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互联网MAN/DCI网络解决方案

【发布时间:2020-12-08】

人们总说技术改变世界,但实际上,改变世界的是思想;而技术则是思想得以实践的支撑。现在,每个人都知道,未来将是数字化的。但如果要对数字化本身追根溯源,那么一切都还要从云计算说起。

不同角色的人群看待云计算,都会有不同的视角,得到的利益也不尽相同。从企业经营角度,云计算将以往的固定资产投资变为了经营成本,这大大提升了企业经营的灵活性;从技术角度,云计算则将以往庞大且复杂的系统拆分成了一个个小单元,在让不可能成为可能的同时,也让软件和应用的有了快速迭代的基础……而从更宏观的经济运行系统来看,云计算则代表了一种全新的系统构建思路——分布式。

通过将以往的大系统拆分成一连串相互独立但却可以互相协作的小单元,每个环节的效率提升不仅让宏观的系统效率有了大幅提高,人们也能够通过不同小系统的相互接驳与组合创造出更多样、更精妙的大型系统。

现如今,这样的思路正在全社会各个领域全面开花。而在ICT领域内部,各项系统也都在向分布式方向演进,分布式的计算存储、分布式的应用、分布式的中间件、分布式的数据库;而作为连接这些要素的基础,网络的分布式也在如火如荼。

当SR遇到MPLS

01、MPLS的优势与缺点

MPLS(Multiprotocol Label Switching):多协议标签交换技术,是为了提高网络设备转发速度而提出的技术,与传统IP路由器方式相比,它在数据转发时,只在网络边缘分析IP报文头,而不用在每一跳都查看目的IP报文头,节约了处理时间。

MPLS技术支持多层标签,理论上标签可以无限嵌套;同时,MPLS的首节点可以将目标IP转为MPLS标签,后续便能够基于标签进行转发。这样的特性使其在VPN、流量工程、QoS等方面得到广泛应用。

另一方面,以MPLS为基础,人们还开发出了提升转发效率的DP标签分发协议、方便管理的RSVP-TE基于流量工程的资源预留协议等多种扩展。

传统MPLS网络和SD-WAN网络之间的5年内的成本分析

  不过MPLS也存在着协议复杂度高、运维困难、无法实现链路负载均衡、设备价格昂贵等固有缺点。而且,作为一种已有20多年历史的协议,MPLS也很难应用于目前的云环境当中。

02、当MPLS遇到SR

SR(Segment Routing):是一种源路由协议,也称为分段路由协议。由源节点来为应用报文指定路径,并将路径转换成一个有序的Segment列表封装到报文头中;由此,路径的中间节点只需要根据报文头中指定的路径进行转发,效率更高。而在与IPv6技术融合之后,SR也顺理成章的进化为SRv6.

图5 Segment Routing技术特点示意图

图4 SR技术逻辑图

相比传统MPLS网络,SR具有更简单的控制平面及更易扩展的数据平面。在集成MPLS技术优势的同时,SR也能适配IPv6、SDN等技术的发展,为SD-WAN网络提供了一种灵活高效的控制手段。SR技术具有使用简单、容易扩展的特点,能够更好的实现流量调度和路径优化,提供应用驱动的网络服务,保障关键业务质量,均衡流量分布,提高专线利用率,降低线路成本。

而在管理层面,SR技术还发展出了不同于传统RSVP-TE基于隧道接口的全新管理方式——SR Policy。

本质上,SR Policy不是隧道接口而是Segment列表,Segment列表对数据包在网络中的任意转发路径进行编码,列表中的Segment可以支持IGP Segment、IGP Flex-Algo Segment、BGP Segment等。当SR网络的源节点和目的节点之间存在多条路径时,合理利用SR Policy选择转发路径,不仅可以方便管理员对网络进行管理和规划,还可以有效地减轻网络设备的转发压力。

03、SR技术典型应用场景

  1、实时数据传输

拥有多个分支结构的企业,受限于传统广域网,经常出现网络延迟严重导致的跨境访问不稳定,由此带来的便是丢包、移动端及PC端显示缓慢。SR技术搭载SD-WAN网络架构可以有效的帮助企业实现多数据中心之间的同步,提供接近物理光缆级别的品质保证,有效提升传输性能,并大幅降低网络租用成本。

2、综合办公

SR技术可以有效保障企业远程办公的质量,可以为企业客户快速部署不受远程通信影响的加速网络,提升远程网络传输的质量;满足视频会议、远程桌面应用等跨地、跨境办公的品质,提升业务敏捷性。由此,企业也可节省专线成本,降低运维压力。

3、在线直播及短视频

SR技术可以为视频直播、在线教育、短视频提供有力保障,解决传统网络环境下容易发生的网络延迟、视频卡顿、抖动、丢包等问题,为直播等大流量实时互动提供流畅的网络环境。同时,SR+SD-WAN的网络架构方案也可提供动态网络加速服务,弥补了CDN的不足。

4、数据灾备

SR技术的智能选路能力既支持数据快速传输,又可以结合SD-WAN控制器迅速定位故障点,让性灾备功能的实现更简单。依托SR技术建设的“数据灾备”+“线路灾备”的双活热备模式,可在出现问题时,有效确保网络和应用的正常使用;让数据同传和切换从小时级降低至分钟级,切实保障了实时业务数据的及时备份,保障了灾备系统的平稳切换。

与云共舞,SRv6与SR Policy在大型CSP中的最佳实践

目前,SRv6级SR Policy相结合已经成为行业共识。而作为新一代网络技术的倡导者,新华三更率先将SR及其衍生技术融入产品,且已经在众多大型云项目中获得最佳实践。

在某大型云服务商的多个同城数据中心园区项目中,每个园区均为一个单独的AZ(Availabe Zone,可用区)。为了提升业务可靠性,该云服务商的用户通常会将业务部署在多个AZ之中。而这就需要核心路由器利用SR技术来进行高效、高可靠的流量调度。

经过调研,该云服务商最终选择了支持100/400G接口互联的新华三S12500R/S12500CR核心路由器来构建核心MAN网络。

同城多中心MAN网络架构示意图

基于这套网络架构,用户可在MAN网络部署SR-TE技术实现智能流量调度。同时,为了使用多条链路分担负载负载分担,新华三则在MAN核心层设备之间使用了平行标签的分配方式。

MAN核心层和MAN汇聚层位于同一个自治域,MAN核心层设备和MAN汇聚层设备之间建立p2p ISIS邻居并开启ISIS SR。MAN汇聚层设备作为SR头节点,每组MAN汇聚设备使用了Anycast标签(Anycast标签即为不带N标记的节点标签,将前缀SID的Node-SID标志位置为0,表示前缀SID为到达一组SR节点的SID),支持三级哈希流量调度,并通过SR Policy方式引流。

通过部署SR技术,新华三帮助该云服务提供商实现了数据中心园区骨干网络的流量调度功能,而SR Policy技术的应用则在实现SR-TE策略的功能的同时帮助用户摆脱了SR-TE隧道接口体系的束缚。用户流量按指定SLA精细化调度到不同SR-TE路径,可进行多级哈希,提高了数据中心园区骨干网的带宽利用率,增强了数据中心园区骨干网络的可靠性、容错率及健壮性;永不不仅获得了更高的投资回报比,更进一步推进了网络的精细化运营。

以SR网络实践分布式未来

百多年前,人们发明了流水线,将更详细的分工与流程整合在一起,极大的提高了生产效率;这也让整个人类社会迈向了更高级的工业化形态。

百多年后,当系统规模庞杂到无以复加,我们又在尝试将复杂网络打散,用更精密、更高效的调度来构建敏捷、动态的精密系统。在云计算领衔的数字时代,基于统一平台和工业标准的组织协作如是,网络架构内的SR技术应用同样如是。

天下大势,合久必分、分久必合。当发展的车轮开始转向并沿着全新的路径奔向未来,唯有技术才是不断输出动力的发动机。

作为数字化解决方案的领导者,紫光股份旗下新华三集团见证了网络技术的无数此演变与发展。在云化时代,新华三紧扣技术脉搏,以产品和解决方案为用户数字化转型提供源源不绝的动力。而在以分布式系统为主要基础架构的数字未来,新华三也在不断将创新技术融入实践,为行业指明新方向。

千变万化的应用让未来难以捉摸、充满无限可能;而对于新华三来说,技术的创新则始终不变且永不停歇。

技术详解

1、《互联网技术详解-MPLS SR与SRv6技术解读》

2、《互联网技术详解-以SR网络构建分布式未来》

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