銳捷網(wǎng)絡(luò)宋子航：數(shù)據(jù)中心DCI互聯(lián)的發(fā)展和實(shí)踐

  ICC訊 中國(guó)IDC圈訊，開(kāi)放數(shù)據(jù)中心峰會(huì)(ODCC2020)在北京召開(kāi)，峰會(huì)圍繞數(shù)據(jù)中心新基建為主題，有數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域及相關(guān)行業(yè)的眾多專(zhuān)家與會(huì)在9月16日網(wǎng)絡(luò)分論壇上，銳捷網(wǎng)絡(luò)股份有限公司數(shù)據(jù)中心交換產(chǎn)品事業(yè)部首席架構(gòu)師宋子航以《數(shù)據(jù)中心DCI互聯(lián)的發(fā)展和實(shí)踐》為題向參會(huì)嘉賓做了分享。

  銳捷網(wǎng)絡(luò)股份有限公司數(shù)據(jù)中心交換產(chǎn)品事業(yè)部首席架構(gòu)師宋子航

  宋子航：各位在場(chǎng)的朋友和嘉賓，我是銳捷的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品經(jīng)理宋子航，下面主要和大家分享一個(gè)話題，就是DCI互聯(lián)。

  首先來(lái)看DCI最近幾年的一些變化，首先是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基礎(chǔ)盒子，原來(lái)多地的數(shù)據(jù)中心基本上都是靠路由器連接起來(lái)，現(xiàn)在我們看到的趨勢(shì)是用交換機(jī)替代路由器把多個(gè)數(shù)據(jù)中心連接起來(lái)。通過(guò)這樣的一個(gè)變化，能夠變相地把多個(gè)數(shù)據(jù)中心帶寬提高，并把成本降低，組建一個(gè)更加高性價(jià)比的網(wǎng)絡(luò)。可以看到整個(gè)變化趨勢(shì)就是設(shè)備短化、功能簡(jiǎn)化。原來(lái)其實(shí)都是協(xié)議本身，采用分布式的多地數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在做互聯(lián)，比如MPLS+TE，相對(duì)來(lái)說(shuō)自由性比較高，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸進(jìn)行開(kāi)放，現(xiàn)在已經(jīng)形成了SR-TE技術(shù)。原來(lái)沒(méi)有所謂的SDN，現(xiàn)在把所有控制鏈提取出來(lái)放在控制平面，能夠給用戶一個(gè)集中的視角，對(duì)于整個(gè)路徑、業(yè)務(wù)進(jìn)行按需的編排，所以我們看到的變化就是針對(duì)開(kāi)放性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)SDN是一個(gè)簡(jiǎn)化運(yùn)維的訴求。

  剛才說(shuō)了單個(gè)數(shù)據(jù)中心，多個(gè)數(shù)據(jù)中心原來(lái)可能局限于國(guó)內(nèi)或者全球一些少量的節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)在我們看到大部分都是全球化的態(tài)勢(shì)，接入方式也由原來(lái)的單平面演變成了多平面，可能原來(lái)只有一個(gè)平面，現(xiàn)在是有外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)DCI互聯(lián)，通過(guò)多個(gè)平面的方式更好地提供一個(gè)業(yè)務(wù)交付。早些年帶寬能力相對(duì)來(lái)說(shuō)只局限于萬(wàn)兆的水平，隨著現(xiàn)在我們把控制面提升，然后用交換機(jī)替代路由器，整個(gè)接口形態(tài)會(huì)由交換機(jī)的大帶寬、大規(guī)模組網(wǎng)變成100G/400G組網(wǎng)，可以看到帶寬和規(guī)模也是不斷擴(kuò)大的。

  核心趨勢(shì)就是DCI互聯(lián)在當(dāng)今、當(dāng)前的變化是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能簡(jiǎn)化，這樣的變化帶來(lái)的挑戰(zhàn)是什么?又給用戶帶來(lái)哪些核心訴求?首先就是整個(gè)帶寬化規(guī)模的不斷擴(kuò)大，運(yùn)維的SDN化和整體簡(jiǎn)化，再就是設(shè)備功能的簡(jiǎn)化。在此趨勢(shì)下，客戶主要的訴求就是三個(gè)方面：首先是低成本的擴(kuò)容訴求，通過(guò)所有的計(jì)算面提取出來(lái)，轉(zhuǎn)發(fā)放到交換機(jī)的設(shè)備去做，這樣的話可以更好地降低整個(gè)擴(kuò)容成本，其實(shí)可以變相地降本提效。整個(gè)業(yè)務(wù)強(qiáng)訴求就是通過(guò)這樣控制面的提取，就是把統(tǒng)一的控制面交給用戶，最終用戶可以通過(guò)業(yè)務(wù)的分析以及自定義，針對(duì)這個(gè)業(yè)務(wù)按需構(gòu)建需要的路徑，能夠讓整個(gè)調(diào)整業(yè)務(wù)路徑的能力、推廣和控制的能力得以增強(qiáng)。再就是整體網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的簡(jiǎn)化，剛才說(shuō)過(guò)統(tǒng)一到其中的SDN控制器，把控制面提取出來(lái)以后能夠讓網(wǎng)絡(luò)的部署可用性相對(duì)來(lái)講增強(qiáng)。因此從這三個(gè)維度來(lái)看，可以看到大的趨勢(shì)變化下客戶的降本提效好運(yùn)維的訴求。

  原來(lái)DCI數(shù)據(jù)中心的方案其實(shí)很傳統(tǒng)，就是MPSDE的分布式互聯(lián)方式，在此變化、趨勢(shì)和訴求下，現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)方案到底是什么樣呢?原來(lái)的數(shù)據(jù)中心DCI互聯(lián)的模型是統(tǒng)一的設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)面，傳統(tǒng)都是靠控制面和轉(zhuǎn)發(fā)面集中在一起，多地數(shù)據(jù)中心的路由器打通互聯(lián)，帶來(lái)的一個(gè)問(wèn)題就是所有的設(shè)備都需要計(jì)算全網(wǎng)信息，所以設(shè)備不僅轉(zhuǎn)發(fā)能力很強(qiáng)，對(duì)于控制能力和計(jì)算能力，CPU能力也很強(qiáng)，就是對(duì)于原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要求。所有節(jié)點(diǎn)的控制都不是由人控制的，是由機(jī)器自己計(jì)算的，所以干擾機(jī)器的計(jì)算也會(huì)相對(duì)來(lái)講比較麻煩，復(fù)雜度也比較高，干擾之后得不到計(jì)算出來(lái)的結(jié)果，路徑也不是想要的那樣?，F(xiàn)在我們的變化是把所有的控制面層級(jí)提升到了SDN控制器，設(shè)備僅限于一些弱控制，比如底層協(xié)議，通過(guò)控制器下發(fā)OCNMS統(tǒng)一由設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)即可。

  所有的控制面全部集中在SDN控制器，通過(guò)這樣的變化集中+分布式的控制，可以實(shí)現(xiàn)的效果就是統(tǒng)一的自動(dòng)化部署、統(tǒng)一控制的視角，可以通過(guò)SDN控制器對(duì)全局進(jìn)行應(yīng)用和定義，真正通過(guò)業(yè)務(wù)的視角跟網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行耦合，實(shí)現(xiàn)按需應(yīng)用的定義。由于這些設(shè)備由原來(lái)的強(qiáng)CPU、強(qiáng)轉(zhuǎn)發(fā)的形式變成弱CPU強(qiáng)轉(zhuǎn)發(fā)的形式，我們可以把原來(lái)的路由器通過(guò)現(xiàn)在交換機(jī)進(jìn)行替代，所以業(yè)界也是強(qiáng)調(diào)比較火的，之前有很多客戶在交流，就是通過(guò)交換機(jī)替代路由器在PCI互聯(lián)場(chǎng)景如何去做，這些也是我們看到的趨勢(shì)和變化，因?yàn)榭梢宰兿嘟当?，通過(guò)SDN控制器集中控制面提升效率。整個(gè)變化就是把核心控制起來(lái)，按照網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和業(yè)務(wù)需求進(jìn)行定義。

  目前這種架構(gòu)的變化有兩個(gè)關(guān)鍵性的要素技術(shù)支撐：一個(gè)就是所謂的軟路由SR業(yè)務(wù)，現(xiàn)在這張圖就是很簡(jiǎn)單的SR原理，原來(lái)MPRS整個(gè)的RSVP和LBP的協(xié)議站都是非常復(fù)雜的，現(xiàn)在通過(guò)SDN控制器統(tǒng)一進(jìn)行標(biāo)簽分配，選路、尋址、設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)都會(huì)變得異常簡(jiǎn)單，設(shè)備只需要知道一個(gè)包進(jìn)來(lái)以后壓了這么多的標(biāo)簽，1001到1007，比如第一個(gè)是1002，那就把包扔給1002，然后就是1005，所以選擇的簡(jiǎn)潔性和原則性更弱一些，設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)效率和能力以及對(duì)設(shè)備的要求更低一些，整個(gè)傳輸?shù)亩说蕉寺窂降哪芰涂煽氐哪芰?huì)增強(qiáng)，所以讓我們從SDN控制器的視角統(tǒng)一調(diào)整變得可能，按照業(yè)務(wù)需求調(diào)整變得可能。

  在此關(guān)鍵技術(shù)下帶來(lái)的幾項(xiàng)優(yōu)勢(shì)：首先就是簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，原來(lái)可能有些RCVP的方式，再就是整個(gè)這套架構(gòu)因?yàn)檗D(zhuǎn)發(fā)變得簡(jiǎn)單，所有的計(jì)算層面抽離出來(lái)，可以按需進(jìn)行編程。整個(gè)規(guī)模的擴(kuò)展能力也會(huì)得到增強(qiáng)，大家都知道路由器的擴(kuò)展沒(méi)有交換機(jī)擴(kuò)展能力那么簡(jiǎn)單方便、高性價(jià)比，所以整個(gè)規(guī)模的擴(kuò)展能力也會(huì)增強(qiáng)。這是支持剛才說(shuō)的架構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)之一，另外一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是現(xiàn)在的交互方式，設(shè)備和設(shè)備之間已經(jīng)把所有的控制層面全部提取到了SDN控制器，SDN控制器和設(shè)備之間的交互方式是什么?怎么告訴設(shè)備要做哪些事情?關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵協(xié)議到底是什么?總共分為兩層：一層是轉(zhuǎn)發(fā)層，一層是控制層。轉(zhuǎn)發(fā)層就是很多交換機(jī)的盒子，這些盒子拼接在一起要怎么做?靠什么協(xié)議下發(fā)?拓?fù)洳杉矫嫱ㄟ^(guò)LAS協(xié)議，運(yùn)行采集的時(shí)候是靠設(shè)備本身的SNMP和GRC序列化和反序列化的效率遠(yuǎn)比SNMP更高，所以我們收集出來(lái)一些更深入更全面的信息。

  再就是路徑下發(fā)，SDN控制器對(duì)設(shè)備下發(fā)的協(xié)議原來(lái)在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，現(xiàn)在這樣的DCI互聯(lián)的場(chǎng)景下我們會(huì)新增一些其它的協(xié)議，比如BGP或者PCEP等等，控制層之上其實(shí)還有一個(gè)層面就是應(yīng)用層，其實(shí)就和原來(lái)SNMP控制器的架構(gòu)模型很像，通過(guò)對(duì)控制層的統(tǒng)一應(yīng)用調(diào)度，我們可以把很多收集上來(lái)的信息、想要預(yù)處理的信息進(jìn)行處理，通過(guò)APP層面進(jìn)行統(tǒng)一處理和優(yōu)化，比如全局的故障模擬和流量調(diào)度，調(diào)度之后我們?cè)龠M(jìn)行路徑的下發(fā)，通過(guò)這樣的上收處理再下發(fā)的方式成為循環(huán)。我們這里比較特有的就是一些樣本模型，私有樣本和標(biāo)準(zhǔn)樣本，可以采用適配的方式進(jìn)行統(tǒng)一集成。

  剛才說(shuō)的兩個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)支撐核心理念的轉(zhuǎn)變，具體落地到底是什么樣子?這是新一代的DCI網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的互聯(lián)模型，主要分為兩塊：一塊就是所謂的內(nèi)網(wǎng)互聯(lián)骨干網(wǎng)，另一塊就是外網(wǎng)骨干網(wǎng)。剛才已經(jīng)說(shuō)過(guò)，現(xiàn)在很多客戶在做DCI互聯(lián)的骨干網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中都分平面，因?yàn)槲锢淼恼麄€(gè)冗余度更強(qiáng)，通過(guò)這樣分層的設(shè)計(jì)能夠更好地進(jìn)行路徑的調(diào)優(yōu)和適配。現(xiàn)在很多時(shí)候從慢的區(qū)域到城域網(wǎng)都靠EVP，然后再到同城互聯(lián)的時(shí)候通過(guò)SRTE，城市間互聯(lián)也是通過(guò)SRTE，包括再到同城互聯(lián)過(guò)去。內(nèi)網(wǎng)互聯(lián)的核心技術(shù)已經(jīng)在用SRTE做了，大部分的設(shè)備基本上都是通過(guò)交換機(jī)已經(jīng)替代路由器，但是在上面的外網(wǎng)骨干網(wǎng)，其實(shí)現(xiàn)在大部分的客戶還是采用交換機(jī)+路由器，就是混合的部署模型，有些節(jié)點(diǎn)還是因?yàn)檎麄€(gè)芯片的標(biāo)簽?zāi)芰蛯蛹?jí)約束條件，所以還是沒(méi)辦法完全把一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)路由器替代，相信未來(lái)發(fā)展到G3或者G4，88960或者88970出來(lái)之后這些場(chǎng)景也會(huì)被替代。

  現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)趨勢(shì)，外網(wǎng)骨干網(wǎng)需要大標(biāo)簽的場(chǎng)景下也在出現(xiàn)交換機(jī)替代路由器的場(chǎng)景，只不過(guò)現(xiàn)在還沒(méi)到那個(gè)時(shí)候，現(xiàn)在我們也發(fā)現(xiàn)了比例逐漸提高的變化。

  之前說(shuō)的很多都是架構(gòu)、變化和趨勢(shì)，以及帶來(lái)的訴求和技術(shù)的支撐，這些技術(shù)到底對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備本身對(duì)我們網(wǎng)絡(luò)廠家、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品需要做哪些事情?首先就是剛才說(shuō)的信息采集，需要收集很多信息提升整個(gè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控能力和網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的了解，這樣SDN控制器可以更好地收集這些信息進(jìn)行全網(wǎng)分析和指定相應(yīng)的路徑狀態(tài)，所以就需要流程和軟件信息的秒級(jí)和毫秒級(jí)監(jiān)控技術(shù)滿足。硬件監(jiān)控就需要快速檢測(cè)和切換機(jī)制保證，比如數(shù)據(jù)中心內(nèi)部常用的接入，SR、FR的環(huán)境下應(yīng)用沒(méi)有那么太多，毫秒級(jí)切換應(yīng)用相對(duì)更多來(lái)說(shuō)。再就是轉(zhuǎn)化面的承載，主要是SRPE來(lái)做支撐，再就是服務(wù)質(zhì)量，原來(lái)很多數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)其實(shí)都是靠HQS方式去做，現(xiàn)在下放交換和路由這樣的變化和事態(tài)，其實(shí)我們也需要有些路徑QS的方式去做支撐。最后就是整個(gè)交付方式，這也是剛才說(shuō)的很多關(guān)鍵技術(shù)之一，比如我們需要采用這種開(kāi)放的、快速的標(biāo)準(zhǔn)交付方式，比如現(xiàn)在炒得比較多的GRPC，原來(lái)用得比較多的OC-YANG承載。

  以上品類(lèi)的要求最終會(huì)導(dǎo)致一個(gè)狀態(tài)，就是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備就像一個(gè)士兵，既能聽(tīng)從指揮，也能單兵作戰(zhàn)，就是可以達(dá)到這樣的效果，所謂的DCI互聯(lián)新一代網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性才能更強(qiáng)。

  DCI網(wǎng)絡(luò)近期還有什么可見(jiàn)的變化和發(fā)展?協(xié)議方面現(xiàn)在越來(lái)越多是用SRv6，整個(gè)可編程能力更強(qiáng)一些，設(shè)備上有很多客戶端交換機(jī)采用高密度接口來(lái)做互聯(lián)，監(jiān)控能力就是時(shí)延、丟包等可視化能力顯著增強(qiáng)，原來(lái)很多設(shè)備都是黑盒，我們現(xiàn)在要去黑盒，所以也有很多協(xié)議支撐，最后就是交互協(xié)議，除了GRPC之外也是越來(lái)越多在SDN和交換機(jī)之間來(lái)做DCI場(chǎng)景下的新的改造之后的交互協(xié)議，相信這些協(xié)議也會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)交付效率和交付能力進(jìn)一步提升。