Многоуровневая интеллектуальная плоскость...

Многоуровневая интеллектуальная

плоскость управления –

Cisco nLight Control Plane

Борис Черваков

Инженер-консультант

© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.19.12.2013

nLight

Silicon

nLight

ROADM

nLight

Control Plane

Гибкость, Конвергенция, Масштабируемость

Архитектура Cisco nLight

100G и далее…

Различные модуляции

Производительность

Обмен информацией

между уровнями сети

Автоматизация и

оптимизация

Программируемость

Полная гибкость

Отсутствие ручных

настроек

Масштабируемость

Маршрутизатор

Расширяемая открытая платформа, позволяющая добавлять различный функционал

Обмен информацией между PCE/SDN, NMS и плоскостью управления

Поддержка различных подходов, в зависимости от принятой модели эксплуатации сети

Централизованная многоуровневая оптимизация посредством PCE/SDN

Система управления мониторит состояние сети и сервисов

Маршрутизатор

Система

управления

PCE/SDN

Инфраструктура управление сетью

Плоскость управления Cisco nLight обеспечивает взаимодействие между уровнями

сети и добавляет интеллектуальные возможности оборудованию DWDM

Cisco nLight CP

Функционал управления Cisco nLight

Автоматическое включение DWDM сервиса c IP

маршрутизатора Снижает OpEx

Обмен информацией о параметрах сервиса между IP и

DWDM уровнями Снижает OpEx Повышает надежность

Обмен данными о характеристиках маршрута между

DWDM и IP Снижает OpEx Повышает надежность

Автоматическое изменение DWDM маршрута при

аварии на линии или для оптимизации полосы

Снижает OpEx Снижает CapEx Повышает надежность

Изменение IP и DWDM топологии при аварии на узле

или для оптимизации ресурсов сети

Снижает OpEx Снижает CapEx Повышает надежность

XYZ

ABC

Много

уровне

вое

пл

ани

ровани

е

Impairment aware DWDM CP (WSON)

Компоненты управления Cisco nLight

GMPLS UNI

Взаимодействие и обмен

информацией между уровнями

сети

Оптимизация и оптическое

восстановлениесервисов при

аварии

Межуровневое восстановление

сервисов при аварии на уровне IP

Межуровневая оптимизация ресурсов сети

Impairment aware DWDM CP (WSON)

Компоненты управления Cisco nLight

GMPLS UNI

Взаимодействие и обмен

информацией между уровнями

сети

Оптимизация и оптическое

восстановлениесервисов при

аварии

Межуровневое восстановление

сервисов при аварии на уровне IP

Межуровневая оптимизация ресурсов сети М

ного

уровне

вое

пл

ани

ровани

е

Функционал Cisco WSON

Интегрированная плоскость управления, учитывающая в своей

работе оптические характеристики DWDM сети

• Топологию

• Линейные и нелинейные эффекты• Характеристики интерфейсов

Регистрация «клиентских» интерфейсов• Транспондер

• Alien wavelength• ITU-T интерфейс

«Сервис по запросу»

• Установление нового сервиса

• Перемаршрутизация сервиса по запросу

Восстановление сервиса на уровне оптической сети• Автоматическая реакция на аварии

• Защита от двойных отказов• Различные варианты SLA (0+1, 0+1+R, 1+1, 1+1+R)

GMPLS UNI

WSON – Полная информация о сети

Создание сервиса

Входные параметры

WSON

Линейные эффекты

Затухания

OSNR

CD

PMD

Нелинейные эффекты

SPM

XPMFWM

Топология

Распределение длин волн

Тип интерфейса

Bit rate

FEC

Модуляция

Возможность регенерации

Назначение длины волны

Расчет оптического

маршрута на сети

Проверка характеристик

оптического сигнала

(линейные, нелинейные)

WSON - Распределенная обработкаКаждый узел участвует в работе подсистемы управления

Вся необходимая для вычислений информация находится непосредственно на

узле

Для установления маршрута используются расширения стандартных

протоколов – OSPF, MPLS-TE, RSVP-TE

• Низкие требования

к сети DCN

• Отсутствие

центрального

сервера

• Всегда актуальная

информация о

состоянии сети

Лучшая

масштабируемость и

отказоустойчивость

Много

уровне

вое

пл

ани

ровани

е

Impairment aware DWDM CP (WSON)

Компоненты управления Cisco nLight

GMPLS UNI

Взаимодействие и обмен

информацией между уровнями

сети

Оптимизация и оптическое

восстановлениесервисов при

аварии

Межуровневое восстановление

сервисов при аварии на уровне IP

Межуровневая оптимизация ресурсов сети

Что такое GMPLS?

• GMPLS предназначен для построения LSP через различные домены (не обязательно IP)

• Единая плоскость управления для междоменного взаимодействия

• Плоскость управления и плоскость данных полностью разделены

• Клиент – Сервер взаимодействие между доменами

• Основан на расширениях протоколов:

o RSVP-TE

o OSPF-TE

o ISIS-TE

• Поддержка двунаправленных LSP

• Для обмена необходимой информацией между соседними доменами используется функционал GMPLS UNI

L1L2

L3

L0

Протоколы используемые в GMPLS

• OSPF / ISIS

o Распространяют информацию о топологии сети

o OSPF / ISIS TE extensions RFC3660, RFC3784, RFC4202

• RSVP

o Отвечает за прокладку LSP

o Контролирует состояние LSP

o RSVP-TE (RFC3209), GMPLS extensions (RFC3473)

• LMP

o Определяет и отслеживает состояние соседнего устройства,

подключенного к линку

o Может работать динамически или прописан статически

Оптический домен

Pre-FEC Error Rate

Топология сети

Circuit ID, Wavelength path

Wavelength Latency

Shared Risk Link Groups

Wavelength Margin (yellow, green, red)

Available wavelength capacity

L0 Network Topology

Dynamic Optical Restoration

L0 Maintenance

Пакетный домен

Protection (Proactive FRR)

Сервисы от А до Я

Circuit with the same path as X

Circuit with disjoint path as X

Circuit with max latency Y

Circuit that avoids an SRLG

Minimum wavelength acceptance

Protected circuit, with restoration

Unprotected circuit, with restoration

Coordinated Maintenance

IPoDWDM

Маршрутизатор

(Клиент)

DWDM

(Сервер)

IGPSLA

QoS Queuing

Мощность

OSNR

CD / PMD

Нелинейные эффекты

Физическая топология

Пиринг Адресация

GMPLS UNI

Взаимодействие между доменами сети

WSON

Клиент: IP/MPLS

Сервер: DWDM WSON

GMPLS-UNI

Преимущества внедрения GMPLS UNI

Актуальная информация о ВСЕЙ сети с

сохранением масштабируемости

плоскости управления

Поддержка многоуровневого управления

с сохранением границ

административных доменов

Независимое управление и экспертиза

внутри каждого домена

Обмен и использование информации

между различными уровнями/доменами

Скорость внедрения сервисов

R1 R2

R3

O1 O2

O3Запрос от Клиента к Серверу:

“Создать сервис до R2”

DWDM

IP Control Channel (IPCC)

Сеть управления

(IP)

IP Control Channel

(IPCC)

• Не все узлы в GMPLS сети способны маршрутизировать IP. Многие

«мыслят» частотами, тайм-слотами и т.д., а не IP адресами.

• Для работы служебных протоколов необходимо обеспечить внешнюю IP

сеть управления

• Для взаимодействия друг с другом элементы используют IP Control

Channel (IPCC)

• Все служебные протоколы (OSPF/ISIS, RSVP, LMP) работают поверх

IPCC

Модель взаимодействия GMPLS UNI

UNI-CUNI-C

UNI-N UNI-N

IP уровень

DWDM уровень

UNI UNIHead Tail

RSVPRSVP RSVPRSVP

Данные

Управление (IPCC)

Много

уровне

вое

пл

ани

ровани

е

Impairment aware DWDM CP (WSON)

Компоненты управления Cisco nLight

GMPLS UNI

Взаимодействие и обмен

информацией между уровнями

сети

Оптимизация и оптическое

восстановлениесервисов при

аварии

Межуровневое восстановление

сервисов при аварии на уровне IP

Межуровневая оптимизация ресурсов сети

Автоматическое включение сервисаТрадиционный подход Дни

o IP посылает запрос в DWDM на включение

сервиса с определенными параметрами

o DWDM определяет возможность

предоставления сервиса, отвечающего

запрошенным параметрам

o DWDM проверяет необходимые ресурсы и

характеристики сервиса

o IP / DWDM координируют включение сервиса

nLight CP Минуты

o IP сигнализирует параметры включения нового

сервиса

o DWDM находит оптимальный маршрут и

сигнализирует в сторону IP необходимую

характеристики (длину волны)

o Происходит автоматическое включение

сервиса

Задержки &

ошибки

GMPLS

Packet Layer

Optical Layer

Сигнализация характеристик сервиса

nLight CP:

• Включение нового сервиса

происходит автоматически, с учетом

требований вышестоящего уровня.

Характеристики сервиса

сигнализируются через GMPLS-UNI

• Информирование вышестоящего

уровня в случае невозможности

выполнения запроса

o Задержка

o Не совпадающий маршрут

o Совпадающий маршрут

o SRLG

Много

уровне

вое

пл

ани

ровани

е

Impairment aware DWDM CP (WSON)

Компоненты управления Cisco nLight

GMPLS UNI

Взаимодействие и обмен

информацией между уровнями

сети

Оптимизация и оптическое

восстановлениесервисов при

аварии

Межуровневое восстановление

сервисов при аварии на уровне IP

Межуровневая оптимизация ресурсов сети

ONS 15454

MSTP

Маршрутизатор

5. Гибкая (Colorless, Omni-Directional, FS) DWDM сеть устанавливает новый маршрут

6. Быстрое восстановление сервиса, с использованием , без

необходимости какого-либо ручного вмешательства

2. Встроенный функционал WSON находит новый альтернативный маршрут

4. При необходимости, DWDM запрашивает IP о смене длины волны, модуляции

1. Обрыв волокна!

IPoDWDMIPoDWDM

Маршрутизатор

Большая надежность. Меньшее количество IP&DWDM интерфейсов

nLight CP

SDN/PCE

3. Возможность использования атрибутов при выборе маршрута – SRLG, путь, задержка

Автоматическое восстановление nLight

Утилизация интерфейса

маршрутизатора ≈ 50%

Утилизация DWDM

сети ≈ 50%

Утилизация ресурсов сети ≈ 25%

IP FRR DWDM 1+1

Нет взаимодействия между L1 и L3 Не эффективное использование

ресурсов сети

IP FRR + Защита на DWDM

Варианты обеспечения защиты (I)

DWDM

Варианты обеспечения защиты (II)

Proactive Protection

Утилизация интерфейса

маршрутизатора ≈ 50%

Утилизация DWDM

сети ≈ 100%

L3 FRR Нет защиты

Только L3 FRR

Утилизация ресурсов сети ≈ 50%

Лучше, но сколько времени займет восстановление трассы на DWDM?

DWDM

Варианты обеспечения защиты (III)

GMPLS-UNI

Утилизация интерфейса

маршрутизатора > 50%

Утилизация DWDM

сети ≈ 100%

IP FRR DWDM восстановление

L3 FRR + Оптическое восстановление

Эффективная утилизация ресурсов сети 75%

Больше утилизация Меньше интерфейсов Ниже CAPEX

DWDM

Много

уровне

вое

пл

ани

ровани

е

Impairment aware DWDM CP (WSON)

Компоненты управления Cisco nLight

GMPLS UNI

Взаимодействие и обмен

информацией между уровнями

сети

Оптимизация и оптическое

восстановлениесервисов при

аварии

Межуровневое восстановление

сервисов при аварии на уровне IP

Межуровневая оптимизация ресурсов сети

Переход к гибридной модели управления

Приложения

Сетевые

устройства с

интегрированным

Control Plane

Гибридная плоскость

управления:

распределенная модель под

контролем центрального

элемента для оптимизации

производительности

Распределенная плоскость

управления:

оптимизирована для

максимальной

масштабируемости и

надежности

Контроллеры

Централизованный подход при необходимости,

распределенная модель для всего остального

Централизованна

я оркестрация и

оптимизация

R1 R3

IP ЦОО

3. Создание сервиса О1-

О3, используя механизмы

WSON3

NMS

2. IP ЦОО программирует

маршрутизаторы на

установление нового линка

R1-R3 и инициирует

создание сервиса на

DWDM, используя

расширения GMPLS-UNI

2

1

1. Оптический NMS

предоставляет ЦОО

информацию о топологии

транспортной сети

IP ЦОО и nLight CP

О1

О2

О3

4. Установление линка

между маршрутизаторами

R1-R3

4IP

DWDM

R1 R3

IP ЦОО

NMS

Многоуровневый ЦОО

О1

О2

О3

IP

DWDM

МУ ЦОО

МУ ЦОО программирует IP

и DWDM на установление

нового линка R1-R3

Система оптимизации и оркестрации

MATE Collector

MATE Design MATE Live

Desktop GUI

Archive Web Application

External

Systems

Plan

Files

MapExplore

Analytics

Web Application

Plan

Archives

Time

Series

Data-store

Offline Collection Online Collection

Configs Statistics

External Systems

API

SNMP

and CLI

SPAM

CPAM

Flow Collection

Server

SOAP

XML

Flow

Data

API

Datastore

External

Systems

API

Archives

Переключение, оптимизация сервисов

Packet Layer

Optical Layer

Традиционный подход:

Оптимизация, если и производится,

то независимо на каждом из уровней

сети

nLight CP:

• Возможность оптимизации

ресурсов, с учетом реальных

потребностей и требований всех

уровней сети

• Возможность автоматического и

согласованного переключения

сервисов между различными

портами или устройствами

Восстановление в случае отказа IP порта

R3 R4

DWDM

R2R1При аварии на R1, порты

на R2 простаивают

Выделенное (1+1)

резервирование для

конкретного порта/линка

R3 R4

DWDM

R2R1nLight CP позволяет

переиспользовать порты

на R2

Порт может быть

задействован для

резервирования любых

портов/линков R1 (N+1)

Традиционный

подход

nLight CP

ЦОО

Изменение матрицы трафика

R3 R4

DWDM

R2R1

ЦОО

Запрос на

изменение

Удаление сервиса R3-R4

Добавление сервиса R1-R4

Запрос на

изменение

Восстановление в случае отказа IP узла

C1 C2

E1

C1 C2

E1

C1 C2

E1

C3 C4

E7

ЦОО

Ok

Fix

Alarm

Запрос

AlarmЗапрос

Традиционный подход nLight CP

Снижение капитальных затрат

«Multi-Layer Capacity Planning for IP-Optical Networks White Paper»

Внедрение механизмов Cisco nLight приводит к существенному снижению

капитальных затрат на дальнейшее развитие сети

Результаты планирования IP + Optical сети с помощью Cariden MATE,

включающие оптимизацию распределения трафика и использование

различных механизмов восстановления nLight

Эволюция оптической плоскости управления

WSON

GMPLS-UNI

nLight

Интеллект DWDM сети

Межуровневое взаимодействие

Полная картина сети

От автоматизации к оптимизации

Плоскость управления Cisco nLight

• Многоуровневая архитектура для

автоматического включения и

оптимизации сервисов на сети

• Направлена на интеграцию IP и

DWDM

• Позволяет снизить операционные

и капитальные затраты на сеть

• Стандартизованные механизмы

взаимодействия (IETF)

Cisco Optical Solutions

19.12.2013 © 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Пожалуйста, заполните анкеты.

Ваше мнение очень важно для нас.

Спасибо

Name: Борис Черваков

Phone: +7 985 6436485

E-mail: bchervak@cisco.com

CiscoRu Cisco CiscoRussia

#CiscoConnectRu