下一代網(wǎng)絡(luò )的“可視化”渴望
隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )越來(lái)越復雜，對于網(wǎng)絡(luò )管理的需求也在發(fā)生變化。我們看到，網(wǎng)絡(luò )管理在朝著(zhù)幾個(gè)方向發(fā)展，如可視化、自動(dòng)化、智能化等。尤其可視化對于端到端的流量透視以及全網(wǎng)的安全策略管理等網(wǎng)絡(luò )整體性能管理和運維至關(guān)重要，成為網(wǎng)絡(luò )廠(chǎng)商的新發(fā)力點(diǎn)。
Gartner的調查結果表明，“主動(dòng)預防網(wǎng)絡(luò )性能問(wèn)題”是當前企業(yè)客戶(hù)首要的運維投資驅動(dòng)力，占整個(gè)投資的27％，而“快速網(wǎng)絡(luò )故障診斷”、“業(yè)務(wù)質(zhì)量保障SLA”分別排在第二、第三位，其投資驅動(dòng)力分別為15%、12%。
傳統上，IP網(wǎng)絡(luò )運維存在多點(diǎn)“不可視”。例如，業(yè)務(wù)性能不可視，也就是說(shuō)傳統網(wǎng)絡(luò )管理只提供網(wǎng)絡(luò )的性能，看不到網(wǎng)絡(luò )上的承載內容，導致故障認知盲點(diǎn)多，故障定位效率低。再如，傳統網(wǎng)管路由不可視，看不到業(yè)務(wù)路徑，導致運維人員無(wú)法預防路由振蕩引起的全網(wǎng)故障。
是否有方法徹底解決網(wǎng)絡(luò )運維中的上述“盲點(diǎn)”？
在華為看來(lái)，首先要轉變思維，將傳統的被動(dòng)網(wǎng)絡(luò )運維轉變?yōu)橹鲃?dòng)網(wǎng)絡(luò )運維，實(shí)現對終端用戶(hù)的業(yè)務(wù)體驗監控，對潛在的故障點(diǎn)和薄弱環(huán)節進(jìn)行精確判斷，才能做到科學(xué)、高效的“水來(lái)土掩、兵來(lái)將擋”。
傳統故障檢測的“罩門(mén)”
網(wǎng)絡(luò )故障診斷和質(zhì)量評價(jià)等問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò )維護的核心問(wèn)題之一。通常情況下，IT管理員不能確定網(wǎng)絡(luò )是否有故障隱患，也不會(huì )知道在哪里發(fā)生了故障，因此對視頻、語(yǔ)音和上網(wǎng)等業(yè)務(wù)的性能質(zhì)量無(wú)法客觀(guān)評價(jià)。傳統園區網(wǎng)業(yè)務(wù)的性能故障診斷缺乏有效的E2E定位手段，導致故障診斷時(shí)間長(cháng)、難度大，難以滿(mǎn)足用戶(hù)要求。
網(wǎng)絡(luò )性能故障診斷和質(zhì)量評價(jià)十分重要，目前有多家研究團體和標準組織從事技術(shù)研究和標準制定。IETF 制定了RFC5357 （A Two-Way Active Measurement Protocol）和RFC4656（A One-way Active Measurement Protocol （OWAMP）用于IP網(wǎng)絡(luò )的性能統計和故障檢測。與此同時(shí)，Cisco推出了私有的SAA（服務(wù)保障代理）方案，華為公司則采用NQA（網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量分析）機制，以響應IP網(wǎng)絡(luò )可維護、可運營(yíng)的訴求。所有這些用于IP的故障檢測機制有一個(gè)共同特點(diǎn)：它們都是一種間接測量方法，需要通過(guò)插入專(zhuān)用的檢測報文，計算檢測報文丟包率來(lái)間接推導出業(yè)務(wù)丟包率。而IP通信是無(wú)連接的，檢測報文經(jīng)過(guò)的路徑并不一定就是業(yè)務(wù)報文經(jīng)過(guò)的路徑，這導致檢測出的路徑質(zhì)量不能真實(shí)反映業(yè)務(wù)報文的傳輸狀況。
網(wǎng)絡(luò )包守恒算法iPCA
企業(yè)園區網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)維護不僅僅要關(guān)注網(wǎng)絡(luò )功能和性能，更要從用戶(hù)與業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò )的要求出發(fā)，關(guān)注用戶(hù)體驗和網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量。華為S12700敏捷交換機的iPCA提供的網(wǎng)絡(luò )包守恒算法，能夠快速檢測任意用戶(hù)的視頻、語(yǔ)音等業(yè)務(wù)質(zhì)量，即刻定位故障發(fā)生在鏈路、板卡甚至芯片的位置，大大提升了運維效率。網(wǎng)絡(luò )能用與好用是完全不同的兩個(gè)境界，iPCA無(wú)疑實(shí)現了從“能用”到”好用”的飛躍。
iPCA（Packet Conservation Algorithm for Internet，網(wǎng)絡(luò )包守恒算法）是一種基于直接測量方式檢測網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量狀況的管道監控類(lèi)技術(shù)，它可以測量網(wǎng)絡(luò )的丟包、時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)和流量，并通過(guò)逐跳檢測，完成故障精確定位。針對現有的檢測手段存在故障定位時(shí)間長(cháng)、故障定界模糊和評估精度差等問(wèn)題， 華為新推出S12700敏捷交換機，利用其靈活可編程的特點(diǎn)，開(kāi)創(chuàng )性地實(shí)現了iPCA功能，全面提升網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量檢測和故障精確定位能力，降低網(wǎng)絡(luò )運維成本。
iPCA原理示意圖
如上圖所示，iPCA方案包括兩部分：測量控制服務(wù)器和敏捷交換機。測量控制服務(wù)器接收用戶(hù)對目標業(yè)務(wù)流進(jìn)行質(zhì)量檢測的請求，通知敏捷交換機進(jìn)行檢測，收集各個(gè)敏捷交換機的統計信息，計算并形成報告。
總體說(shuō)來(lái)，iPCA具有以下特點(diǎn)：
華為專(zhuān)利技術(shù)，解決IP運維業(yè)界難題
華為創(chuàng )造性地利用了IPv4報文頭中至今唯一保留的bit位：Flags字段的第0位，用以對目標業(yè)務(wù)流進(jìn)行染色。由于絕大多數利用IP通信的業(yè)務(wù)都要有標準的IP報文頭，因此這種染色方法可不依賴(lài)于業(yè)務(wù)類(lèi)型，方便設備進(jìn)行硬件處理。
直接檢測機制，故障檢測精準
對業(yè)務(wù)流質(zhì)量進(jìn)行直接測量，無(wú)需插入測試流，檢測路徑與真實(shí)業(yè)務(wù)路徑合一，故障精準定位到鏈路、板卡甚至芯片，對于時(shí)延、抖動(dòng)、丟包的檢測精度更可達到99%以上，而其他IP故障檢測機制（如Cisco SAA）的檢測精度只能達到30%左右。
基于ENP以太網(wǎng)絡(luò )處理器，輕松實(shí)現對任意業(yè)務(wù)流進(jìn)行檢測
為了對目標業(yè)務(wù)流進(jìn)行故障檢測，需要對業(yè)務(wù)流進(jìn)行區分和著(zhù)色，傳統的交換機只能用有限的ACL資源進(jìn)行業(yè)務(wù)流識別，且只能用CPU對報文進(jìn)行染色，性能低下，無(wú)法規模部署。而基于ENP的S12700敏捷交換機支持高達256K ACL，可對任意業(yè)務(wù)流進(jìn)行標識，并且用微碼來(lái)對業(yè)務(wù)流進(jìn)行染色，實(shí)現線(xiàn)性轉發(fā)。
iPCA應用場(chǎng)景
iPCA應用于多種場(chǎng)景，如園區、電力、IP RAN以及ISP鏈路租用等，通過(guò)對丟包、時(shí)延、抖動(dòng)等網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量的檢測，迅速定位視頻、語(yǔ)音、有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)等應用的故障原因。
iPCA園區應用場(chǎng)景
如上圖所示，iPCA可逐段檢測接入、匯聚、核心乃至廣域各段的網(wǎng)絡(luò )指標。故障定界迅速精確，可立刻判斷出故障發(fā)生在網(wǎng)絡(luò )中的某一塊板卡甚至某個(gè)芯片，為解決故障提供強有力的保證。即使在廣域網(wǎng)部分不支持iPCA特性，通過(guò)對廣域兩端的園區出口進(jìn)行分析，亦可確認故障是否發(fā)生在廣域部分，明確責任歸屬。
