Det är dags att avslöja detaljer om de nya Huawei NetEngine 8000-routrarna i operatörsklass - om hårdvarubasen och mjukvarulösningarna som låter dig bygga på deras bas ände-till-ände ände-till-ände-anslutningar med en genomströmning på 400 Gbps och övervaka kvaliteten på nättjänsterna på den andra nivån.
Vad avgör vilka teknologier som behövs för nätverkslösningar
Kraven på den senaste nätverksutrustningen bestäms nu av fyra nyckeltrender:
- spridningen av 5G mobilt bredband;
- tillväxt av molnbelastningar i både privata och offentliga datacenter;
- expansion av IoT-världen;
- ökande efterfrågan på artificiell intelligens.
Under pandemin har en annan generell trend dykt upp: scenarier där den fysiska närvaron minskar så mycket som möjligt till förmån för en virtuell blir mer attraktiva. Detta inkluderar bland annat virtuella och augmented reality-tjänster samt lösningar baserade på nätverk Wi-Fi 6. Alla dessa applikationer kräver hög kanalkvalitet. NetEngine 8000 är utformad för att tillhandahålla det.
NetEngine 8000-familjen
Enheterna som ingår i NetEngine 8000-familjen är indelade i tre huvudserier. Markerade med bokstaven X är dessa högpresterande flaggskeppsmodeller för teleoperatörer eller för högbelastningsdatacenter. M-serien är designad för att passa olika tunnelbanescenarier. Och enheter med index F är främst avsedda för att implementera vanliga DCI-scenarier (Data Center Interconnect). De flesta av "åtta-tusenarna" kan ingå i änd-till-ände-tunnlar med en genomströmning på 400 Gbit/s och stödja en garanterad servicenivå (Service Level Agreement - SLA).
Fakta: idag är det bara Huawei som producerar ett komplett utbud av utrustning för att organisera 400GE-klassnätverk. Illustrationen ovan visar ett scenario för att bygga ett nätverk för en stor företagskund eller en stor operatör. Den senare använder de högpresterande NetEngine 9000-kärnroutrarna, såväl som de nya NetEngine 8000 F2A-routrarna, som kan samla ett stort antal anslutningar på 100, 200 eller 400 Gbps.
Metrofabriker implementeras på basis av enheter i M-serien. Sådana lösningar gör det möjligt att anpassa sig till den tiofaldiga ökningen av trafikvolymen som förväntas under det kommande decenniet utan att byta plattform.
Huawei producerar oberoende optiska moduler med en genomströmning på 400 Gbps. Lösningar som bygger på dem är 10–15 % billigare än lösningar med liknande kapacitet, men som använder 100-gigabit-kanaler. Testning av modulerna började redan 2017, och redan 2019 ägde den första implementeringen av utrustning baserad på dem rum; Den afrikanska telekomoperatören Safaricom driver för närvarande kommersiellt ett sådant system.
Den enorma bandbredden hos NetEngine 8000, som kan verka överdriven 2020, kommer definitivt att behövas inom en inte alltför avlägsen framtid. Dessutom är routern lämplig att använda som en stor utbytespunkt, vilket säkert kommer att vara användbart för både andra operatörer och stora företagsstrukturer i en fas av snabb tillväxt och skapare av e-förvaltningslösningar.
Huawei främjar också spridningen av ett antal nya tekniker, inklusive SRv6-routingprotokollet, som avsevärt förenklar leveransen av operatörens VPN-trafik. FlexE (Flexible Ethernet)-teknik ger garanterad genomströmning vid det andra lagret av OSI-modellen, och iFIT (In-situ Flow Information Telemetry) låter dig noggrant övervaka SLA-prestandaparametrar.
Ur leverantörssynpunkt kan SRv6 användas från containernivå i ett datacenter byggt på NFV (Network Functions Virtualization) till exempelvis en trådlös bredbandsmiljö. Företagskunder kommer att behöva end-to-end-användning av det nya protokollet när de bygger stamnät (stamnät). Tekniken, vi betonar, är inte proprietär och används av olika leverantörer, vilket eliminerar risken för inkompatibilitet.
Detta är tidslinjen för kommersialiseringen av SRv6-teknik för att stödja 5G-lösningar. Praktiskt fall: det arabiska företaget Zain Group, i färd med att övergå till 5G, moderniserade sitt nätverk, ökade kapaciteten hos stamkanalerna och förbättrade även infrastrukturens hanterbarhet genom införandet av SRv6.
Hur man tillämpar dessa tekniker
Tre olika produkter användes tidigare som ett "teknologiskt paraply" för ovanstående lösningar. U2000 användes som ett NMS för överföringsdomänen och IP-domänen. Dessutom användes uTraffic-system och den mycket mer välkända Agile Controller i SDN-system. Denna kombination visade sig dock inte vara särskilt bekväm när den applicerades på routrar av bärarklass, så nu kombineras dessa produkter till ett verktyg CloudSoP.
Först och främst låter det dig helt hantera infrastrukturens livscykel, från och med konstruktionen av nätverket - optisk eller IP. Den ansvarar också för att hantera resurser, både standard (MPLS) och ny (SRv6). Slutligen gör CloudSoP det möjligt att fullt ut betjäna alla tjänster med en hög grad av granularitet.
Låt oss ta en närmare titt på det klassiska förhållningssättet till management. I det här fallet kan det utföras med hjälp av L3VPN eller SR-TE, vilket ger ytterligare möjligheter att skapa tunnlar. För att fördela resurser för olika tjänsteuppgifter används mer än hundra parametrar och segmentdirigering.
Hur ser utplaceringen av en sådan tjänst ut? Först måste du ställa in den primära policyn för en specifik nivå (plan). I diagrammet ovan väljs SRv6-teknik, med hjälp av vilken trafikleveransen från punkt A till punkt E konfigureras. Systemet kommer att beräkna möjliga vägar med hänsyn till genomströmning och fördröjningar och skapar även parametrar för efterföljande styrning.
När vi har slutfört installationen är vi redo att skapa och lansera ytterligare VPN-tjänster. En stor fördel med Huaweis lösning är att den, till skillnad från standard MPLS Traffic Engineering, låter dig synkronisera tunnelbanor utan några ytterligare tillägg.
Diagrammet ovan visar den allmänna processen för att få information. SNMP används ofta för detta, vilket tar mycket tid och ger ett genomsnittligt resultat. Däremot har telemetri, som vi tidigare använt i datacenter och campuslösningar, kommit till världen av operatörsstamnät. Det lägger till belastning, men låter dig förstå vad som händer på nätverket inte i minuten, utan på den andra nivån.
Naturligtvis måste den resulterande trafikvolymen "smältas" på något sätt. För detta används ytterligare maskininlärningsteknik. Baserat på förladdade mönster av de vanligaste nätverksfelen kan övervakningssystemet göra förutsägelser om sannolikheten för att överdrifter inträffar. Till exempel ett haveri av en SFP-modul (Small Form-factor Pluggable) eller en plötslig ökning av nätverkstrafiken.
Och så här ser ett horisontellt skalbart (utskalbart) kontrollsystem ut baserat på TaiShan ARM-servrar och GaussDB-databasen. Individuella noder i det analytiska systemet har ett koncept av "roll", vilket möjliggör granulär expansion av diagnostiska tjänster när trafiken växer eller antalet nätverksnoder ökar.
Allt som var bra i lagringssystemens värld kommer med andra ord gradvis till området för nätverkshantering.
Ett slående exempel på implementeringen av vår nya teknologi är Industrial and Commercial Bank of China (ICBC). Den distribuerar ett kärnnätverk av högpresterande routrar som tilldelas specifika roller. Enligt NDA har vi rätt att endast ge en allmän uppfattning om nätverksstrukturen i diagrammet. Det inkluderar tre stora datacenter sammankopplade med tunnlar från ände till ände och 35 ytterligare platser (datacenter på andra nivån). Både standardanslutningar och SR-TE används.
Trelagers intelligent IP WAN-arkitektur
Huaweis lösningar är baserade på en trelagersarkitektur, på den lägre nivån där det finns utrustning med varierande prestanda. På den andra nivån finns en utrustningshanteringsmiljö och ytterligare tjänster som utökar funktionaliteten för nätverksanalys och kontroll. Det översta lagret, relativt sett, appliceras. De vanligaste tillämpningsscenarierna är att organisera nätverken för teleoperatörer, finansiella institutioner, energiföretag och statliga myndigheter.
Här är en kort video som beskriver funktionerna hos NetEngine 8000 och de tekniska lösningar som används i den:
Naturligtvis måste utrustningen utformas för trafiktillväxt och infrastrukturutbyggnad, med hänsyn tagen till rätt kraft och ordentlig kyla. När flaggskeppsroutermodellen är utrustad med 20 strömförsörjningar på 3 kW vardera verkar användningen av kolnanorör i värmeavlägsnande systemet inte längre överflödigt.
Vad är allt detta till för? Det låter som science fiction, men för oss är nu 14,4 Tbit/s per slot ganska uppnåeligt. Och denna häpnadsväckande bandbredd är efterfrågad. I synnerhet samma finans- och energiföretag, av vilka många idag har kärnnät skapade med DWDM-teknik (Dense Wavelength Division Multiplexing). Trots allt växer också antalet applikationer som kräver allt högre hastigheter.
Ett av våra scenarier för att bygga maskininlärningsnätverk mellan två Atlas 900-kluster kräver också genomströmning i terabitklass. Och det finns många liknande uppgifter. Dessa inkluderar i synnerhet kärnkraftsberäkningar, meteorologiska beräkningar etc.
Hårdvarubas och dess krav
Diagrammen visar de för närvarande tillgängliga LPUI-routermodulerna med integrerade kort och deras egenskaper.
Och så här ser färdplanen ut med nya modulalternativ som kommer att finnas tillgängliga under de kommande två åren. När man utvecklar lösningar baserade på dem är det viktigt att ta hänsyn till energiförbrukningen. Nuförtiden byggs standarddatacenter med en hastighet av 7–10 kW per rack, medan användningen av routrar av terabitklass innebär flera gånger högre strömförbrukning (upp till 30–40 uW vid topp). Detta medför ett behov av att designa en specialiserad webbplats eller skapa en separat högbelastningszon i ett befintligt datacenter.
En allmän titt på chassit avslöjar att fabrikerna är gömda bakom det mellersta fläktblocket. Det finns möjlighet till deras "heta" ersättning, implementerad tack vare redundans enligt 2N- eller N+1-schemat. I huvudsak talar vi om en standard ortogonal arkitektur med hög tillförlitlighet.
Inte bara flaggskepp
Oavsett hur imponerande flaggskeppsmodellerna är, står boxlösningarna för M- och F-serien för flest installationer.
De mest populära serviceroutrarna nu är M8- och M14-modellerna. De låter dig arbeta med både låghastighetsgränssnitt, som E1, och höghastighetsgränssnitt (100 Gbit/s nu och 400 Gbit/s inom en snar framtid) inom samma plattform.
M14:s prestanda är tillräckligt för att tillfredsställa alla behov hos vanliga företagskunder. Med hjälp av det kan du bygga standard L3VPN-lösningar för att ansluta till leverantörer; det är också bra som ett extra verktyg, till exempel för att samla in telemetri eller använda SRv6.
Ett stort antal kort finns tillgängliga för modellen. Det finns inga separata fabriker, och arbetsledare används för att säkerställa anslutning. På detta sätt uppnås fördelningen av prestanda över portar som anges i diagrammet.
I framtiden kan supervisorn ersättas med en ny, vilket ger ny prestanda på samma portar.
M8-modellen är något mindre än M14 och är också sämre i prestanda än den äldre modellen, men deras användningsfall är väldigt lika.
En uppsättning M8-kompatibla fysiska kort gör det till exempel möjligt att sätta upp en anslutning till P-enheter via ett 100 Gbps-gränssnitt, använda FlexE-teknik och kryptera allt.
I stort sett är det med M6-enheten du kan börja arbeta med operatörsmiljön. Den är liten och inte lämplig för leverantörer, men är lätt att applicera som trafikaggregationspunkt för att koppla ihop regionala datacenter, till exempel i en bank. Dessutom är mjukvaran här densamma som på äldre modeller.
Det finns färre kort tillgängliga för M6, och den maximala prestandan är 50 Gbps, vilket dock är märkbart högre än standardlösningarna för 40 Gbps i branschen.
Den yngsta modellen, M1A, förtjänar också särskilt omnämnande. Detta är en liten lösning som kan komma väl till pass där ett utökat driftstemperaturområde förväntas (-40... +65 °C).
Några ord om F-linjen. NetEngine 8000 F1A-modellen blev en av de populäraste Huawei-produkterna 2019, inte minst på grund av att den är utrustad med portar med en genomströmning på 1 till 100 Gbit/s (upp till 1,2) Tbit/s totalt).
Mer om SRv6
Varför just nu var det nödvändigt att inkludera stöd för SRv6-teknik i våra produkter?
För närvarande kan antalet protokoll som krävs för att etablera VPN-tunnlar vara 10+, vilket orsakar allvarliga hanteringsproblem och antyder behovet av att radikalt förenkla processen.
Branschens svar på denna utmaning var skapandet av SRv6-teknik, till vilken Huawei och Cisco hade en hand.
En av begränsningarna som behövde tas bort var behovet av att använda principen per-hop beteende (PHB) för att dirigera standardpaket. Det är ganska svårt att etablera "inter-operator" interaktion via Inter-AS MP-BGP med tilläggstjänster (VPNv4), så det finns väldigt få sådana lösningar. SRv6 låter dig initialt bana vägen för ett paket genom hela segmentet utan att registrera speciella tunnlar. Och programmeringen av själva processerna förenklas, vilket i hög grad underlättar stora utbyggnader.
Diagrammet visar ett fall för implementering av SRv6. De två globala nätverken var sammankopplade med flera olika protokoll. För att ta emot service från vilken virtuell server eller hårdvaruserver som helst krävdes ett stort antal switchar (handover) mellan VXLAN, VLAN, L3VPN, etc.
Efter implementeringen av SRv6 hade operatören en end-to-end-tunnel, inte ens till hårdvaruservern, utan till Docker-behållaren.
Lär dig mer om FlexE-teknik
Det andra lagret av OSI-modellen är dåligt eftersom det inte tillhandahåller de nödvändiga tjänsterna och SLA-nivån som leverantörerna behöver. De skulle i sin tur vilja ha någon form av analog av TDM (Time-division multiplexing), men på Ethernet. Många metoder har vidtagits för att lösa problemet, med mycket begränsade resultat.
Flex Ethernet tjänar just till att garantera kvaliteten på SDH (Synchronous Digital Hierarchy) och TDM-nivåer i IP-nätverk. Detta blev möjligt tack vare att vi arbetade med vidarebefordranplanet, då vi modifierar L2-miljön på detta sätt så att den blir så produktiv som möjligt.
Hur fungerar en vanlig fysisk port? Det finns ett visst antal köer och en tx-ring. Ett paket som kommer in i bufferten väntar på bearbetning, vilket inte alltid är bekvämt, särskilt i närvaro av elefant- och mössströmmar.
Ytterligare insättningar och ytterligare ett lager av abstraktion hjälper till att säkerställa garanterad genomströmning på nivån för det fysiska mediet.
Ett ytterligare MAC-lager allokeras vid informationsöverföringslagret, vilket gör det möjligt att skapa stela fysiska köer till vilka specifika SLA:er kan tilldelas.
Så här ser det ut på implementeringsnivå. Det extra lagret implementerar faktiskt TDM-framing. Tack vare denna meta-insats är det möjligt att distribuera köer granulärt och skapa TDM-tjänster via Ethernet.
Ett av scenarierna för att använda FlexE involverar mycket strikt efterlevnad av SLA:er genom att skapa tidsluckor för att utjämna genomströmningen eller tillhandahålla resurser för kritiska tjänster.
Ett annat scenario låter dig arbeta med defekter. Istället för att bara hasha överföringen av information, bildar vi separata kanaler nästan på fysisk nivå, till skillnad från virtuella som skapats av QoS (Quality of Service).
Mer om iFIT
Liksom FlexE är iFIT en licensierad teknologi från Huawei. Det tillåter SLA-verifiering på en mycket detaljerad nivå. Till skillnad från standard IP SLA och NQA mekanismer, fungerar iFIT inte med syntetisk, utan med "live" trafik.
iFIT är tillgängligt på alla enheter som stöder telemetri. För detta används ett ytterligare fält som inte är upptaget av standardalternativdata. Där registreras information som gör att du kan förstå vad som händer i kanalen.
***
För att sammanfatta det som har sagts betonar vi att funktionaliteten hos NetEngine 8000 och teknologierna som är inbäddade i "åtta tusendels"-teknikerna gör dessa enheter till ett rimligt och motiverat val när man skapar och utvecklar nätverk av bärarklass, kärnnätverk av energi- och finansföretag, såväl som "elektroniska regeringssystem".
Källa: will.com