擁有全局網(wǎng)絡(luò)智能 邊緣交換機智能與性能

相關(guān)專題: 芯片

如果網(wǎng)絡(luò)的邊緣設(shè)備將QoS、速率限制、ACL、PBR及sFlow集成到硬件芯片上,使得這些智能不致影響到基本二層、三層的線速轉(zhuǎn)發(fā)性能,那么端到端的智能網(wǎng)絡(luò)才得以大規(guī)模開展,從而使得整個網(wǎng)絡(luò)不僅擁有全局的連接能力,也同時擁有全局的網(wǎng)絡(luò)智能。

從過去到現(xiàn)在,網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計理念一直存在著幾種不同的思路。就透通與智能這兩個重點來看,側(cè)重程度的不同就影響到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計:透通強調(diào)連接能力、簡單管理、價格低廉;智能強調(diào)控管和增值能力,因此多數(shù)復(fù)雜程度較高,成本也相對較高。其實設(shè)計并無高下,只取決于用戶的實際需求與經(jīng)費預(yù)算而已。

因此,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以是全二層的架構(gòu),不過擴(kuò)展度較差;也可以是全三層的架構(gòu),不過價格較高;而大多的規(guī)劃會在兩者之間取得一定的平衡,這就產(chǎn)生了兩種不同的架構(gòu)——折疊式骨干網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與分散式骨干網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。其中,折疊式骨干將智能收縮到上層的匯聚設(shè)備上,而在下層的接入設(shè)備則只強調(diào)透通與線速。單從智能控管的角度來看,這是一種集中式的設(shè)計。

這兩種架構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)邊緣上存在著重大差異。折疊式骨干多以二層交換作為邊緣,而分散式骨干多以三層交換作為邊緣。如果簡單地以交換或路由來判定網(wǎng)絡(luò)的智能,當(dāng)然三層交換優(yōu)于二層交換。但是由于愈來愈多的業(yè)務(wù)在同一張網(wǎng)上開通,網(wǎng)絡(luò)的智能問題不再單純地以二層/三層來判定,更多時候,執(zhí)行QoS的能力、提供指定接入速率的能力、ACL(訪問控制列表)的安全屏蔽能力、網(wǎng)絡(luò)流量統(tǒng)計與監(jiān)控能力以及策略路由(PBR)的支持能力,都可以更有效地來判定網(wǎng)絡(luò)的智能。因此,有了這樣一個概念,不管是折疊式骨干中的邊緣二層交換設(shè)備, 是分散式骨干中的邊緣三層交換設(shè)備,在眾多廠家的二層、三層交換設(shè)備中,用戶可以依據(jù)自己業(yè)務(wù)上的實際需要做出更為明確的選擇。

執(zhí)行QoS的能力

在多媒體業(yè)務(wù)中,數(shù)據(jù)、語音、圖像對時延、抖動、掉包的要求不盡相同。為了更好地執(zhí)行多媒體業(yè)務(wù),用戶最好在數(shù)據(jù)包中加入相應(yīng)的QoS標(biāo)記,邊緣交換機或者讀取QoS并加以執(zhí)行,或者對于不可信任的來源,采取重行分類、重行標(biāo)記QoS并加以執(zhí)行的方式。QoS在過去有二層的CoS(服務(wù)等級)或三層的IP Precedence(IP優(yōu)先等級)的做法,而現(xiàn)在則強調(diào)差分服務(wù)(DiffSew)的支持能力。因此,邊緣交換機在端到端的QoS支持上,作為QoS的入站點或出站點,扮演著極為關(guān)鍵的角色。對DiffSew提供硬件支持能力是交換機關(guān)鍵功能之一。

指定接入速率的能力

固然千兆以太網(wǎng)的普及使得骨干有較為充裕的帶寬,但這種資源不是取之不盡、用之不竭的。而且采取使用者付費以管制邊緣帶寬的有效使用是最為可行的手段,因此,在邊緣交換機的接口上,不但要提供十兆、百兆的設(shè)定能力,更要提供基于端口、優(yōu)先等級、VLAN、ACL分類的速率限制能力,而且最好是入站或出站均能執(zhí)行速率限制,范圍由256k一直到千兆,粒度則以硬件芯片能以硬件處理的范圍為宜,一般而言在256k左右。

應(yīng)用智能交換機情況調(diào)查

這里必須特別強調(diào),硬件處理是希望邊緣設(shè)備不會因為啟動速率限制而影響其線速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的能力,這一點對邊緣設(shè)備來講是很重要的性能指標(biāo)。有了完整的速率限制功能,而又不影響網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo),才能有效地管理網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源。

ACL的安全屏蔽能力

在網(wǎng)絡(luò)中,ACL不但可以讓網(wǎng)絡(luò)管理者用來制定網(wǎng)絡(luò)策略,對個別用戶或特定的數(shù)據(jù)流進(jìn)行允許或者拒絕的控制,也可以用來加強網(wǎng)絡(luò)的安全屏蔽。從簡單的Ping to Death攻擊、TCP Sync攻擊,一直到更多樣化更復(fù)雜的黑客攻擊,ACL都可以起到一定的屏蔽作用。ACL有標(biāo)準(zhǔn)ACL及擴(kuò)展ACL(Extended ACL)兩種,不論邊緣是二層交換機還是三層交換機,最好都具備支持標(biāo)準(zhǔn)ACL及擴(kuò)展ACL的能力,才能將網(wǎng)絡(luò)的安全屏蔽及策略執(zhí)行能力分散到網(wǎng)絡(luò)的邊緣。

跟速率限制一樣,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不但應(yīng)該能執(zhí)行完整的ACL功能,包括進(jìn)站及出站,同時也必須強調(diào)由硬件處理的能力。如此,才能在啟動ACL的同時,不會影響到二層或三層交換設(shè)備線速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的能力。

策略路由支持能力

一般路由不管是透過RIP、OSPF、BGP,還是MPLS標(biāo)記協(xié)議,多是由目的地址來決定路由路徑,因此無法對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行有效分流,或是對網(wǎng)絡(luò)流量制定策略。 然而,策略路由能力在現(xiàn)今多樣化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中有時是必要的功能之一。簡單舉例來說,在大型網(wǎng)絡(luò)運營商(NSP)的環(huán)境中,不同的用戶需要被連接到不同的Internet 運營商(ISP)中;或者在校園網(wǎng)中,作為教學(xué)研究的用戶必須被連接到高速的網(wǎng)絡(luò)出口,而宿舍網(wǎng)絡(luò)的用戶則通常被導(dǎo)引到較低速的出口,如此分流才不致影響到校園網(wǎng)的科研性能,同時經(jīng)由適當(dāng)?shù)姆至鳎咚?低速出口均能分配到相應(yīng)的流量,從而使得帶寬的應(yīng)用得到有效分配。想要達(dá)到這種分流的效果,一般路由是無法做到的,唯有透過策略路由(PBR),將源地址進(jìn)行分類,并且制定其下一跳出口的IP地址才能達(dá)成,而這也是策略路由有別于一般路由之處:基于源地址信息執(zhí)行路由選徑,而不基于目的地址信息執(zhí)行路由選徑。策略路由能做的不僅是依用戶的類別進(jìn)行路由選徑及分流,更進(jìn)一步,它也可以做到依業(yè)務(wù)的類別來指定路由或分流。其具體做法就是在進(jìn)行分類時,不只看第三層的IP地址,更進(jìn)一步看第四層的IP端口號,不同的業(yè)務(wù)導(dǎo)引到不同的路由。比如對所有端口號80的HTTP數(shù)據(jù)流進(jìn)行分類,并將其導(dǎo)引到特定的四層Web交換機或緩存服務(wù)器上,從而透過Web緩存機制,使得用戶的Web響應(yīng)時間得到大幅度提升,而且網(wǎng)絡(luò)出口的重復(fù)流量也得到大幅度緩解。以上的例子都只是策略路由的部分功能而已,實際上它的功能遠(yuǎn)超過這些,策略路由因為可以直接在網(wǎng)絡(luò)下端設(shè)備指定,再透過中間設(shè)備的一般路由,到達(dá)指定的上端設(shè)備出口,因此,它并不多是在中間的匯聚設(shè)備上啟動,更多時候為了更有效地分流效果,策略路由將在接入設(shè)備上啟動。

跟ACL一樣,在需要策略路由的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上,不但要有完整而多樣化的策略路由支持功能,同時必須強調(diào)有硬件處理能力,才能在啟動的同時,仍然享有三層交換線速轉(zhuǎn)發(fā)的能力。

網(wǎng)絡(luò)流量統(tǒng)計與監(jiān)控能力

流量統(tǒng)計與監(jiān)控在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中已經(jīng)成為重要的一環(huán)。一個很簡單的思路就是,如果你無法看到網(wǎng)絡(luò)的整體流量,又如何能夠管理整個網(wǎng)絡(luò)?如果我們在提供高效能帶寬的同時,也能充分掌握網(wǎng)絡(luò)的流量信息,便可隨時調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的資源與策略,使得網(wǎng)絡(luò)運行順暢,也使得網(wǎng)絡(luò)故障的排除變得簡單而快速。所以在網(wǎng)絡(luò)中,再提供一套完整的、覆蓋全網(wǎng)的、實時的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng),就像是在縱橫交錯的高速公路網(wǎng)上處處加裝監(jiān)視攝像頭一般,讓交管人員采取有效的分流手段,同時也可透過完整的統(tǒng)計資料,對路由進(jìn)行擴(kuò)容及規(guī)劃提供重要的參考。

流量監(jiān)控與統(tǒng)計在過去因為受限于既有技術(shù),多數(shù)只能以SNMP、RMON、RMON v2等技術(shù)實現(xiàn)部分功能,而且對網(wǎng)絡(luò)的帶寬占用或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的資源開銷造成相當(dāng)程度的影響,所以通常無法覆蓋全網(wǎng),無法實時監(jiān)控,無法在百兆、千兆甚至萬兆端口等高速網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行,這些都使得全網(wǎng)的監(jiān)控與統(tǒng)計無法達(dá)到令人滿意的表現(xiàn)。

最近又有NetFlow及sFlow(RFC3176)基于流的流量監(jiān)控與統(tǒng)計技術(shù),出現(xiàn)在比較高端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上,包括骨干、邊緣、二層設(shè)備、三層設(shè)備。這兩種技術(shù)基本上提供比較完整的流量信息,不過兩者之間依然有所區(qū)別:NetFlow更擴(kuò)及IPX及AppleTalk,同時提供更多的信息,包括VLAN統(tǒng)計、MAC地址統(tǒng)計、BGP共同體統(tǒng)計等信息,因此從統(tǒng)計及計費的角度來看,NetFlow可以提供更令人信服的資料,但相對的開銷及成本也高;從統(tǒng)計及監(jiān)控的角度來看,sFlow提供更多的信息,對于流量分布的分析、流量的未來趨勢、異常流量的監(jiān)測、故障的發(fā)現(xiàn)與排除都可以在相對較低的開銷及成本下,通過硬件芯片以線速方式達(dá)成,sFlow因此可以直接內(nèi)建在邊緣的二層或三層交換設(shè)備上提供覆蓋全網(wǎng)、實時網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的功能。對整體網(wǎng)絡(luò)而言,這實在是相當(dāng)吸引人的增值功能。

同前面所說的功能一樣,sFlow流量統(tǒng)計與監(jiān)控功能也必須是硬件處理,才能不影響到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備既有的二層或三層交換線速性能。

在組網(wǎng)的設(shè)計理念上,不管是采用集中式的折疊式骨干,從而強調(diào)采用透通的二層交換設(shè)備作為邊緣接入設(shè)備;或者是采用分散式骨干,從而強調(diào)采用智能的三層交換設(shè)備作為邊緣接入設(shè)備,其智能都不應(yīng)僅限于交換或路由能力的考慮,或是只強調(diào)線速交換或線速路由的能力,畢竟這一部分已經(jīng)是業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn),幾乎所有廠家的二層交換,三層路由設(shè)備都可以達(dá)到。

隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)、寬帶業(yè)務(wù)、多媒體應(yīng)用的發(fā)展,用戶更應(yīng)該關(guān)心的是端對端的網(wǎng)絡(luò)智能,以及硬件芯片的集成能力。如果在邊緣設(shè)備(不論是二層交換或三層路由交換設(shè)備)上,都極大程度地將服務(wù)質(zhì)量(QoS)、速率限制(Rating Limiting)、訪問控制列表(ACL)、策略路由(PBR)及流量監(jiān)控(sFlow)集成到硬件芯片上,使得這些智能不會影響到基本二層、三層的線速轉(zhuǎn)發(fā)性能,那么端到端的智能網(wǎng)絡(luò)才能得以大規(guī)模開展,從而使得整個網(wǎng)絡(luò)不僅擁有全局的連接能力(Connectivity),也同時擁有全局的網(wǎng)絡(luò)智能(Control)。有了這樣的概念,在眾多的邊緣交換設(shè)備上,用戶才可以對不同的產(chǎn)品有更清楚的定位與選擇。

 

   來源:比特網(wǎng)
微信掃描分享本文到朋友圈
掃碼關(guān)注5G通信官方公眾號,免費領(lǐng)取以下5G精品資料
  • 1、回復(fù)“YD5GAI”免費領(lǐng)取《中國移動:5G網(wǎng)絡(luò)AI應(yīng)用典型場景技術(shù)解決方案白皮書
  • 2、回復(fù)“5G6G”免費領(lǐng)取《5G_6G毫米波測試技術(shù)白皮書-2022_03-21
  • 3、回復(fù)“YD6G”免費領(lǐng)取《中國移動:6G至簡無線接入網(wǎng)白皮書
  • 4、回復(fù)“LTBPS”免費領(lǐng)取《《中國聯(lián)通5G終端白皮書》
  • 5、回復(fù)“ZGDX”免費領(lǐng)取《中國電信5GNTN技術(shù)白皮書
  • 6、回復(fù)“TXSB”免費領(lǐng)取《通信設(shè)備安裝工程施工工藝圖解
  • 7、回復(fù)“YDSL”免費領(lǐng)取《中國移動算力并網(wǎng)白皮書
  • 8、回復(fù)“5GX3”免費領(lǐng)取《R1623501-g605G的系統(tǒng)架構(gòu)1
  • 本周熱點本月熱點

     

      最熱通信招聘

      最新招聘信息