是時候透露有關新型華為 NetEngine 8000 運營商級路由器的詳細資訊了 - 有關硬體基礎和軟體解決方案，可讓您在其基礎上構建吞吐量為 400 Gbps 的端到端連接並監控亞秒級網路服務品質.
什麼決定了網路解決方案需要哪些技術
現在對最新網路設備的要求由四個主要趨勢決定：
- 5G行動寬頻的普及；
- 私有和公有資料中心的雲端負載成長；
- 物聯網世界的擴展；
- 對人工智慧的需求不斷增加。
疫情期間，出現了另一個總體趨勢：盡可能減少實體存在、轉而虛擬存在的場景變得更具吸引力。 其中包括虛擬實境、擴增實境業務，以及基於Wi-Fi 6網路的解決方案，這些應用都需要很高的頻道品質。 NetEngine 8000就是為了提供它而設計的。
NetEngine 8000系列
NetEngine 8000系列中包含的設備分為三個主要係列。 這些標有字母 X 的高效能旗艦型號適用於電信業者或高負載資料中心。 M系列專為滿足各種地鐵場景而設計。 索引為 F 的裝置主要用於實現常見的 DCI（資料中心互連）場景。 「八千」中的大多數可以成為吞吐量為 400 Gbit/s 的端對端隧道的一部分，並支援保證的服務等級（服務等級協定 - SLA）。
事實：目前只有華為生產用於組織 400GE 級網路的全系列設備。 上圖是一個大型企業客戶或大型業者建網的場景。 後者採用高效能NetEngine 9000核心路由器，以及新型NetEngine 8000 F2A路由器，能夠聚合大量100、200或400 Gbps的連線。
地鐵工廠基於M系列設備實現，這樣的解決方案可以在不改變平台的情況下適應未來十年預計十倍增長的交通量。
華為自主生產吞吐量400Gbps的光模組。 基於它們構建的解決方案比容量相似但使用 10 Gb 通道的解決方案便宜 15-100%。 這些模組的測試早在 2017 年就開始了，並在 2019 年首次實施了基於它們的設備； 非洲電信營運商 Safaricom 目前正在商業運作這樣的系統。
NetEngine 8000的巨大頻寬在2020年可能顯得有些過高，但在不遠的將來肯定會需要它。 此外，該路由器適合用作大型交換點，這對於二級運營商和處於快速增長階段的大型企業結構以及電子政府解決方案的創建者來說肯定是有用的。
華為也推動多項新技術的推廣，其中包括SRv6路由協議，該協議顯著簡化了營運商VPN流量的傳輸。 FlexE（靈活乙太網路）技術在 OSI 模型第二層提供保證的吞吐量，iFIT（原位流資訊遙測）可讓您準確監控 SLA 效能參數。
從提供者的角度來看，SRv6 可以用於從基於 NFV（網路功能虛擬化）建構的資料中心的容器層級到無線寬頻環境等。 企業客戶在建構骨幹（backbone）網路時將需要端到端使用新協定。 我們強調，該技術不是專有的，並且由不同的供應商使用，這消除了不相容的風險。
這是SRv6技術商業化以支援5G解決方案的時間表。 實際案例：阿拉伯公司Zain Group在向5G轉型的過程中，對其網路進行了現代化改造，增加了骨幹通道的容量，同時也透過引進SRv6提高了基礎設施的可管理性。
如何應用這些技術
此前，三種不同的產品被用作涵蓋上述解決方案的「技術保護傘」。 傳輸域和IP域採用U2000作為網管。 此外，SDN系統中也使用了uTraffic系統和更知名的Agile Controller。 然而，這種組合應用於電信級路由器時卻顯得不太方便，所以現在這些產品被組合成一個工具 雲SoP.
首先，它允許您從網路（光纖或 IP）的建置開始全面管理基礎架構的生命週期。 它還負責管理標準資源 (MPLS) 和新資源 (SRv6)。 最後，CloudSoP 使得以高粒度全面服務所有服務成為可能。
讓我們仔細看看經典的管理方法。 在這種情況下，可以使用L3VPN或SR-TE來執行，這為創建隧道提供了額外的機會。 為了為各種服務任務分配資源，使用了一百多個參數和分段路由。
此類服務的部署是什麼樣的？ 首先，您需要為特定等級（平面）設定主要策略。 上圖中，選擇了SRv6技術，透過此技術配置了從A點到E點的流量傳送，系統會考慮吞吐量和延遲來計算可能的路徑，並為後續控制建立參數。
完成設定後，我們就可以建立並啟動其他 VPN 服務。 華為解決方案的一個主要優點是，與標準 MPLS 流量工程不同，它允許您同步隧道路徑，而無需任何額外的附加元件。
上圖展示了獲取資訊的一般流程。 SNMP 通常用於此目的，這需要花費大量時間並給出平均結果。 然而，我們先前在資料中心和園區解決方案中使用的遙測技術已經進入了營運商骨幹網路的世界。 它增加了負載，但允許您了解網路上發生的情況，而不是在分鐘，而是在亞秒級別。
當然，由此產生的流量必須以某種方式「消化」。 為此，使用了額外的機器學習技術。 根據最常見網路故障的預先載入模式，監控系統能夠預測過度行為的可能性。 例如，SFP（小型可插拔）模組故障或網路流量突然激增。
這就是基於TaiShan ARM伺服器和GaussDB資料庫的水平可擴展（橫向擴展）控制系統的樣子。 分析系統的各個節點都有一個「角色」的概念，它允許隨著流量的增長或網路節點數量的增加而對診斷服務進行粒度擴展。
換句話說，儲存系統領域的一切優點正逐漸進入網路管理領域。
中國工商銀行 (ICBC) 是應用新技術的一個突出例子。 它部署了一個由分配了特定角色的高效能路由器組成的核心網路。 根據NDA，我們有權僅給出圖中網路結構的一般概念。 它包括三個透過端對端隧道連接的大型資料中心，以及35個附加站點（二級資料中心）。 標準連接和 SR-TE 均使用。
三層智慧IP WAN架構
華為解決方案基於三層架構，下層是不同效能的設備。 第二層是設備管理環境和擴展網路分析和控制功能的附加服務。 相對而言，應用的是頂層。 最常見的應用情境包括組織電信業者、金融機構、能源公司和政府機構的網路。
以下是一個簡短的視頻，介紹了NetEngine 8000的功能及其所使用的技術解決方案：
當然，設備的設計必須適應流量成長和基礎設施擴展，同時考慮適當的電源和適當的冷卻。 當旗艦路由器型號配備 20 個 3 kW 電源時，在散熱系統中使用碳奈米管不再顯得多餘。
這一切是為了什麼？ 這聽起來像是科幻小說，但對我們來說，現在每個插槽 14,4 Tbit/s 是完全可以實現的。 而這種令人興奮的頻寬是有需求的。 特別是同樣的金融和能源公司，其中許多公司如今都擁有使用 DWDM（密集波分複用）技術創建的核心網路。 畢竟，需要更高速度的應用程式數量也在不斷增長。
我們在兩個 Atlas 900 叢集之間建立機器學習網路的場景之一也需要太比特級的吞吐量。 而且類似的任務還有很多。 其中特別包括核計算、氣象計算等。
硬體基礎及其需求
下圖顯示了目前可用的帶有整合卡的 LPUI 路由器模組及其特性。
這是未來兩年內將推出的新模組選項的路線圖。 在開發基於它們的解決方案時，重要的是要考慮能源消耗。 如今，標準資料中心的建造速度為每個機架 7-10 kW，而使用太比特級路由器意味著功耗高出數倍（峰值時高達 30-40 uW）。 這需要設計一個專門的網站或在現有資料中心中建立一個單獨的高負載區域。
整體觀察機箱，可以發現工廠隱藏在中間風扇塊的後方。 它們可以透過根據 2N 或 N+1 方案的冗餘來實現「熱」替換。 本質上，我們談論的是高可靠性的標準正交架構。
不僅僅是旗艦
無論旗艦機型多麼令人印象深刻，安裝量最多的還是M和F系列的盒式解決方案。
現在最受歡迎的服務路由器是M8和M14型號。 它們允許您在同一平台內使用低速（例如 E1）和高速介面（現在為 100 Gbit/s，不久的將來為 400 Gbit/s）。
M14的性能足以滿足一般企業客戶的所有需求。 使用它，您可以建立標準 L3VPN 解決方案以與提供者連接；它也可以作為附加工具，例如用於收集遙測資料或使用 SRv6。
該模型有大量可用卡片。 沒有單獨的工廠，並且使用監視器來確保連接性。 這樣，就實現了圖中所示的跨連接埠的效能分佈。
將來，監視器可以更換為新監控器，這將在相同連接埠上提供新的效能。
M8 型號比 M14 稍小，性能也遜於舊型號，但它們的用例非常相似。
例如，一組相容於 M8 的實體卡允許透過 100 Gbps 介面建立與 P 裝置的連接，使用 FlexE 技術並對其進行全部加密。
總的來說，透過 M6 設備，您可以開始在操作員環境中工作。 它很小，不適合供應商，但很容易用作連接區域資料中心（例如銀行）的流量聚合點。 此外，這裡的軟體設定與舊型號相同。
M6可用的卡片較少，最高效能為50 Gbps，但明顯高於業界標準的40 Gbps解決方案。
最年輕的型號 M1A 也值得特別一提。 這是一個小型解決方案，在需要擴展的工作溫度範圍（-40...+65 °C）時可能會派上用場。
關於 F 系列的幾句話。NetEngine 8000 F1A 型號成為 2019 年最受歡迎的華為產品之一，尤其是因為它配備了吞吐量為 1 至 100 Gbit/s（最高 1,2總計 Tbit/s）。
有關 SRv6 的更多信息
為什麼現在有必要在我們的產品中加入對 SRv6 技術的支援？
目前，建立VPN隧道所需的協定數量可能超過10種，這會導致嚴重的管理問題，並表明需要從根本上簡化流程。
業界對此挑戰的回應是創建了 SRv6 技術，華為和思科參與了該技術的出現。
需要消除的限制之一是需要使用每跳行為 (PHB) 原則來路由標準資料包。 透過跨域MP-BGP與附加服務（VPNv4）建立「運營商間」互動是相當困難的，因此此類解決方案很少。 SRv6 可讓您最初鋪平資料包穿過整個網段的路徑，而無需註冊特殊隧道。 而流程本身的程式設計也得到了簡化，這極大地方便了大型部署。
此圖顯示了實施 SRv6 的案例。 這兩個全球網路透過幾種不同的協定連接起來。 為了從任何虛擬或硬體伺服器接收服務，需要在VXLAN、VLAN、L3VPN等之間進行大量的切換（切換）。
實施SRv6後，營運商擁有了一條端對端的隧道，甚至不是到硬體伺服器，而是到Docker容器。
了解有關 FlexE 技術的更多信息
OSI 模型的第二層很糟糕，因為它不提供提供者所需的必要服務和 SLA 等級。 反過來，他們希望獲得某種 TDM（時分複用）的模擬，但在乙太網路上。 人們採取了許多方法來解決這個問題，但效果非常有限。
Flex乙太網路正是為了確保IP網路中SDH（同步數位體系）和TDM等級的品質。 這要歸功於與轉送平面的合作，當我們以這種方式修改 L2 環境，使其盡可能高效時。
標準實體連接埠如何運作？ 有一定數量的隊列和 tx 環。 進入緩衝區的資料包等待處理，這並不總是很方便，特別是在存在大象和老鼠流的情況下。
額外的插入和另一層抽像有助於確保實體媒體層級的吞吐量保證。
在資訊傳輸層分配了一個額外的 MAC 層，這使得創建可以分配特定 SLA 的嚴格實體佇列成為可能。
這就是實現層面的樣子。 附加層實際上實現了TDM 成幀。 由於此元插入，可以透過乙太網路精細地分配佇列並建立 TDM 服務。
使用 FlexE 的場景之一涉及透過建立時隙來均衡吞吐量或為關鍵服務提供資源來非常嚴格地遵守 SLA。
另一種情況可讓您處理缺陷。 我們不是簡單地散列資訊傳輸，而是幾乎在物理層面形成單獨的通道，而不是由 QoS（服務品質）創建的虛擬通道。
關於 iFIT 的更多信息
與FlexE一樣，iFIT也是華為的授權技術。 它允許在非常細粒度的層級上進行 SLA 驗證。 與標準 IP SLA 和 NQA 機制不同，iFIT 不使用合成流量，而是使用「即時」流量運作。
iFIT 適用於所有支援遙測的設備。 為此，使用了一個未被標準選項資料佔用的附加欄位。 那裡記錄的資訊可以讓您了解通道中發生的情況。
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綜上所述，我們強調，NetEngine 8000的功能和「千分之八」技術中嵌入的技術使這些設備成為創建和開發電信級網路、能源和金融公司核心網路、以及「電子政府」系統。
來源： www.habr.com