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日本高速研究与教育网SINET5和网络功能虚拟化服务试验台概述

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非常感谢您,感谢你们邀请我来做这个介绍,感谢大家的邀请,这是非常好的一个峰会。我今天演讲的话题就是“日本高速研究与教育网SINET5和网络功能虚拟化服务试验台概述”。NII就是日本国际情报学研究所,这是NII更多的是在学术基础设施平台上运作的,它是一个非常基础的平台。它这边是一个国家级的100千兆主杠网络,这个就是SINET5。我们现在支持不同运用,包括云服务。

现在我来介绍一下SINET5平台。SINET5它是有很多前沿研究设施的,同时其中一个比较重要的功能就是它能够和许多前沿的研究设施所连接,比如说地震感应器、无线电波望远镜、计算机等等都可以连接到SINET当中。同时,SINET网络它也支持各个国际的项目,包括我们给他们提供国际的网络连接,包括在瑞士LHC、包括在智利等等都是在我们这样的一个架构下可以被支持到的。同时我们有许多研究项目都需要这样的数据安全,所以我们这种高性能服务非常受他们的欢迎。同时SINET也扮演了一个非常重要的角色,尤其是在高层级的运用服务领域,比如说像数据的服务,以及许多的教育活动当中,它的运用都是非常广泛的。

这个幻灯片是我们最新的网络技术,就是SINET5。SINET5其实是覆盖了很多不同的省,所有的省都用到了100千兆网络线路。我们从2016年开始运营,大概有900所大学和研究所都运用了SINET5网络,同时大概有300万用户。

同时,对于私立大学的覆盖范围虽然比例有一点低,但是私立大学数据现在也是相比国立大学的数据,是国立大学的4倍。同时,它现在有50个(英文)。所有的路由器都可以连接到大于100兆的线路当中,同时所有的路由器能够适应不同的大学连接线路。除此之外,SINET它还有国际的网络线路,可以连接到美国、欧洲、亚洲的其他国家。在日本,我们设立了5个路由器。这些路由器就可以供大学都连接到国际的线路。

这个就是我们SINET流量的一些需求,这个流量的增长线大概相比去年,这个流量大概增长了1.3倍。同时相对2015年-2016年相比,增长的比率大概是在1.55倍。

这个就是我们SINET5内部网络架构,SINET5可以连接到日本ISP和IXP网观路由器。同时国际线路可以连接到外国国家研究和教育网络当中,也就是AREN(音)。通讯速度大概在10-100千兆。在2019年上半年更新战略计划,这个战略计划就是更新我们日本到欧洲的网络,以及欧洲纽约的线路,通过洛杉矶进行转送,还有包括欧洲新加坡的线路,增加到100千兆,这个计划是在2019年2-3月期间进行实现。

除此之外,从国际的战略宏观角度来看,我们也是希望将日本和欧洲、日本和美国线路增加,采用新的100千兆的线路。这个就可以供国际的研究机构来进行使用,使他们享用100千兆高性能和高稳定性的通讯。今年,我们计划日本到香港这条线路的网络也更新到100千兆网络通讯当中。

它的连接线,尤其是针对SINET5连接线,我们计划更新的部分,大学很多都连接到连接线到SINET基础设施当中,他们使用的网络连接线其实是不同的连接线,大概有30多个大学是用了我们100千兆的连接线连到了SINET上面。这个数据是非常大的,但是每一个大学都是不一样的,大学的使用者他们可以通过100千兆的带宽来传输最大的数据。

我们可以看到SINET5网络架构是非常复杂的,情报研究机构设计了一个非常全新的高性能、高可靠性的网络架构,我们可以将网络实施出来,与不同的网络供应商、电信运营商进行合作。我们有不同的光纤层级,还有一个数据包的传输层级等等,在每一个(英文)当中,我们的(英文)交换机和路由器都是可以部署的。同时,(英文)可以提供波长路径给(英文)路由器。这个(英文)也可以提供(英文)和(英文)的路径给我们的IP路由器,这样IP路由器可以提供多层级的网络服务,比如说网络连接服务,以及VPN服务,这样可以供学界相关使用者所使用。

这个PPT就是分层或者是切片式的网络服务。在每一层的网络服务当中,他们都可以部署到一个有逻辑的路由器当中。所以,这样每个逻辑层的路由器其实都是独立的,他们同时都是独立的连接到MPLS-TP的路径当中。这样的话,这个网络和另外一个网络其实都是相互独立的,不会出现干扰的情况。比如说在使用VPN的时候,我们在把VPN逻辑的服务装到另外一台设备上的话,我们这样的VPN就没有办法去实现,这就是我所说的独立性的应用。还有100千兆的网络,现在可以传送100千兆的流量,从一个点到另外一个点,比如说从一个城市到另外一个城市。同时这样的运营状态也是现在能够达到100千兆的运行能力。

大家可以看到在这个图表上面,展现的就是5TB传输结果,传输速度是100千兆,所以看到传播速度非常快。目前运算的流量在(英文)和(英文)之间已经达到了峰值,大概是在100千兆。在(英文)和(英文)这个区域其实是有很多大学的,所以说大家可以看到他们的流量是经常会达到峰值或者是流量是非常大的。所以呢,即使是在这么大的流量需求下,它的网络运行速度也是能够保证在100千兆。

这个就是我们第二层关于VPN预定服务,比如说Layer2的服务,这样的话他的时间、地点等等都是非常明确的,还有点到点或者是多点到多点的二级层级的VPN也是可以搭建的。比如说在多点到多点的VPN服务当中,我们会运用动态ADD和(英文)VPN的地址。同时,我们支持REST界面和NSI的界面。同时,我们的使用者他可以利用REST和NSI的界面来控制VPN的设置。VPN而且我们的用户他可以通过GUI自己设立一个VPN,比如说他可以用网络上面的窗口来选择登录,以及选择一个项目。这张就是路由的固定服务,就是从点到点的VPN可以通过GUI进行配置,整个传输的延迟可以通过图表展现出来。另外,这个系统整个传输的延时在这里大家可以看出来。用户可以评估一下整个运用的性能,可以看到不同的路由有不同传输的延时。

这里是VPN路径的设置和发布的时间。我们有一个样品,样品是由一个图表显示出来的,取决于设置和发布的时间,我们有了这样一个图表。我们需要40秒的时间进行设置和发布。一般来说,大部分的VPN可以在40秒钟设置并且发布。但有的时候会有更长的时间,有时候甚至是200秒以上的时间来完成这样的设置,这个时间就很长。为什么会出现呢?关键就是有这样的一个冲突出现了,我们要减少这种任务的冲突来缩短这样的设置和发布的时间。这是互动的情况。

接下来我要介绍一下NFV测试床的情况。NFV测试床的概览,我们在NFV的平台在四个数据中心得到了部署,NFV的平台自2016年6月份开始运营,每个数据库就有两个高速链路的连接,它是100GBS高链速的网络。他们同时有一个编排器来进行管理,他们是一个分布式的NFVDC架构。我们主要是为网络,还有大学提供这样的服务,这些NFV的服务主要是为大学服务的。这里是一个具体的案例,是我们为大学NFV的服务。比如说里面有相应网络的设备,像路由器、防火墙、载荷平衡器都会放在云端。当然,保留了两个交换机,这样整个运行的情况变得更加简化了,这样简化设备的架构给大学的园区带来了很多的好处。

接下来,我们要评估一下NFV的服务。我们对NFV构架了一个性能测试床,这个展示出了NFV平台设施。SINET5是有自己的VPN控制器的,左边是一个平台,SINET5的平台,这里面有VPN的控制器、云控制器、NFV编排器,云控制器产生了一个虚拟机,NFV产生了第二层的交换机。下面还有一个实体的情况,比如说储存,还有服务器。NFV平台有一个云控制器就产生了一个虚拟机作为服务器,在服务器上面。然后NFV有一个协调器,产生了VNF和控制器有相关联性。我们有一个端口的连接器和租户的网络进行连接。这个是云控制器和NFV的编排器,我们主要是管理4个数据中心当中的50个计算机的服务器。在前面的一个编制当中有很多云的控制器,3个云控制器,在4个数据中心当中就需要3个云控制器,我们其实要减少服务器和控制器的数字。我们主要是把左边改变到右边,这个数量大大减少,所以结构大大简化了。在云控制器当中,每个数据中心当中只有3个服务器。另外,像NFV的编排器也有两个这样的服务器,我们就减少了服务器的数量,一套的云控制器其实管理了所有的服务器。这样的一个虚拟机也可以来运行NFV的编排器。

这张幻灯片显示出两种NFV编排的服务,一个是平台操作管理的服务,第二个是用户管理的服务。在前面一个服务当中,VNF是由NFV平台操作者管理的,NFV许可是由平台操作人员拥有的,用户可以使用VNF作为一个租用的VNF。NFV的编排者运行虚拟机,虚拟机其实是部署在平台上。VNF是在平台上运行的,并不是拥有者所运行的。这其实是由用户自己管理的,VNF的许可是由用户自己拥有的。虚拟机是在用户的租户上面进行部署的。VNF平台管理者设定了相关的功能,通过编排器调节功能,客户可以用相应的虚拟的网络功能。用户所管理的服务使用这样的服务来进入编排器,这样的编排器是编排在用户的网络当中,这样的VNF编排器其实就产生了B租户,然后用户B使用,这样是由用户自己所用了,同时也是由他自己来管理。

这张幻灯片是VNF服务当中自主康复治愈的功能,目前有一个DC之间自动的治愈提供相关的VNF的网络。用户的VNF其实受到了DC之间自动治愈,编排器来得到保护。VNF的编排器其实也得到了DC之间的自动治愈,得到了云控制器当中的保护。这里可以看到VNF恢复期间的评估,在整个恢复当中我们需要6分钟的时间,也就是具体时间的分布我们可以看到3分钟、2分钟、17秒钟、11秒钟,我们要缩短恢复的时间。有一个托管的OS的安装,我们要缩短整个的恢复时间。其中有一个备用的VNF,目前设置了,然后进行激活。我们其实有第三步和第四步的过程,然后有30秒钟。在这个情况当中,第三步和第四步是必要的,我们需要30秒钟来进行恢复。

这个是WAN组网相互互联的情况,这个展示出外围的情况。第二层NFV和VNF的服务,方法就是通过SINET5,我们有相应的样机进行连接。这个是我们互相工作的配置,可以看到VNF的编排器和网络的控制器。这个数据显示了它们之间相关联的关系,有很多的控制器能够连接在一起,我们必须要有很多的执行,开销还是比较大的,要把所有的控制器都整合在一起,开销是很大的。

这是我的最后一张幻灯片。这是我们测试当中的例子,我会给大家看一下,我想要介绍的是这么一个例子,VNF平台在测试当中的服务。在这个案例当中用了商用云,(英文)商用云,把私有云服务联系在一起,它是一个虚拟的私有云的服务,名字叫(英文)。用户设置了一个路由器,它是说BGP和(英文)网观进行说话。我们有(英文)路由器,这样其实在整个用户层就不需要特别的网络设备了,它可以和example网观进行说话。这是非常简单的(英文)的结构,然后用第二层域名延伸到了站点,数据就从(英文)当中通过虚拟路由器进行路由。这是(英文)测试样本,是8K的传输实验。在这个过程当中,我们有展示8K非压缩的影像进行传输。这是在日本下雪的节日当中进行传输的,这是24GBP8K的图案,其实是输出了,在虚拟机当中传输到了NFV的平台当中。它是通过下游到达展示站,VNF的平台是和SINET5进行连接,是有非常高速的100GBP的链路。这是去年2月份进行试验,这是非常成功的试验。

这是我的演讲,所有的内容都结束了,谢谢。