NetEngineの高性能ルーターラインの新機能

新しいHuaweiNetEngine 8000キャリアクラスルーターの詳細を明らかにする時が来ました。これにより、400 Gbpsのスループットでエンドツーエンド接続を構築し、1秒未満のレベルでネットワークサービスの品質を監視できるハードウェアベースとソフトウェアソリューションについて説明します。

ネットワークソリューションに必要なテクノロジーを決定するもの

最新のネットワーキング機器の要件は、現在、次の4つの重要なトレンドによって推進されています。

• 5Gモバイルブロードバンドの急増。
• プライベートデータセンターとパブリックデータセンターの両方でのクラウド負荷の増加。
• IoTの世界の拡大。
• 人工知能に対する需要の高まり。

パンデミックの間に、別の一般的な傾向が現れました。仮想のものを優先して、物理的な存在を可能な限り減らしたシナリオがより魅力的になっています。これらには、とりわけ、Wi-Fi 6ネットワークに基づく仮想および拡張現実サービスおよびソリューションが含まれます。これらのアプリケーションはすべて、高品質のチャネルを必要とします。NetEngine8000はそれを提供することを目的としています。

NetEngine8000ファミリー

NetEngine 8000ファミリのデバイスは、3つの主要なシリーズに分けられます。文字Xでマークされているのは、通信事業者または高負荷データセンター向けの高性能フラッグシップモデルです。 Mシリーズは、さまざまなメトロシナリオを実現するために設計されています。また、インデックスFのデバイスは、主に一般的なDCIシナリオ（データセンター相互接続）の実装を目的としています。ほとんどの8Kモデルは、400 Gbpsの帯域幅を持つエンドツーエンドトンネルの一部であり、保証されたサービスレベルを維持できます（サービスレベル契約-SLA）。







事実：今日、Huaweiだけが400GEクラスのネットワークを編成するためのあらゆる機器を製造しています。上の図は、大企業の顧客または大規模なオペレーター向けのネットワークを構築するためのシナリオを示しています。後者の場合、高性能のNetEngine 9000コアルーターと、多数の100、200、または400Gbps接続を集約できる新しいNetEngine8000F2Aルーターが使用されます。



メトロファクトリーはMシリーズデバイスをベースにしています。このようなソリューションにより、プラットフォームを変更することなく、今後10年間に予想されるトラフィック量の10倍の増加に適応できます。







Huaweiは、400Gbpsの帯域幅を持つ光学モジュールを独自に製造しています。それらに基づいて構築されたソリューションは、容量が同様のソリューションよりも10〜15％安価ですが、100ギガビットチャネルを使用します。モジュールのテストは2017年に開始され、すでに2019年に、モジュールに基づく機器の最初の実装が行われました。アフリカの通信事業者Safaricomは現在、このようなシステムを商品化しています。







2020年には過剰に見えるかもしれないNetEngine8000の巨大な帯域幅は、それほど遠くない将来に間違いなく必要になるでしょう。さらに、このルーターは大規模な交換ポイントとしての使用に適しています。これは、急速な成長の段階にある第2層のオペレーターと大企業構造の両方、および電子政府ソリューションの作成者にとって確かに役立ちます。







Huaweiは、SRv6ルーティングプロトコルを含む多くの新しいテクノロジーの普及も促進しています。これにより、キャリアVPNトラフィックの配信が大幅に簡素化されます。 FlexE（Flexible Ethernet）テクノロジーは、OSIモデルの第2レベルで保証された帯域幅を提供し、iFIT（In-situ Flow Information Telemetry）を使用すると、SLA条件を満たすパラメーターを正確に追跡できます。







プロバイダーの観点からは、SRv6は、NFV（Network Functions Virtualization）上に構築されたデータセンターのコンテナーレイヤーから、たとえばワイヤレスブロードバンド環境に適用できます。企業のお客様は、バックボーン（バックボーン）ネットワークを構築するときに、新しいプロトコルをエンドツーエンドで使用する必要があります。このテクノロジーは独自のものではなく、さまざまなベンダーによって使用されているため、非互換性のリスクが排除されます。







これは、5GソリューションをサポートするためにSRv6テクノロジーを商品化するためのタイムラインです。実際の事例：アラブ企業のZain Groupは、5Gの使用に移行する過程で、ネットワークを近代化し、バックボーンチャネルの容量を増やし、SRv6を導入することでインフラストラクチャの管理性を向上させました。

これらの技術を適用する方法

上記のソリューションをカバーする「テクノロジーアンブレラ」として、これまで3つの異なる製品が使用されてきました。 U2000は、伝送ドメインとIPドメインのNMSとして使用されました。さらに、SDNシステムはuTrafficシステムとはるかに有名なAgileControllerを使用していました。ただし、この組み合わせはキャリアグレードのルーターにはあまり便利ではないことが判明したため、これらの製品はCloudSoPツールに統合されました。







まず第一に、それはあなたがネットワークの構築から始めて、インフラストラクチャのライフサイクルを完全に管理することを可能にします-光またはIP。また、標準（MPLS）と新規（SRv6）の両方のリソースの管理も担当します。最後に、CloudSoPを使用すると、すべてのサービスを高レベルの粒度で完全に提供できます。







従来の管理アプローチを詳しく見てみましょう。この場合、L3VPNまたはSR-TEを使用して実行できます。これにより、トンネルを作成するための追加オプションが提供されます。さまざまなサービスタスクにリソースを割り当てるために、100を超えるパラメーターとセグメントルーティングが使用されます。







そのようなサービスの展開はどのように見えますか？まず、特定のレベル（プレーン）のプライマリポリシーを設定する必要があります。上の図では、SRv6テクノロジが選択されており、ポイントAからポイントEへのトラフィックの配信が構成されています。システムは、帯域幅と遅延を考慮して可能なパスを計算し、後続の制御用のパラメータも作成します。







設定後、追加のVPNサービスの作成と開始を開始します。 Huaweiのソリューションの重大な利点は、標準のMPLSトラフィックエンジニアリングとは異なり、追加のアドオンなしでトンネルパスを同期できることです。







上の図は、情報を取得する一般的なプロセスを示しています。 SNMPがよく使用されますが、これには時間がかかり、平均的な結果が得られます。しかし、以前はデータセンターやキャンパスソリューションで使用していたテレメトリーが、キャリアネットワークの世界に登場しました。負荷がかかりますが、ネットワーク上で何が起こっているのかを分単位ではなく、1秒未満のレベルで理解できます。







もちろん、受信したトラフィック量は何らかの方法で「ダイジェスト」する必要があります。このために、追加の機械学習技術が使用されます。最も一般的なネットワーク障害のプリロードされたパターンに基づいて、監視システムは超過の可能性を予測できます。たとえば、SFP（Small Form-factor Pluggable）モジュールの故障や、ネットワーク上のトラフィックの突然のバーストなどです。







そして、これは、TaiShanARMサーバーとGaussDBデータベースに基づくスケールアウト制御システムがどのように見えるかです。分析システムの個々のノードには「役割」の概念があり、トラフィックの増加またはネットワークノードの数の増加に応じて診断サービスをきめ細かく拡張できます。

言い換えれば、ストレージの世界で良かったものはすべて、徐々にネットワーク管理の分野に参入しています。

当社の新技術の導入の顕著な例は、中国産業商業銀行（ICBC）です。特定の役割が割り当てられた高性能ルーターのバックボーンネットワークを展開しました。NDAによると、図のネットワーク構造の一般的な考え方しか説明できません。これには、エンドツーエンドトンネルで接続された3つの大規模なデータセンターと、35の追加サイト（第2層データセンター）が含まれます。標準接続とSR-TEの両方が使用されます。

IP WAN3層インテリジェントアーキテクチャ

Huaweiソリューションは3層アーキテクチャに基づいており、その下位レベルにはさまざまなパフォーマンスの機器があります。 2番目のレベルには、ネットワーク分析と制御の機能を拡張する機器管理環境と追加サービスがあります。比較的言えば、最上層が適用されます。最も一般的なアプリケーションシナリオには、通信事業者、金融機関、エネルギー会社、政府機関のネットワークの編成が含まれます。



これは、NetEngine8000の機能とそこで使用される技術ソリューションを説明する短いビデオです。





もちろん、機器は、適切な電力供給と適切な冷却を考慮して、トラフィックの増加とインフラストラクチャの拡張に対応できるように設計する必要があります。フラッグシップルーターモデルにそれぞれ3kWのPSUが20個装備されている場合、熱除去システムでのカーボンナノチューブの使用はもはや冗長ではないようです。







それは何のためですか？幻想のように聞こえますが、今ではスロットあたり14.4 Tbit / sがかなり達成可能です。そして、この驚異的な帯域幅が求められています。特に、すべて同じ金融会社とエネルギー会社であり、その多くは今日、DWDM（高密度波長分割多重）テクノロジーを使用して作成されたバックボーンネットワークを持っています。最終的には、これまで以上に高速を必要とするアプリケーションの数も増えています。



2つのAtlas900クラスター間に機械学習ネットワークを構築するためのシナリオの1つには、テラビットクラスの帯域幅も必要です。そして、同様のタスクがたくさんあります。これらには、特に、核計算、気象計算などが含まれます。

ハードウェアベースとその要件

図は、統合カードを備えた現在利用可能なLPUIルーターモジュールとその特性を示しています。







そして、これは、今後2年間で利用可能になる新しいモジュールオプションのロードマップがどのように見えるかです。それらに基づいてソリューションを開発するときは、エネルギー消費を考慮することが重要です。現在、標準のデータセンターは、ラックあたり7〜10 kWの速度で構築されていますが、テラビットクラスのルーターを使用すると、消費電力が数倍になります（ピーク時は最大30〜40 kW）。これには、専用のサイトを設計するか、既存のデータセンターに別の高負荷ゾーンを作成する必要があります。







シャーシを概観すると、工場は中央のファンアセンブリの後ろに隠れていることがわかります。2NまたはN + 1スキームに従った冗長性のおかげで実現された、それらの「ホット」置換の可能性があります。本質的に、これは標準の高信頼性直交アーキテクチャです。

旗艦だけでなく

フラッグシップモデルがどれほど印象的であっても、ほとんどのインストールはMおよびFシリーズのボックスソリューションに



当てはまります。現在最も人気のあるサービスルーターはM8およびM14モデルです。これらは、E1などの低速イン​​ターフェイスと高速インターフェイス（現在は100 Gb / s、近い将来は400 Gb / s）の両方を1つのプラットフォーム内で操作できるようにします。







M14の性能は、一般の企業顧客のすべてのニーズを満たすのに十分です。プロバイダーとの通信用の標準L3VPNソリューションを構築するために使用できます。また、テレメトリの収集やSRv6の使用などの追加ツールとしても適しています。







モデルには多数のカードが用意されています。個別の工場はなく、接続を確保するためにスーパーバイザーが使用されます。これにより、図に示すポートごとのパフォーマンスの分散が実現されます。







将来的には、スーパーバイザーを新しいものと交換することができます。これにより、同じポートで新しいパフォーマンスが得られます。







M8モデルはM14よりもわずかに小さく、パフォーマンスも古いモデルより劣りますが、それらの使用例は非常に似ています。







M8互換の物理カードのセットを使用すると、たとえば、100 Gbpsインターフェイスを介したPデバイスへの接続を構成し、FlexEテクノロジを使用して、これらすべてを暗号化できます。







一般的に言って、オペレーター環境での作業を開始できるのはM6です。小さく、プロバイダーには適していませんが、銀行などの地域のデータセンターを接続するためのトラフィック集約ポイントとして簡単に適用できます。さらに、ここでのソフトウェアのセットは、古いモデルと同じです。







M6で利用可能なカードは小さく、最大パフォーマンスは50 Gb / sですが、業界の標準的な40 Gb / sソリューションよりも著しく高くなっています。

最年少モデルのM1Aは、別途言及する価値があります。これは小さな解決策であり、動作温度範囲の拡大が予想される場合（-40 ... + 65°）に役立つ場合があります。

Fラインについて一言NetEngine8000 F1Aモデルは、特に1〜100 Gbps（合計で最大1.2 Tbps）の帯域幅を持つポートを備えているという事実により、2019年に最も人気のあるHuawei製品の1つになりました。 ）。

SRv6の詳細

なぜ今、SRv6テクノロジーのサポートを製品に含める必要があったのですか？



現在、VPNトンネルを編成するために必要なプロトコルの数は10以上になる可能性があり、これは深刻な管理上の問題を引き起こし、プロセスを根本的に簡素化する必要があることを示唆しています。







この課題に対する業界の対応は、SRv6テクノロジーの作成であり、HuaweiとCiscoがその出現に関与しました。







削除する必要のある制限の1つは、標準パケットのルーティングにホップごとの動作（PHB）を使用する必要があることでした。 Inter-AS MP-BGPと追加サービス（VPNv4）を介して「オペレーター間」の相互作用を確立することは非常に難しいため、そのようなソリューションはほとんどありません。 SRv6を使用すると、特別なトンネルを作成せずに、最初にパケットをセグメント全体にルーティングできます。また、プロセス自体のプログラミングが簡素化されるため、大規模な展開がはるかに簡単になります。







この図は、SRv6を実装する場合を示しています。 2つのWANは、いくつかの異なるプロトコルによってリンクされています。仮想サーバーまたはハードウェアサーバーからサービスを受けるには、VXLAN、VLAN、L3VPNなどの間で多数のハンドオーバーが必要でした。

SRv6の実装後、オペレーターはハードウェアサーバーではなく、Dockerコンテナーへのエンドツーエンドトンネルを使用しました。

FlexEテクノロジーの詳細

OSIモデルの第2レベルは、プロバイダーが必要とするサービスとSLAのレベルを提供しないという点で悪いです。次に、TDM（時分割多重化）の類似物を取得したいと考えていますが、イーサネット上にあります。問題を解決するために多くのアプローチが使用されてきましたが、結果は非常に限られています。







Flex Ethernetは、IPネットワークのSDH（Synchronous Digital Hierarchy）およびTDMレイヤーの品質を正確に保証する役割を果たします。これは、転送プレーンを使用した作業のおかげで、L2環境をこのように変更して、可能な限り効率的にすることで可能になりました。







標準の物理ポートはどのように機能しますか？一定数のキューとtxリングがあります。バッファ内のパケットはその処理を待機していますが、これは特に象とマウスのストリームがある場合は必ずしも便利ではありません。



追加の挿入と別の抽象化レイヤーは、物理環境のレベルで保証された帯域幅を提供するのに役立ちます。







追加のMAC層は、情報転送のレベルで割り当てられます。これにより、特定のSLAを割り当てることができるハード物理キューを作成できます。







これは、実装レベルでの見方です。追加のレイヤーは実際にTDMフレーミングを実装します。このメタ挿入により、イーサネットを介してTDMサービスをきめ細かくキューに入れて形成することができます。







FlexEの1つの使用例は、帯域幅を均等化するため、または重要なサービスにリソースを提供するためのタイムスロットを作成することにより、SLAを非常に厳密に順守することを意味します。







別のシナリオでは、欠陥を処理できます。QoS（Quality of Service）によって作成された仮想チャネルとは対照的に、情報の送信を単にハッシュするのではなく、実際には物理レベルで個別のチャネルを形成します。

iFITの詳細

FlexEと同様に、iFITはHuaweiからライセンス供与されたテクノロジーです。これにより、非常に詳細なSLAレビューが可能になります。標準のIPSLAおよびNQAメカニズムとは異なり、iFITは合成ではなく、「ライブ」トラフィックで動作します。







IFITは、テレメトリをサポートするすべてのデバイスで使用できます。このために、標準のオプションデータによって占有されていない追加のフィールドが使用されます。そこに記録されている情報により、チャネルで何が起こっているのかを理解できます。

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言われていることを要約すると、NetEngine 8000の機能と「8000分の1」に組み込まれているテクノロジーにより、これらのデバイスは、キャリアクラスのネットワーク、エネルギーおよび金融会社のバックボーンネットワーク、および「e-government」レベルのシステムを作成および開発する際に合理的かつ正当な選択となることを強調します。