銳捷網(wǎng)絡宋子航：數(shù)據(jù)中心DCI互聯(lián)的發(fā)展和實踐

  ICC訊 中國IDC圈訊，開放數(shù)據(jù)中心峰會(ODCC2020)在北京召開，峰會圍繞數(shù)據(jù)中心新基建為主題，有數(shù)據(jù)中心領域及相關行業(yè)的眾多專家與會在9月16日網(wǎng)絡分論壇上，銳捷網(wǎng)絡股份有限公司數(shù)據(jù)中心交換產(chǎn)品事業(yè)部首席架構師宋子航以《數(shù)據(jù)中心DCI互聯(lián)的發(fā)展和實踐》為題向參會嘉賓做了分享。

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

  宋子航：各位在場的朋友和嘉賓，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話題，就是DCI互聯(lián)。

  首先來看DCI最近幾年的一些變化，首先是網(wǎng)絡設備的基礎盒子，原來多地的數(shù)據(jù)中心基本上都是靠路由器連接起來，現(xiàn)在我們看到的趨勢是用交換機替代路由器把多個數(shù)據(jù)中心連接起來。通過這樣的一個變化，能夠變相地把多個數(shù)據(jù)中心帶寬提高，并把成本降低，組建一個更加高性價比的網(wǎng)絡。可以看到整個變化趨勢就是設備短化、功能簡化。原來其實都是協(xié)議本身，采用分布式的多地數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡架構在做互聯(lián)，比如MPLS+TE，相對來說自由性比較高，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸進行開放，現(xiàn)在已經(jīng)形成了SR-TE技術。原來沒有所謂的SDN，現(xiàn)在把所有控制鏈提取出來放在控制平面，能夠給用戶一個集中的視角，對于整個路徑、業(yè)務進行按需的編排，所以我們看到的變化就是針對開放性網(wǎng)絡技術SDN是一個簡化運維的訴求。

  剛才說了單個數(shù)據(jù)中心，多個數(shù)據(jù)中心原來可能局限于國內(nèi)或者全球一些少量的節(jié)點，現(xiàn)在我們看到大部分都是全球化的態(tài)勢，接入方式也由原來的單平面演變成了多平面，可能原來只有一個平面，現(xiàn)在是有外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)DCI互聯(lián)，通過多個平面的方式更好地提供一個業(yè)務交付。早些年帶寬能力相對來說只局限于萬兆的水平，隨著現(xiàn)在我們把控制面提升，然后用交換機替代路由器，整個接口形態(tài)會由交換機的大帶寬、大規(guī)模組網(wǎng)變成100G/400G組網(wǎng)，可以看到帶寬和規(guī)模也是不斷擴大的。

  核心趨勢就是DCI互聯(lián)在當今、當前的變化是網(wǎng)絡設備的功能簡化，這樣的變化帶來的挑戰(zhàn)是什么?又給用戶帶來哪些核心訴求?首先就是整個帶寬化規(guī)模的不斷擴大，運維的SDN化和整體簡化，再就是設備功能的簡化。在此趨勢下，客戶主要的訴求就是三個方面：首先是低成本的擴容訴求，通過所有的計算面提取出來，轉發(fā)放到交換機的設備去做，這樣的話可以更好地降低整個擴容成本，其實可以變相地降本提效。整個業(yè)務強訴求就是通過這樣控制面的提取，就是把統(tǒng)一的控制面交給用戶，最終用戶可以通過業(yè)務的分析以及自定義，針對這個業(yè)務按需構建需要的路徑，能夠讓整個調整業(yè)務路徑的能力、推廣和控制的能力得以增強。再就是整體網(wǎng)絡運維的簡化，剛才說過統(tǒng)一到其中的SDN控制器，把控制面提取出來以后能夠讓網(wǎng)絡的部署可用性相對來講增強。因此從這三個維度來看，可以看到大的趨勢變化下客戶的降本提效好運維的訴求。

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

  所有的控制面全部集中在SDN控制器，通過這樣的變化集中+分布式的控制，可以實現(xiàn)的效果就是統(tǒng)一的自動化部署、統(tǒng)一控制的視角，可以通過SDN控制器對全局進行應用和定義，真正通過業(yè)務的視角跟網(wǎng)絡進行耦合，實現(xiàn)按需應用的定義。由于這些設備由原來的強CPU、強轉發(fā)的形式變成弱CPU強轉發(fā)的形式，我們可以把原來的路由器通過現(xiàn)在交換機進行替代，所以業(yè)界也是強調比較火的，之前有很多客戶在交流，就是通過交換機替代路由器在PCI互聯(lián)場景如何去做，這些也是我們看到的趨勢和變化，因為可以變相降本，通過SDN控制器集中控制面提升效率。整個變化就是把核心控制起來，按照網(wǎng)絡狀態(tài)和業(yè)務需求進行定義。

  目前這種架構的變化有兩個關鍵性的要素技術支撐：一個就是所謂的軟路由SR業(yè)務，現(xiàn)在這張圖就是很簡單的SR原理，原來MPRS整個的RSVP和LBP的協(xié)議站都是非常復雜的，現(xiàn)在通過SDN控制器統(tǒng)一進行標簽分配，選路、尋址、設備轉發(fā)都會變得異常簡單，設備只需要知道一個包進來以后壓了這么多的標簽，1001到1007，比如第一個是1002，那就把包扔給1002，然后就是1005，所以選擇的簡潔性和原則性更弱一些，設備的轉發(fā)效率和能力以及對設備的要求更低一些，整個傳輸?shù)亩说蕉寺窂降哪芰涂煽氐哪芰鰪?，所以讓我們從SDN控制器的視角統(tǒng)一調整變得可能，按照業(yè)務需求調整變得可能。

  在此關鍵技術下帶來的幾項優(yōu)勢：首先就是簡化網(wǎng)絡，原來可能有些RCVP的方式，再就是整個這套架構因為轉發(fā)變得簡單，所有的計算層面抽離出來，可以按需進行編程。整個規(guī)模的擴展能力也會得到增強，大家都知道路由器的擴展沒有交換機擴展能力那么簡單方便、高性價比，所以整個規(guī)模的擴展能力也會增強。這是支持剛才說的架構轉型的關鍵技術之一，另外一個關鍵技術就是現(xiàn)在的交互方式，設備和設備之間已經(jīng)把所有的控制層面全部提取到了SDN控制器，SDN控制器和設備之間的交互方式是什么?怎么告訴設備要做哪些事情?關鍵技術、關鍵協(xié)議到底是什么?總共分為兩層：一層是轉發(fā)層，一層是控制層。轉發(fā)層就是很多交換機的盒子，這些盒子拼接在一起要怎么做?靠什么協(xié)議下發(fā)?拓撲采集方面通過LAS協(xié)議，運行采集的時候是靠設備本身的SNMP和GRC序列化和反序列化的效率遠比SNMP更高，所以我們收集出來一些更深入更全面的信息。

  再就是路徑下發(fā)，SDN控制器對設備下發(fā)的協(xié)議原來在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，現(xiàn)在這樣的DCI互聯(lián)的場景下我們會新增一些其它的協(xié)議，比如BGP或者PCEP等等，控制層之上其實還有一個層面就是應用層，其實就和原來SNMP控制器的架構模型很像，通過對控制層的統(tǒng)一應用調度，我們可以把很多收集上來的信息、想要預處理的信息進行處理，通過APP層面進行統(tǒng)一處理和優(yōu)化，比如全局的故障模擬和流量調度，調度之后我們再進行路徑的下發(fā)，通過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，私有樣本和標準樣本，可以采用適配的方式進行統(tǒng)一集成。

  剛才說的兩個關鍵性技術支撐核心理念的轉變，具體落地到底是什么樣子?這是新一代的DCI網(wǎng)絡架構的互聯(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)說過，現(xiàn)在很多客戶在做DCI互聯(lián)的骨干網(wǎng)絡當中都分平面，因為物理的整個冗余度更強，通過這樣分層的設計能夠更好地進行路徑的調優(yōu)和適配?，F(xiàn)在很多時候從慢的區(qū)域到城域網(wǎng)都靠EVP，然后再到同城互聯(lián)的時候通過SRTE，城市間互聯(lián)也是通過SRTE，包括再到同城互聯(lián)過去。內(nèi)網(wǎng)互聯(lián)的核心技術已經(jīng)在用SRTE做了，大部分的設備基本上都是通過交換機已經(jīng)替代路由器，但是在上面的外網(wǎng)骨干網(wǎng)，其實現(xiàn)在大部分的客戶還是采用交換機+路由器，就是混合的部署模型，有些節(jié)點還是因為整個芯片的標簽能力和層級約束條件，所以還是沒辦法完全把一些關鍵節(jié)點路由器替代，相信未來發(fā)展到G3或者G4，88960或者88970出來之后這些場景也會被替代。

  現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)了一個趨勢，外網(wǎng)骨干網(wǎng)需要大標簽的場景下也在出現(xiàn)交換機替代路由器的場景，只不過現(xiàn)在還沒到那個時候，現(xiàn)在我們也發(fā)現(xiàn)了比例逐漸提高的變化。

  之前說的很多都是架構、變化和趨勢，以及帶來的訴求和技術的支撐，這些技術到底對網(wǎng)絡設備本身對我們網(wǎng)絡廠家、網(wǎng)絡產(chǎn)品需要做哪些事情?首先就是剛才說的信息采集，需要收集很多信息提升整個對網(wǎng)絡的監(jiān)控能力和網(wǎng)絡現(xiàn)狀的了解，這樣SDN控制器可以更好地收集這些信息進行全網(wǎng)分析和指定相應的路徑狀態(tài)，所以就需要流程和軟件信息的秒級和毫秒級監(jiān)控技術滿足。硬件監(jiān)控就需要快速檢測和切換機制保證，比如數(shù)據(jù)中心內(nèi)部常用的接入，SR、FR的環(huán)境下應用沒有那么太多，毫秒級切換應用相對更多來說。再就是轉化面的承載，主要是SRPE來做支撐，再就是服務質量，原來很多數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)其實都是靠HQS方式去做，現(xiàn)在下放交換和路由這樣的變化和事態(tài)，其實我們也需要有些路徑QS的方式去做支撐。最后就是整個交付方式，這也是剛才說的很多關鍵技術之一，比如我們需要采用這種開放的、快速的標準交付方式，比如現(xiàn)在炒得比較多的GRPC，原來用得比較多的OC-YANG承載。

  以上品類的要求最終會導致一個狀態(tài)，就是網(wǎng)絡設備就像一個士兵，既能聽從指揮，也能單兵作戰(zhàn)，就是可以達到這樣的效果，所謂的DCI互聯(lián)新一代網(wǎng)絡穩(wěn)定性才能更強。

  DCI網(wǎng)絡近期還有什么可見的變化和發(fā)展?協(xié)議方面現(xiàn)在越來越多是用SRv6，整個可編程能力更強一些，設備上有很多客戶端交換機采用高密度接口來做互聯(lián)，監(jiān)控能力就是時延、丟包等可視化能力顯著增強，原來很多設備都是黑盒，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之外也是越來越多在SDN和交換機之間來做DCI場景下的新的改造之后的交互協(xié)議，相信這些協(xié)議也會對網(wǎng)絡交付效率和交付能力進一步提升。