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CR19000集群路由器關鍵技術解析

【發布時間:2020-12-09】

一、引言

新興技術領域,5G、物聯網、AR/VR使接入終端類型變得多種多樣,終端數量也呈現指數級增加。4K & 8K視頻、BOB登陆 、bobty下载软件 、大數據、區塊鏈等新一代信息產業的迅速興起帶來網絡流量激增。終端數量的增加和業務流量的增長對網絡帶寬、時延提出更高要求。

當前國內電信運營商數據業務發展的趨勢是骨幹網流量保持快速增長,時延不斷降低;移動互聯網流量迅猛增長,流量比例不斷提升,互聯網流量逐步向IDC彙聚;雲互聯服務急劇增長。這些趨勢也推動骨幹網向更加穩定可靠,超寬承載應對數據洪流,按需部署、網絡隨需而動的方向發展。

二、骨幹網重器——集群路由器CR19000

從1997年推出中國自主知識產權的較早的企業級路由器到現在,H3C路由器產品線經過20多年的持續的研發投入和技術創新曆程,目前已經形成了業界最全的路由器產品線。2007年H3C發布了較早的自主研發的高端路由器,預示著H3C成為世界上少數擁有高端路由器產品和技術的廠商之一。2017年在Navigate領航者峰會上正式發布了雲化集群路由器CR19000。

CR19000集群路由器提供了密度100G以太網接口,支持12框集群,最多可以擴展至72框集群,這使得CR19000成為當前全球同類產品中的佼佼者。而像Cable背板、芯片出光、智能風扇微模塊等創新的硬件架構,使得CR19000在麵對未來網絡的應用發展可以遊刃有餘。

集群技術——無限擴展升級

集群路由器是電信運營商進行IP骨幹網擴容時最有效的解決方案。相比於提高單台設備的容量或者改變網絡結構方式,集群路由器可以在不中斷業務、不改變網絡架構的前提下,更便捷地滿足業務高速增長、網絡性能及容量提升的需求。

CR19000集群路由器支持3+12集群單機、背靠背集群,是業界首家推出T級3+12集群係統,最大可以擴展至72框集群,使得CR19000成為當前全球同類產品中的佼佼者,可支持千萬家庭同時在線觀看4K視頻。

CR19000支持多種集群模式,可以支持背靠背、2+6、3+12等多種集群規格,最大支持12框級聯,未來可以繼續升級擴展至72框。

背靠背集群

CR19000-20背靠背集群係統

背靠背係統由兩台線卡框組成,分別稱為主框與從框。

缺省情況下,框ID為1的線卡框為主框,主框集中管理係統的所有設備。主框的主用主控板為背靠背係統的主用主控板,主框和從框的所有部件(包括單板、電源、風扇)都向主用主控板注冊。

缺省情況下,框ID 為2 的線卡框為從框,從框的主控板功能盡量簡化,除作為管理通道外,也支持必要的調試診斷功能。

背靠背係統的主用主控板和係統的備用主控板均在主框上,主框和從框可通過命令行或事件觸發主備倒換。主框和從框功能的劃分,提高了整個係統的可靠性和可管理性。

多框集群

CR19000-20 2+6集群係統

N+M集群,是有N台交換框與M台線卡框構成的集群。

交換框是獨立的硬件設備,無業務口。交換框采用專門的交換矩陣卡來完成矩陣交換;交換框和線卡框之間的連接區分控製通道和數據通道,分別完成集群係統控製平麵跨框連接和數據平麵跨框交換。線卡框是普通的單框產品設備,通過增加集群交換網板,來完成與交換框的數據通道連接。對於跨框流量交換,用戶流量在線卡框的業務板上被切分成可變大小的信元,通過源線卡框上的交換網板、交換框上的交換網板、目的線卡框上的交換網板最終到達目的業務線卡,業務線卡再將信元重組為報文。

芯片出光——一枚硬件上的舞蹈

CR19000具備超高的轉發性能,尤其是多框集群時,對集群級聯網板的性能提出了非常高的要求,CR19000的集群級聯板卡可以提供10T以上的轉發能力,傳統方式已經遠遠不能提供這種需求,按照傳統的方式,以100G接口舉例,需要每一塊集群級聯板卡提供100個以上的100G以太網接口,這樣的端口密度,對設備的規劃、部署、維護提出了非常大的考驗。

CR19000創新的采用了芯片出光技術,將高速矽光集成到芯片中,實現了電信號到光信號的跨越式發展,在一枚一元硬幣的麵積上,可以提供高達300G的轉發能力,性能是目前業界水平的3倍,相對於業界主流的集群級聯接口,可以降低60%的功耗,減少70%的集群框間光纖連接數量,提升性能的同時極大的降低了設備的部署和維護工作量。

Cable背板——一粒米內藏世界,連接器上定乾坤

CR19000目前支持18端口100G端口的板卡,後續可以平滑升級到8T的能力,這對設備的擴展性提出了很高的要求,傳統的路由器采用PCB的方式,在高速信號傳輸、信號串擾上已經無法滿足要求,CR19000采用的Cable技術,可以將高速信號的質量提升7倍,整機容量提升100%。

CR19000的Cable背板具備高性能和高擴展能力,Cable背板有上千根的Serdes線纜,這就對CR19000上交換網板和業務板卡的連接器提出了非常高的要求。CR19000的連接器上,在不足0.0006平米的麵積上,可以傳遞上T級的流量,需要連接上百根的Cable線纜,而每根線纜的連接,都是在借助高倍放大鏡的情況下完成,是CR19000最為精密的部分,堪稱CR19000上的米雕工藝。

SR/SRv6能力——適配多樣化業務需求

CR19000是麵向雲時代的智能路由平台,提供SR/SRv6能力,幫助用戶實現從mpls向SR/SRv6的平滑演進。麵對5G及雲時代的業務多樣化需求,滿足業務快速開通、端到端的布放和個性化承載,提升用戶體驗。

麵向SDN設計——開放網絡架構,靈活調用資源

CR19000采用麵向SDN的構架設計,全麵支持SDN技術,提供多種北向協議接口與外部係統相連,使設備可以與SDN控製器進行全方位的交互,便於客戶可以根據自己的應用需求精準控製的網絡資源,極大提升客戶網絡的運行效率。

網絡設備層:

主要由路由器組成,完成業務的接入及高速轉發。提供業務承載能力並提供北向接口接受控製層控製,提供網絡信息和業務流量信息給控製層便於監控和管理網絡。

管理控製層:

SNA係統作為方案架構的核心部件,實現方案的網絡自動化、流量智能調度、智能化運維等關鍵能力。SNA係統主要由SNACenter、SeerEngine(控製器)、SeerAnalyzer(分析器)組成。

SNACenter作為SNA架構中的編排層,負責係統管理編排。包括控製器與分析器的統一界麵編排、硬件資源管理、分析策略與管理控製策略交互等能力。SNACenter對外提供統一的北向接口,並支持跨場景業務編排能力。

SeerEngine(控製器)提供運維、管控、可視等方麵的能力。控製器提供南向接口完成設備的管理控製能力與基礎的運維能力。

SeerAnalyzer(分析器)提供智能分析能力,通過結合大數據、AI等工具手段進行全網信息收集(包括網絡流量、質量、關聯事件及告警信息等),進行數據鑽取及挖掘,向用戶呈現網絡中最核心的價值元素,協助用戶進行IT決策,輔助業務轉型;另一方麵智能網絡應具備靈活簡單的意圖執行能力,盡可能屏蔽或抽象網絡基礎設施(如接入鏈路、設備形態等),提供虛擬化網元及網絡服務。根據業務、網絡運行狀況,提供簡單的圖形化操作界麵及入口,簡化用戶網絡運維難度。

管理編排層:

根據客戶和業務的不同會完成不同功能。不同場景可以是第三方集成編排器,也可以是用戶完成編排器開發。

直通式風道——高效散熱,環保節能

傳統設備采用Z型、U型、L型和C型風道設計,在每一個轉彎處都存在風力下降情況,風速損耗較大,散熱效率低,已經無法滿足高性能設備對散熱的需求。

CR19000采用直通式風道和微模塊設計來滿足對散熱的訴求。直通式風道采用直進直出的散熱方式,可以保障風量和風速幾乎無損失,散熱效率高,確保設備內的關鍵器件的散熱。微模塊設計,CR19000一共采用33個獨立的風扇單元,可以保障風道無盲區,並且每個風扇單元都可以根據設備的功耗情況進行智能調速,有效的降低設備的能耗。相對於傳統設備,CR19000可以降低50%的設備功耗。

三、BOB登陆 CR19000較佳實踐

2019年,BOB登陆 集群路由器CR19000-20通過中國移動、中國聯通、中國電信集采測試,並成功中標電信核心路由器標段,首次集采入圍即應用於中國電信城域網核心關鍵業務場景,已在廣東等省電信部署應用。同時CR19000落地江蘇廣電、廣東廣電、浙江華通、山東廣電,證明BOB登陆 已具備IP數據通信業界最高技術水平,其高可靠性滿足運營商市場電信級品質要求,具備參與運營商最高價值領域的IP數據通信建設。

l 較佳實踐---江蘇廣電IP骨幹網

江蘇廣電IP骨幹網承載全省的互動電視、大客戶專網、IP數據、寬帶業務等各類業務,骨幹網的核心路由器與各地市的邊緣路由器互聯,需學習全網路由器,因此核心路由器需要具備高性能、大表項、高可靠性、高可用性。

BOB登陆 助力江蘇廣電完成IP骨幹網核心路由器二平麵建設,CR19000支持集群技術,為骨幹網提供了高性能、高可靠性,提供豐富的路由策略及QOS策略,保障不同種類業務的服務質量。

較佳實踐---廣州有線IP城域網

廣州有線IP城域網承載全市40萬互動視頻、寬帶用戶及大量政企VPN業務,流量規模大。城域網核心路由器上聯省幹網核心路由器、IDC,下聯全市數十個分前端機房彙聚路由器以及BRAS設備,完成各類業務流量的南北向轉發,同時通過MPLS VPN對各類業務實現邏輯隔離。

城域網擴容采用2台CR19000-20,支持對原有萬兆網絡升級為100G網絡,滿足未來4K/VR/AR、5G等新業務對高帶寬需求;CR19000支持SDN和SR/SRv6,可支撐城域網和省幹網未來全網實現SDN集中化的業務智能調度,部署SR/SRv6簡化並優化現網的MPLS VPN業務。

較佳實踐---上海有孚出口路由器

上海有孚網絡股份有限公司創立於2001年,是企業級bobty下载软件 運營商,有孚網絡主營業務是為全國中大型客戶提供豐富的bobty下载软件 數據中心服務。數據中心的出口對於提供IDC服務的質量起著重要作用。有孚網絡的IDC出口具有業務種類多、流量大且多出口,與電信、聯通、移動、教育、長寬等多家運營商互聯,並且引入全網路由等特點。出口設備還需配合流量清洗設備完成清洗和監控,因此出口位置對出口路由器的性能要求非常高。

目前有孚網絡出口采用一對H3C的CR19000設備作為出口路由器,單槽位提供1.2T的轉發能力,滿足IDC對高性能及擴展的需求;提供千萬級路由表項,輕鬆應對路由重載場景;支持豐富的路由特性和路由策略,配合流量清洗設備,完成流量的牽引。

CR19000集群路由器不僅廣泛服務於運營商的骨幹節點、運營商城域網核心節點,在百度、搜狐等互聯網企業,北京政務外網、南京政務外網、浙江等政府部門、醫療、電力、教育等行業的大型數據中心互聯節點、出口核心位置均有廣泛應用。

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