安奈特EPSR技术

采用安奈特EPSRingTM技术构筑电信级高弹性核心交换网络

前言

采用以太网承载IP综合业务目前已经被很好地证明是最佳解决方案。基于以太网的三网合一融合业务已经实际上成为世界范围内逐步建立的商业模式,服务提供商以此为用户提供高级语音、视频和数据业务。以太网上传输的高可靠的视频和语音,使无需再保留此类的专用业务网络。 其费效比在各行各业的IP网络中都可达到比较理想的程度,因此可以适用于各种新兴应用:

  • 视频信息服务
  • 闭路视频安全和操作监控
  • 教育机构的网络多媒体教学
  • 娱乐频道点播(如饭店客房及医院病床区域)
  • 基于网络的工业过程控制
  • IP电话业务

加速这些应用推广的关键是可靠性。要使以太网络得到更普遍应用,这些系统必须要达到“5个9”的电信级可靠性的基准。此级别的正常工作时间要求系统在万一出现链路故障时,要有一种非常快速的故障恢复机制。

实现此种可靠性的技术已经被开发出来,并在电信运营商的网络环境中发展成熟。安奈特公司现在正在使这项技术应用到企业、教育和政府等网络,为更广阔的网络市场提供具有非常快速故障恢复机制的以太网IP设备,使各行各业的以太网络都能达到电信级的可靠性标准。

安奈特公司的电信级可靠性技术——EPSR(Ethernet Protection Switching Ring,以太网保护交换环网),确保关键业务在设备或节点故障的情况下保持畅通无阻。EPSR技术可以将故障恢复时间降低到只有50ms,目前是安奈特公司SwitchBlade x908和x900系列交换机的技术标准之一。

EPSR技术概要

在网络核心以环状部署太网交换机,是一个简单增加网络弹性的简洁而有效的方法——这样的网络不再受单点故障影响。然而,环网必须要防止二层流量的回路。传统地,采用基于STP(Spanning Tree )技术来防止环路,但STP的链路故障恢复相对比较慢。这样对于一些时间要求比较严格的应用可能会产生问题,如语音和视频流量,较慢的链路恢复速度会对业务产品明显的影响。

EPSR 能够使整个环网的链路或节点故障快速恢复,恢复时间低至50ms,具体时间取决于端口类型和设备的配置。相比之下,STP的恢复时间可能长达30秒,而快一些的RSTP也至少需要1-3秒。与STP技术类似,EPSR也采用一种轮询机制来检测基于环的故障和故障恢复。但不同的是,EPSR使用一种故障检测机制,当发生中断时对环网产生告警,然后环网会立即响应,并执行链路切换,而不是进行象STP那样进行冗长的计算。

我们在环网中的交换机之间传递延迟非常低的信令,使环能够非常快速地检测到连接丢失。EPSR的简洁拓扑架构使主交换机能够立即采取纠正措施,不再需要花费任何时间进一步交换信令以确认网络状态。这种几乎瞬间完成的决策机制使EPSR成为一个增值的解决方案,在网络及应用用户没有察觉的情况下就可以完成故障恢复。

如下图所示,是一个采用的EPSR的环网。主交换机通过“health-check”报文不断地监视环网的健康状态,如果发生中断,就会对环网发出告警。然后环网会自动地通过被保护的反向路径发送流量而完成自愈。

EPSR在企业网中的应用

目前EPSR已经应用在企业网解决方案中,公司、教育、医院等要求最大化网络工作时间的用户开始尝试此技术带来的好处。通过下列企业网络的典型案例,我们可以看到EPSR技术的许多优点。

由于现在企业越来越依赖信息技术资源和应用,拥有一个高可用性的基础架构是至关重要的。网络核心采用EPSR环的网络能够提供以下的主要优势:

  • 高带宽:EPSR 环能够提供高达10Gbps的带宽,利用目前最快的以太网标准,提供最大数据吞吐量。
  • 即时访问:通过语音、视频或Email保持无缝连接性,保证可无延迟访问网络服务器。
  • 高可用性:无单点故障,保持关键业务数据和网络资源的可持续访问。
  • 多应用性:高带宽和超快故障恢复可同时满足多种应用。如可以将监控、视频流和VoIP等实时应用与数据及Internet接入在一个网络中并存。
  • 简化故障诊断:与STP不同,EPSR 故障恢复能最小限度地改变网络拓扑。环网的简单结构,结合有用的log信息,使故障点判定非常容易。

下图显示的是一个核心基于EPSR环的企业网络,其中还配合使用了安奈特公司的VCStack( Virtual Chassis Stacking )技术,使企业网络更加牢不可破。

EPSR在校园网络中的应用

校园网络有着其不同于企业网的需求:

  • 在特定区域内的漫游能力(在同一区域内的不同点接入使用相同的安全接入规则)
  • 防止网络攻击和病毒的能力
  • 网络的阶段扩展能力
  • 支持数据、语音、视频等综合业务
  • 可以让不同身份用户以最适合需要的方式使用网络

满足以上需求的网络设计如下图所示。在此设计中,校园被分成一组二层交换域,每个域都以自己的EPSR环为中心,用以连接两个环的交换机可以采用两台以进一步提高可靠性,避免单点故障。数据流量可以通过三层交换从一个环流向另一个环。例如:当艺术系的数据流量要流向科学系或行政中心时,是通过三层交换完成的。

此设计的关键优势是:

  • 漫游:用户可以很方便地在任一个由二层域所覆盖的区域内漫游;
  • 有效利用带宽:在各域间的三层交换会大大降低网络中的广播流量;
  • 安全性:可以建立域间流量的严格规则,这些规则可以由三层交换机实行;
  • 高可用性:相邻域间的双链路为域间连接性提供了更高可靠性;
  • 易于维护:区域间的明确分界,可以简化故障诊断,易于分段实施网络升级;
  • 快速故障恢复:整个网络使用EPSR,确保融合网络所要求的超快链路故障恢复;
  • 高带宽:可以专门为核心服务器建立一个专用的高带宽弹性环。

支持EPSRingTM技术的安奈特产品

SwitchBlade x908(AT-SBx908)模块化多层交换机

x900系列 高级千兆多层可扩展交换机

AT-9900系列 高级千兆多层交换机