多業務廣域網解決方案
發布時間: 2015-04-15

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一、多業務網絡建設面臨的挑戰

國家電網在“十二五”期間,繼承了“十一五”的SG186工程的建設成果,建設十大業務應用,覆蓋“三集五大”管理體系。至今,十類業務應用涵蓋了幾十種子業務,每種業務都各有所求。例如:ERP等關鍵業務帶寬需求適當,但必須可靠傳送;云計算、文件共享等允許時延,丟包,帶寬需求變化大。當所有業務跑在同一個管道,如果不加以管理,使用效率很可能無法達到預期。

基于多業務的這種網絡,之前關注的是性能。我們的平臺能夠完全支撐高性能的網絡承載,但這僅是建設多業務網絡的第一步。

在一個多業務網絡里,我們其實更需要的是各項功能的靈活支撐,這樣才能更好地開展業務,未來在擴展業務的過程中,我們可以針對每個業務進行詳細設計和規劃。

為保障多業務的快速開展,需要對網絡進行詳細的設計。這里面我們通過五個方面來考慮,進行詳細的溝通和規劃。包括業務的可靠性、擴展性、可視性,以及業務的質量保障和在客戶體驗方面的業務優化。

二、解決方案與客戶收益

1、業務可靠性

(1)毫秒級容災技術,保障業務可用性

廣域網容災保障組網

  • 虛擬交換單元(VSU,Virtual Switch Unit)虛擬化技術,實現關鍵節點雙活熱備,省去故障發生后的路由收斂時間
  • 結合快速重路由(FRR)技術預備?;ぢ肪?,雙向轉發檢測(BFD)機制實現鏈路10ms檢測
  • 實現網絡故障50ms切換,用戶無感知

(2)智能鏈路負載均衡,提升網絡可靠性

基于負載進行流量分配:基于網絡負載,為業務流選擇輕載鏈路(例如:鏈路1負載50%,鏈路2負載10%,新業務流自動選擇鏈路2);出口流量超過閾值,將原業務流切換至輕載接口(例如:鏈路1負載超過80%,部分業務切換至鏈路2);為關鍵業務指定出口,出口故障時無縫切換至其他鏈路。

智能的狀態感知:當廣域網鏈路數多于三條,鏈路調整策略以指數級倍增。通過邏輯算法找到平衡,智能感知鏈路狀態,實現不同的廣域網流量管理策略。

(3)光纖不足時實現AB平面備份復用,保障用戶業務不中斷

帶寬AB面備份鏈路規劃圖

光纖資源不足時,如果兩張網復用備份專線,可在備份線路上啟用負載均衡:A平面或B平面主鏈路故障時,切換到備用鏈路,且獨享全部帶寬;A平面和B平面的主鏈路均發生故障時,切換到備用鏈路,根據預先設定的策略,分享帶寬。

2、業務擴展性

(1)多核平臺實現靈活的業務支撐

多核CPU靈活分擔業務,同時并發處理。對不同的應用業務模型,采用差異化策略,將多核處理器上每個CPU的運算能力統籌發揮。

所有業務功能通過軟件實現,可隨業務變化靈活疊加功能點,每張業務板卡均支持全業務處理,省去多業務卡的購置成本。

(2)快速流量交換(X-Flow)保障多業務承載,業務疊加性能無損

快速流量交換路徑圖

快速流量交換(X-Flow)技術融合訪問控制列表(ACL)、策略路由(PBR)、網絡地址轉換(NAT)、狀態檢測、服務質量(QoS)、流量管理、安全日志等業務,實現多業務并行高速處理。

快速流量交換(X-Flow)核心在于整合多業務共同特征,避免多業務融合情況下設備性能的急劇下降,提高用戶的投資收益。任意疊加業務,設備性能不會下降。

3、業務可視性

(1)IP數據流信息輸出(IPFIX)數據流輸出,基于業務的流量可視

網絡中有什么業務,是哪些人在使用,它的合法性如何、流量大小是多少,后期如何調整帶寬、改善資源分配,這些在以往都是盲區。RG-RSR路由器系列內置流量可視化功能,將所有的鏈路流量監控信息通過標準的IP數據流信息輸出(IPFIX)協議報文進行輸出,使全網流量變得透明??鬒P數據流信息輸出(IPFIX)后,實時1:1采集全網流量,分析業務流量,且性能無損。

(2)開放式綜合運維管理平臺,精細化流量可視

綜合運維平臺RIIL能夠以圖形化界面呈現整體流量,進行實時監控。比如各節點、各鏈路的流量特征,上下行的流量信息,帶寬速率、帶寬利用率等等。并且能夠提供多維視角的分析,從接口流量、應用流量、終端流量、多協議標記轉換虛擬專網(MPLS VPN)流量等多種維度輸出報表,為管理者決策提供準確依據。

RSR系列路由器與綜合運維平臺RIIL聯動,通過IP數據流信息輸出(IPFIX)流輸出,流量呈現和業務分析更加全面和精準。這樣根據我們獲知的情況,可在路由器上進行訪問控制列表(ACL)+分層QoS(Hqos)的流控策略調整,基于部門、用戶、業務等元素進行層次化保障,拒絕“非法流量”,抑制非關鍵業務。

4、業務質量保障

(1)全系支持分層QoS(Hqos)嵌套,與業務架構契合

分層QoS(Hqos)嵌套式帶寬管理

分層QoS(Hqos)嵌套式帶寬管理可高達五級,匹配業務??榻芯阜峙?,根據不同的業務需求,比如對于抖動的要求、對于延時的要求,來進行分類的業務保障。通過分層QoS(Hqos)的每用戶帶寬保障算法,解決每用戶及用戶業務優先級問題。

(2)網絡質量分析技術,實時掌控網絡性能

通過網絡質量分析,實時對網絡性能進行探測和統計,可以對響應時間、網絡抖動、丟包率等網絡信息進行探測和統計。

一方面與Track和應用??榱?,實時監控網絡狀態的變化;另一方面通過發送測試報文,為用戶提供網絡性能參數。這一功能會實時探測網絡狀態的變化,為用戶提供HTTP總時延、TCP&FTP的連接時延、文件傳輸速率等性能參數。當業務運行不穩或出現延時,能夠進行故障定位和分析,來判斷問題的出處。

5、業務體驗優化

(1)視頻傳輸優化技術,高清視頻流暢體驗

隨著線路監控、營業廳和變電站視頻業務的迅猛發展,視頻監控系統的應用范圍日益廣泛,例如物資視頻監控、變電站視頻監控、供電營業廳視頻監控等。

在廣域網傳輸的過程中,帶寬不足會導致視頻卡頓、延時等問題出現,影像視頻業務質量。銳捷在網絡層面對視頻業務的信元進行傳輸優化和緩存,消除廣域網鏈路抖動引起的卡頓,為高清監控場景提供流暢體驗。通過流量整形功能,以及秒級的緩存技術,我們能夠獲得平滑、流暢的監控圖像,保障高清視頻的效果。

(2)通過TCP/IP協議優化,實現廣域網鏈路加速

國家電網公司的廣域網鏈路雖然均為專線傳輸,但由于一些物理限制,有些地方跳數較多,導致延時較大。這時我們就會發現,其實網絡帶寬≠業務質量,雖然帶寬很足,但業務質量卻不佳。這與TCP協議自身的局限性有關:TCP是個很老的協議,它的誕生主要是提供了更可靠的握手機制,而不是為了快速傳輸。因而它有小型初始化窗口、擁塞控制、慢啟動這一系列的機制,在可靠傳輸的同時卻影響了速率。

在銳捷解決方案中,通過TCP代理,解決TCP協議鏈路利用率不高問題。通過彈性帶寬,實時感知鏈路帶寬變化,從而調整TCP發送,提高TCP傳輸效率;保障業務服務質量(QoS),保障客戶的關鍵業務;解決因線路跳數過多,產生的質量下降,延時增高問題。

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