zmluvy SLA.
Takto to vyzerá na úrovni implementácie. Ďalšia vrstva v skutočnosti implementuje rámovanie TDM. Vďaka tejto meta-vložke je možné granulárne distribuovať fronty a vytvárať TDM služby cez Ethernet.
Jeden prípad použitia pre FlexE zahŕňa veľmi prísne dodržiavanie SLA prostredníctvom plánovania časových úsekov na vyrovnanie šírky pásma alebo poskytovania zdrojov pre kritické služby.
Ďalší scenár umožňuje pracovať s defektmi. Namiesto jednoduchého hashovania prenosu informácií vytvárame samostatné kanály takmer na fyzickej úrovni, na rozdiel od tých virtuálnych, ktoré vytvára QoS (Quality of Service).
Zistite viac o iFIT
Podobne ako FlexE, aj iFIT je licencovaná technológia od Huawei. Umožňuje vám skontrolovať SLA na veľmi podrobnej úrovni. Na rozdiel od štandardných IP SLA a NQA mechanizmov, iFIT nepracuje so syntetickou, ale so „živou“ prevádzkou.
iFIT je k dispozícii na všetkých zariadeniach, ktoré podporujú telemetriu. Na tento účel sa používa ďalšie pole, ktoré nie je obsadené štandardnými údajmi opcie. Zaznamenávajú sa tam informácie, ktoré vám umožňujú pochopiť, čo sa deje v kanáli.
***
Zhrnutím vyššie uvedeného zdôrazňujeme, že funkcionalita NetEngine 8000 a technológie vložené do „osemtisícových“ technológií robia z týchto zariadení rozumnú a opodstatnenú voľbu pre vytváranie a rozvoj sietí nosnej triedy, chrbticových sietí energetických a finančných spoločností. , ako aj systémy úrovne „elektronickej vlády“.
Zdroj: hab.com