Sakaru Pasaule - Žurnāls par
modernām komunikācijām

  
  


Atpakaļ Jaunais numurs Arhīvs Par mums Meklēšana

Alcatel 7750 pakalpojumu maršrutētājs

   

With the constantly evolving state of IP standards, service providers are demanding future-proof routers with solid investment

 

IP standartiem pastāvīgi attīstoties, aug pieprasījums pēc investīciju drošiem maršrutētājiem. Iespējamā atbilde – pilnīgi programmējams ātrgaitas (10 Gbit/s) kanāls Alcatel 7750 Service Router (SR) pakalpojumu maršrutētājā. Kādi ir šādas pieejas ekonomiskie pamatojumi, tehniskās problēmas un risinājuma kompromisi?

 

Tīkla kapitālieguldījumu atdeves palielināšanai pakalpojumu sniedzēji pievēršas uz pakešu pārraidi bāzēta tīkla arhitektūrai, kur pārraide notiek pa vienotu IP/daudzprotokolu (MPLS) infrastruktūru, nodrošinot visdažādākos pakalpojumus:

·         tiešu piekļuvi internetam;

·         Ethernet, FR un virtuālo nomāto līniju pakalpojumus (VLLS);

·         BGP/MPLS VPN (RFC2547bis);

·         virtuālo privāto lokālo tīklu servisu (VPLS);

·         BGP/ MPLS.

 

Zīm. Elastīga, programmējama 10 Gbit/s trakta vienkāršota arhitektūra.

 

Viens maršrutētāja ports kāda pakalpojuma (piemēram, Layer 2 martini draft) sniegšanai ‑ paketes var vienkārši komutēt no ieejas uz ieejas tuneli, izmantojot MPLS iezīmes, turpretī paketes uz šī paša porta, kuras ir pakalpojuma daļa (piemēram, IP-VPN), var atvērt (de-encapsulate) privātā maršrutējamā tīklā (VPRN, piemēram, RFC2547bis) IP paketes pārsūtīšanas lēmuma pieņemšanai. Turklāt slodzes vadības politika šīm divām pakalpojumu paketēm var pilnīgi atšķirties. Īsts pakalpojumu maršrutētājs ļaus vienlaikus izmantot daudzas tuneļtehnoloģijas (GRE vai MPLS [LSP] u.c.) — gan tīklā, gan, iespējams, katrā pakalpojumā.

Sistēmu arhitekti atzinuši, ka nav praktiski censties panākt, lai uz ASIC bāzēta pārsūtīšanas aparatūra uzturētu neskaitāmu pakešu manipulāciju daudzumu, kas nepieciešams IP/MPLS balstītu pakalpojumu sniegšanai. Tā vietā projektētāji radījuši dažādas programmējamu procesoru formas izmantošanai ātrgaitas traktā. Diemžēl lielākajā daļā izstrādņu pāreja no ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) uz komponentiem, kuros izmanto vispārējas nozīmes procesorus, atstāj negatīvu iespaidu uz sistēmu caurlaides spēju, elementu blīvumu un izmaksām. Tādēļ pēdējā laikā vērojami centieni pētīt un attīstīt tīkla vajadzībām optimizētus, pilnīgi programmējamus procesorus – t. s. tīkla procesorus. Tālāk aplūkosim tos, kā arī Alcatel 7750 SR pakalpojumu maršrutētāja elastīgo ātrgaitas trakta tehnoloģiju.

 

 

Evolūcija tīkla procesoru virzienā

Šobrīd ASIC bāzes maršrutētāju ātrgaitas trakta elastīgumu ierobežo funkcijas un īpašības, kuras bija iecerētas šo produktu izstrādes laikā. No otras puses, vispārējas nozīmes procesoru neierobežotais elastīgums vienmēr novedis pie nepatīkamiem kompromisiem starp funkcionalitāti un veiktspēju (īpaši cieš ātrums - >10 Gbit/s).

Kombinējot uzlabojumus mikroshēmu arhitektūrā un izgatavošanā, iespējams ražot tīkla procesorus, kuri spēj nodrošināt dziļu un funkcionāli bagātu pakešu apstrādi, ja līnijas ātrums ir 10 Gbit/s.

Pašreizējā 0,18 un 0,13µ silīcija mikroshēmu tehnoloģija ļauj izveidot Alcatel 7750 SR maršrutētāju – pirmo pilnīgi programmējamo 10 Gbit/s pārsūtīšanas iekārtu ar pakalpojumu kvalitātes (QoS) apakšsistēmu. Katru paketes nosūtīšanas lēmumu, klasifikāciju, salīdzināšanu vai manipulāciju īsteno ar mikrokodu. Parādoties jaunam VPN standartam vai kapsulācijas metodei, ātrgaitas traktā tūlīt iespējams nodrošināt vajadzīgo funkcionalitāti, protokolu utt.

Alcatel 7750 SR QoS iespējas ir daudz lielākas par pašreizējās paaudzes maršrutētājiem un trīsslāņu komutatoriem, kuri parasti piedāvā 4-8 DiffServ veida QoS līmeņus katram fiziskajam portam. Alcatel 7750 SR nodrošina desmitiem tūkstošu uz pakalpojuma vai subinterfeisa veida bāzētu rindu. Iespējams multipleksēt tūkstošiem neliela ātruma pakalpojumu vienā interfeisā un desmitiem tūkstošu pakalpojumu katrā mezglā. Elastīgā ātrgaitas trakta tehnoloģija arī nodrošina unikālas uzskaites un tarifikācijas iespējas, kuras veic ieejas/izejas statistisko uzskaiti katram tarificējamam pakalpojumam vai plūsmai (pakalpojuma ietvaros). Rindu veidošanas un uzskaites mehānismi nodrošina garantētus, izmērāmus pakalpojumu līgumus (SLA) ikvienam slodzes tipam (piemēram, balss, video, web utt.).

 

Programmējamās pāradresācijas priekšrocības

Unikālā elastīguma, funkcionalitātes un veiktspējas kombinācija ļauj Alcatel 7750 SR tehnoloģijai nodrošināt klientu ar vairākām priekšrocībām:

·         kapitālieguldījumu ietaupījums, pievienojot ātrgaitas traktam jaunu funkcionalitāti bez aparatūras nomaiņas;

·         minimāli darbības traucējumi un jūtams ekspluatācijas izmaksu samazinājums funkcionalitātes uzlabošanai, ierobežojot izbraukumu nepieciešamību (mikrokoda lejupielāde neprasa mainīt vecos blokus/kartes);

·         ātra pakalpojumu ieviešana tirgū (mikrokodu izstrāde apsteidz ASIC attīstīšanu);

·         ATM tipa QoS iespējas.

 

Kapitālieguldījumu ietaupījumi

Piemēram, jāuzlabo tīkls ar 40 maršrutēšanas mezgliem, kuriem nepieciešama ātrgaitas trakta funkcionalitāte tādam jaunam pakalpojumam kā VPLS. Scenārijs visnotaļ reāls, jo šobrīd interneta maršrutētāji parasti neatbalsta šāda VPN pakalpojuma funkcijas (MAC adrešu mācīšanos un replikāciju, QoS un uzskaiti katram servisam, SLA utt.) Tādēļ VPLS pakalpojuma atbalstam nepieciešams uzlabot visas Ethernet tīkla perifērijas līnijkartes.

Nopietna ražotāja 10 portu Gbit Ethernet kartes vidējā standartcena ir, sākot no USD 225 000. Ja pieņem, ka katram perifērijas maršrutētājam jāuzlabo divas līnijkartes (20 porti uz maršrutētāju), tad vienas kastes izmaksas būs USD 450 000. Pieņemsim, ka pārdošanas cena ar 50 procentu atlaidi būs USD 225 000 par mezglu. Piemērojot šīs izmaksas visam tīklam (40 mezgli), pakalpojumu sniedzējam jāiztērē 9 miljoni dolāru tīkla uzlabošanai. Alcatel 7750 SR atbalsta VPLS jau ātrgaitas traktā (10 Gbit/s). Programmatūras uzlabošanas izmaksas būs iekļautas tās uzturēšanas izmaksās, bet, pat pieņemot stipri uzpūstu skaitli – USD 50 000 jaunas programmatūras iegādei vienam maršrutētājam, kopējās uzlabojumu izmaksas ir tikai divi miljoni pret deviņiem miljoniem USD.

 

Ekspluatācijas izmaksu ietaupījumi

Minētajai līnijkaršu modernizēšanai 40 tīkla malas maršrutētājos būs nepieciešama daudzu cilvēku koordinēšana aparatūras izvietošanas vietās un centrālēs, vairākās pilsētās. Šādā fiziskā modernizēšanā veicamo uzdevumu un ar tiem saistīto loģistikas pasākumu ir krietni daudz:

·         jaunas līniju kartes jānogādā katra mezgla fiziskajā atrašanās vietā (PoP vai CO) katrā pilsētā;

·         tehniskais personāls jākoordinē gan katrā mezglā, gan pilsētā. Ja uzlabojumi jāveic vienlaikus – uzdevums kļūst īpaši sarežģīts;

·         jāsastāda pakalpojumu pārtraukumu grafiks un jābrīdina klienti;

·         jāatvieno daudzi fiziskie interfeisi (optiskās šķiedras savienotāji) uz līniju kartēm;

·         vecās kartes jānoraksta vai jāinventarizē izmantošanai par rezerves daļām;

·         jauno karšu instalācijas laikā iespējamas tehniskas problēmas (piemēram, kartes ar ražošanas defektiem);

·         fiziskie interfeisi jānomaina un jāpārbauda;

·         parādoties jauniem aparatūras elementiem, katram maršrutētājam pēc operētājsistēmas atjaunošanas nepieciešama pārstartēšana, kas var izraisīt jebko, ne tikai ar attiecīgo līnijas karti saistīto pakalpojumu pārtraukumu.

Alcatel 7750 SR ļauj apiet visus šos dārgos un sarežģītos ekspluatācijas procesus. Kartes/maršrutētājus var uzlabot, lejupielādējot mikrokodu pa tīkla vadības kanāliem. Arhitektūra nodrošina, ka mikrokoda versija turpina darboties, līdz jaunā versija ielādēta kartes atmiņā. Lai minimizētu pārraides traucējumus, lēmumu par vispiemērotāko pārslēgšanās brīdi pieņem tīkla vadības centra operators. Procesu attālināti vada daži tehniķi, kuriem nav nepieciešams fiziski pieskarties maršrutētājam.

 

Jaunus pakalpojumus var ieviest ātrāk

Papildus minētajam kapitālo un ekspluatācijas izmaksu samazinājumam Alcatel 7750 SR ievērojami paaugstina operatora ieņēmumus, ļaujot ieviest jaunu pakalpojumu/funkciju tirgū daudz ātrāk, nekā tas iespējams ar pašreizējās paaudzes maršrutētājiem un komutatoriem. Īstenojot sarežģītas jaunas īpašības uz ASIC bāzes platformām, gandrīz vienmēr nepieciešams radīt jaunas paaudzes mikroshēmas jaunās funkcionalitātes atbalstam ātrgaitas traktā. Parasts ASIC cikls atkarībā no ieviešamo īpašību sarežģītības aizņem 14-18 mēnešus. Pakalpojumu sniedzējam nepieciešami 3-6 mēneši jaunās aparatūras testēšanai pirms masveida ieviešanas. Nav grūti saprast, ka var paiet divi vai vairāk gadu, pirms tirgū izdodas ieviest jaunu pakalpojumu. Savukārt jaunu pakalpojumu vai funkciju pievienošana pilnīgi programmējamam maršrutētājam aprobežojas tikai ar mikroprogrammēšanu. Alcatel 7750 SR paātrina jaunu pakalpojumu ieviešanu vismaz par 12 mēnešiem.

 

ATM veida QoS un uzskaite pakalpojumu līmeņa SLA līgumiem

Alcatel 7750 SR atbalsta pakalpojumu sarindošanu tā, ka katru loģisko pakalpojumu var ierobežot ar kanālu SONET/SDH interfeisā, datu savienojuma identifikatoru (DLCI) FR interfeisā, virtuālā ceļa identifikatoru (VPI), virtuālās ķēdes identifikatoru (VCI), ATM vai 802.1Q iezīmi Ethernet interfeisā. Ietilpīgos ieejas un izejas pakešu buferus ikvienam pakalpojumam var pieskaņot, balstoties uz pakalpojuma pieprasīto pārraides ātrumu (CIR), maksimālo ātrumu (PIR) un (MBS) metriku. Šo pārsūtīšanas tehnoloģiju lieto arī katra pakalpojuma vai datu plūsmas uzskaitei un tarifikācijai. To panāk, dinamiski piešķirot pakalpojumus (vai datu plūsmas) katrai atsevišķai ieejas/izejas pakešu rindai. Turklāt katrai rindai iespējams piešķirt savu statistisko skaitītāju komplektu. Galvenā statistika:

·         piedāvātie okteti/paketes;

·         pārsūtītie okteti/paketes;

·         atmestie okteti/paketes;

·         profilam atbilstošie/neatbilstošie okteti/paketes;

·         visa šī statistika pieejama katrai rindai atsevišķi vai visam pakalpojumam kopumā gan ieejas, gan izejas traktā.

Alcatel 7750 SR spēj vākt šo statistiku par desmitiem tūkstošu pakalpojumu. Lai izvairītos no nevajadzīgas CPU noslodzes, nepieciešami ietilpīgi, pareizi mērogoti skaitītāji un drošas lokālās datu glabāšanas sistēmas, kuras ļauj glabāt kārtējos un iepriekšējos statistikas datus 48 un vairāk stundas. Uzskaites sistēmām, kur maksātājs nav pieprasītājs, bet saņēmējs – (diferencētas uzskaites veikšanai), Alcatel 7750 SR spēj sadalīt interneta maršruta tabulu zonās un var izsekot gan avotam, gan galapunktam.

 

Secinājumi

Alcatel 7750 SR elastīgā un programmējamā 10 Gbit/s ātrgaitas trakta tehnoloģija ļauj pakalpojumu sniedzējiem piedāvāt konsolidētu plašu, ienākumus ģenerējošu pakalpojumu klāstu uz vienotas IP/MPLS infrastruktūras bāzes un atbalstīt jaunus, konkurētspēju paaugstinošus pakalpojumu piedāvājumus šādos galvenajos virzienos:

·         kapitālieguldījumu samazinājums, pievienojot papildfunkcijas bez elementu (tīkla karšu) aizvietošanas ar jauniem;

·         dīkstāves samazināšana un ievērojams ekspluatācijas izmaksu ietaupījums, ierobežojot personāla izbraukumus jaunu funkciju palaišanai;

·         ātra jaunu pakalpojumu ieviešana tirgū (mikrokoda izstrāde par vairākiem mēnešiem apsteidz jaunu ASIC izstrādi);

·         piedāvā ATM klases QoS iespējas SLA pakalpojumiem pa IP/MPLS tīkliem;

·         iespēju piegādāt jebkuru pakalpojumu pa jebkuru portu atšķirībā no specifiskiem ieejas/izejas moduļiem, kuru veiktspēja atkarīga no specifiskām ASIC versijām un funkcijām.

 

 Pēc Alcatel Telecommunications Review

materiāliem sagatavojis

Indulis BEIŠĀNS

 

Alcatel Baltics SIA

Alojas ielā 6

Rīgā, LV-1013

Tālr. 7085200

Fakss 7085205

E-pasts: info@alcatel.lv

www.alcatel.com

 

 
Design and programming by Anton Alexandrov - 2001