新一代互联网(NGIP)技术研究与应用实现

新一代互联网（NGIP ）技

术研究与应用实现

1 NGIP 概论

随着互联网的不断创新以及云计算和虚拟化技术的不断演进，传统单一的网络技术方案发生了变化，从技术的发展路线到市场应用逐渐分化为数据中心网络和传统基础网络。针对这些变化，H3C 提出全新的NGIP 新一代互联网解决方案。H3C 新一代互联网（NGIP ）解决方案是面向一系列新的网络技术和应用的解决方案总合，其突出的内涵表现在两个方面，第一：为云计算做网络部署（云就绪）；第二，虚拟化，自动化新的互联模式，将大量改造传统互联网的工作模式（互联革新）。整体解决方案从简化复杂应用的角度入手，从网络功能特性维度划分成三个部分：云联、基础承载网络以及物联，从大行业特性维度则分成了运营商网络和企业网。这种划分形式，一方面从根本上避免了数据中心常见的那种盘根错节、凌乱繁杂的构建形式，优化了用户理解体验；另一方面，其也更为清晰地将细分市场加以凸显，强调了每一部分的专业化和技术特征。

2 NGIP 技术架构

新一代互联网解决方案从应用需求出发，将其分成了三个部分：云联、基础承载网络以及物联。

2.1云联：解决数据中心的变革需求

云联，顾名思义指的是云计算的网络连接。其中很重要的一点就是数据中心的连接和互联。目前，在云计算应用的影响之下，数据中心面临着四点变革：

◆IT 资源合理集中再分配下的虚拟化应用影响--从物理服务器互联到虚拟服务器互联

◆应用业务对数据资源依赖越来越大，产生高可用性需求影响--从尽力传递网络到严格服务质量网络

◆数据容量增长，IT 规模随之增加，导致网络结构产生变革--从小规模二层网络到超大规模二层网络

◆数据容量增加、基础设施增加、业务应用增加，多资源调配管理如何实现--从孤立的管理到智能联动管理有鉴于此，H3C 新一代互联网（NGIP ）解决方案针对以上问题，提出了业界领先的解决方案。

要解决“从物理服务器互联到虚拟服务器互联”，那么首先就要对行业标准有所了解。众所周知，作为一个全新的应用领域，虚拟化无论在应用标准还是在实践上都不同于传统物理环境。比如说，传统意义上网络数据报文的处理都是由交换机完成，那么虚拟环境下呢？是交给CPU 还是交给物理交换机？这就需要行业的标准与共识。针对这一点，作为VEPA 802.1Qbg 标准技术联盟的领导者，H3C 同惠普合作，将在行业内率先推出相关的产品和应用实例

虚拟化尽管最大限度满足了资源的充分应用，但是，在大规模部署虚拟机的情况下，现有存储网络的扩展能力已难以满足大量主机连接的要求。H3C 充分认识到，在这种情况下必须对数据中心的网络技术进行改进，而CEE （融合型增强以太网）正是解决这一问题的一个必备良方。通过H3C 已经推出的CEE 产品，数据中心网络能够整合数据中心IO ，同时，其技术特性也可以满足无丢包以太网传输的要求，最大限度保护了用户的业务连续和可用性。同时，CEE 产品的推出，也意味着H3C 已经完全具备了推出FCoE 相关产品和解决方案的能力。随着数据中心集群应用及虚拟化部署越来越广泛，数据中心面临大二层网络部署的压力，常规方式的扩展会面里大范围广播风暴，性能损失等困难，必须采用一系列交换机虚拟化的方式，改变传统大二层网络架构。

H3C 全系列数据中心级交换机支持统一的IRFII 虚拟化技术，大大简化数据中心二层网络的部署，并且实现在高端网络设备4台横向虚拟化。

没有规矩，不成方圆。同样，没有管理的网络，也无法称之为完善的解决方案。为了满足用户简易管理部署新一代互联网络的需求，H3C 经过长期研发，推出了iMC 智能管理中心，以综合网络管理为目标，以业务管理为核心，重点关注网络中的资源、最终用户以及各种应用业务，为网络管理者提供了资源管理、用户管理和网络业务管理的融合解决方案，为用户实现了网络业务的端到端管理。值得一提的是，H3C iMC 智能管理中心充分秉承了当前业界所主导的“按需分配”理念，其整体架构由智能管理平台和业务组件组成，除平台为必配组件外，业务组件用户可以灵活选配，满足了不同业务的需要。

2.2 础承载网络：无收敛、精细化

所谓基础承载网络，指的是数据中心和用户终端的互联。同云联不同的是，基础承载网络面对更为复杂的网络环境，覆盖的范围更加广泛。其从行业维度分为两个部分：运营商网络和企业网络。传统意义上，我们对运营商网络和企业网络的潜在印象是：部署范围广泛但是易衰减、主干带宽巨大但难管理。有鉴于此，H3C NGIP 解决方案提出了两点目标：无收敛、精细化，目的就是解决以上的这两点问题。

要做到园区网络性能无收敛，首先要改进园区网络核心，为此，经过多年研发与开拓，H3C 正式推出了其S10500新一代核心交换机，来达到城域/园区网无收敛、高性能的

术精华所在，S10500的诞生达成了数项业界第一：业界性能最高的交换机、业界首款支持四框虚拟化的核心交换机、业界首款支持线速40G 接口的核心交换机。同时，S10500所采用的H3C CLOS 多级交换架构，使得其在密度、带宽以及性能等多方面达到了多倍提升。其次，传统的网络架构同样需要改进，为此，H3C 推出基于IRF 技术的端到端园区网虚拟化解决方案，消除传统网络性能对分的问题，保证整网的性能无损失。对于广域网来说，很难做到数据通道端到端的物理无收敛，因此对业务流量管理调度就尤为重要，因此，H3C 推出精细化流量调度广域网解决方案，为了达到“精细化”目标的，H3C 组织了多位行业内专家和技术人员，为各类不同的行业应用打造出了量身定制的解决方案，从分层CAR 、带宽预留

+共享、流量路由，智能负载以及带宽公平等多个应用方向制定相应策略，来满足不同应用。

2.3 物联：面向最终用户的网络

物联网（The Internet of things) 就是" 物物相连的互联网" ，已成为新一代信息技术的重要组成部分。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。因此，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络。在物联网时代，网络终端节点增多，采用IPv6技术已经成为必然；同时，终端间连接方式将呈现多样化——蓝牙、WiFi 、RFID 等等——这种百花齐放的态势又必将促进互联网的智能趋势。因此，H3C 新一代互联网解决方案体系也包含物联网络的各种技术。从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS 等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。 应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，

实现物联网的智能应用。物联网的行业特性主要体现在其应用领域内，目前绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试，某些行业已经积累一些成功的案例。3 NGIP 解决方案

3.1 项目背景

上海电信五角场IDC 是上海电信2010年建设的新一代IDC ，同时也是杨浦区政府与上海电信的云计算合作试点IDC 。作为上海电信新一代高规格IDC ，五角场IDC 必须以高品质服务迎接后世博时代所带来的历史机遇，迎接高价值企业数据托管的强劲需求。作为一个直接参与全面竞争的数据中心，上海电信五角场IDC 在网络设备选择上提出了相应的高要求，尤其对核心交换设备的可靠性、大容量、虚拟化扩展能力的要求更为严格，并且从整个IDC 网络方案设计上就着眼于建立面向云计算的下一代IDC 架构。

3.2 解决方法

作为上海电信以高性能、绿色节能为目标的下一代数据中心，五角场IDC 网络建设方案特点如下：

首先，选择真正的数据中心级交换机作为核心设备。数据中心级交换机的CLOS 多级多平面交换架构，保障了核心层设备的转发机制先进性、设备自身的高可靠性。并且在数据中心核心层面，由于存在大量的突发流量，分布式入端口超大容量缓存设计，更能保障在多端口向单端口转发时200ms 的缓存时间，严格保证数据中心在突发流量频繁时不丢包。同时数据中心级交换机在实际应用中要求提供高密度10G 接入能力，在面向未来3到5年的发展中，更要求能够平滑演进到100G 接入能力。

其次，采用IRF2.0虚拟化技术实现跨设备链路聚合，提高带宽利用率，简化网络结构和管理。对于三层网络，简化路由设计，避免路由震荡；对于二层网络，避免部署STP 协议，将倒换速度从2-4秒降低到100ms 以内。再次，面向未来平滑演进、支持新业务。随着上海电信IDC 业务的快速推广，同城/异地互联IDC 的建设将快速推进，H3C 提供VPLS 、IRF2.0等技术，提供各种虚拟化服务（尤其是云计算业务）所需的广域网二层互联，支持业务转型。同时，H3C 的方案中还可以通过XBOX 增值业务框的方式在未来为上海电信IDC 提供丰富灵活的增值业务。最后，本次IDC 建设秉承中国电信一直倡导的建设绿色环保IDC 的要求，核心设备采用竖插槽模式，更加适合于散热，高集成度芯片技术，耗电量低于同档次设备的60%。3.3 用户价值 面向未来IDC 高价值业务的上海电信五角场IDC ，在建设之初就考虑到了未来3到5年的发展，着力打造真正满足数据中心大容量、高可靠、绿色节能的网络。网络核心更是可以平滑演进到100G 平台，整体架构适应云计算对网络承载能力的要求，并可通过XBOX

增值业务框的方式来为IDC 用户提供丰富的增值业务。整体网络设计帮助上海电信在与重要政企大客户合作时凸显出技术优势，对华东地区的高价值客户更具有吸引力。

4 NGIP 技术的应用现状

近年来，数据中心建设已成为全球各行业的IT 建设重点，国内数据中心建设的投资年增长率更是超过20％。随着企业信息化的深入和新技术的广泛使用，传统数据中心已经无法满足后数据中心时代高效、敏捷、易维护的需求。H3C 基于数据通信领域的长期技术积累，推出了新一代数据中心解决方案，涵盖网络、安全、管理三大类产品，目标是在以太网和IP 技术的基础上，实现数据中心基础网络的

统一架构，安全策略的统一部署和数据中心资源的统一管理，以帮助用户简化传统数据中心的基础架构、加固核心数据的保护、优化数据中心的应用性能，提供既可靠安全又高效敏捷的基于统一交换架构的新一代数据中心。 电信级以太网又称运营商级以太网（CE ，Carrier Ethernet ），最早由城域以太网论坛（MEF ，Metro Ethernet Forum ）在2005年初提出。MEF 的战略旨在开发" 电信级" 以太网必要的规范，从而能打破以太网只能为局部地区服务的一般看法。按照MEF 定义，电信级以太网技术主要以网络能够支持的以太网业务类型和业务所能够达到的性能为衡量标准，并不专指某种网络技术。其主要包括5个方面的内容：标准化的业务（专线/虚拟专线、专用局域网/虚拟专用局域网）、可扩展性（业务带宽和业务规模均可灵活扩展）、可靠性（低于50ms 的保护倒换）、QoS （端到端有保障的业务性能）、电信级网络管理（快速业务建立、用户网络管理）。

5 NGIP 技术的发展状况

毋庸置疑，信息化、数字化、全球化、网络化应该是21世纪人类社会的重要特征。网络作为信息社会的主要载体，它的重要性就如同铁路和高速公路对工业社会一样。网络必将成为21世纪全球最重要的基础设施之一。功能各异、形式多样的应用系用对数字信息的总和采集、存储传输、处理和利用，最终将通过无处不在的网络平台使球范围的人类社会更紧密地联系在一起。不难预见，在不久的将来，随着光和无线通信技术的发展，以及网格计算等革命性应用的研究进展，新一代互联网将朝着“更大，更快，更及时，更方便，更安全，更可管理和更有效”的方向发展。“更大”指的是新一代互联网络将采用IPv6为基本网络层协议，从而彻底解决目前的互联网地址空间严重缺乏的问题，为新一代互联网络的进一步大规模发展奠定基础。“更快”是指与目前的互联网相比，新一代互联网络骨干网逐渐向T 比特过渡，用户端到端的性能也有大幅度提升，至少达到100M/S以上。“更及时”是指新一代互联网络必须支持组播和服务质量的传输控制等功能，从而可以更及时地为用户提供各种实时多媒体信息。“更方便”指新一代互联网络必须能够支持更方便、快捷的接入方式，支持终端的无线接入和移动通信等。“更安全”是指新一代互联网络必须提供可信任的网络服务，包括网络对象识别和网络攻击方范等。“更可管理”是指新一代互联网络必须提供更方便、灵活的管理手段，对网络运行的各个方面实施全面、高效的管理。“更有效”指的是新一代互联网络必须提供合理的盈利模型，提供方便的计费手段，使网络更加有效的运行。