多業務廣域網解決方案
廣域網根據網絡使用類型的不同可以分為公共傳輸網絡、專用傳輸網絡和無線傳輸網絡。
公共傳輸網絡:一般是由政府電信部門組建、管理和控制,網絡內的傳輸和交換裝置可以提供(或租用)給任何部門和單位使用。
公共傳輸網絡大體可以分為兩類:
電路交換網絡,主要包括公共交換電話網(PSTN)和綜合業務數字網(ISDN)。
分組交換網絡,主要包括X.25分組交換網、幀中繼和交換式多兆位數據服務(SMDS)。
專用傳輸網絡:是由一個組織或團體自己建立、使用、控制和維護的私有通信網絡。一個專用網絡起碼要擁有自己的通信和交換設備,它可以建立自己的線路服務,也可以向公用網絡或其他專用網絡進行租用。
專用傳輸網絡主要是數字數據網(DDN)。DDN可以在兩個端點之間建立一條永久的、專用的數字通道。它的特點是在租用該專用線路期間,用戶獨占該線路的帶寬。
無線傳輸網絡:主要是移動無線網,典型的有GSM和GPRS技術等。
以下是常見的廣域網類型通信網:
公用電話網。用電話網傳輸數據,用戶終端從連接到切斷,要占用一條線路,所以又稱電路交換方式,其收費按照用戶占用線路的時間而決定。在數據網普及以前,電路交換方式是最主要的數據傳輸手段。
公用分組交換數據網。分組交換數據網將信息分“組”,按規定路徑由發送者將分組的信息傳送給接收者,數據分組的工作可在發送終端進行,也可在交換機進行。每一組信息都含有信息目的的“地址”。分組交換網可對信息的不同部分采取不同的路徑傳輸,以便最有效地使用通信網絡。在接收點上,必須對各類數據組進行分類、監測以及重新組裝。
數字數據網。它是利用光纖(或數字微波和衛星)數字電路和數字交叉連接設備組成的數字數據業務網,主要為用戶提供永久、半永久型出租業務。數字數據網可根據需要定時租用或定時專用,一條專線既可通話與發傳真、也可以傳送數據,且傳輸質量高。
多業務廣域網解決方案
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,全面覆蓋“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,之前最關注的是性能。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,全方位保障業務可用性
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)技術預備保護路徑,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,保障99.999%的網絡可用性
(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。通過獨有的邏輯算法找到最佳平衡,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
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至極致。
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(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,提高用戶的投資回報。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。開啟IP數據流信息輸出(IPFIX)后,實時1:1采集全網流量,精準分析業務流量,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100%契合
分層QoS(Hqos)嵌套式帶寬管理可高達五級,匹配業務模塊進行精細分配,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和應用模塊聯動,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,能夠進行精準的故障定位和分析,來判斷問題的出處。
5、業務體驗優化
(1)視頻傳輸優化技術,保證高清視頻流暢體驗
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。
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( 發表人:龔婷 )