Redes roteadas de segmentos de engenharia de tráfego com o controlador Juniper NorthStar



Projetar uma rede que forneça SLAs ideais para suas aplicações - garantias de largura de banda e latência, tempo de atividade e capacidade de resposta - ao mesmo tempo em que reduz custos é um desafio clássico de rede. Historicamente, os planejadores de rede usaram ferramentas sofisticadas, como a exibição IP / MPLS da WANDL para planejamento de capacidade e cenário. Da mesma forma, os principais fornecedores de roteamento entregaram engenharia de tráfego de ponta a ponta em tempo real com algoritmos CSPF (Constrained Shortest Path First) e RSVP-TE. Essas tecnologias impulsionaram o crescimento de aplicativos na Internet e na nuvem, garantindo que os aplicativos em nuvem atinjam os SLAs de rede desejados.


No entanto, como o tráfego na nuvem continua a aumentar e os novos serviços na nuvem continuam a se tornar virais, as arquiteturas de rede devem se tornar mais simples e mais modulares. As novas arquiteturas de rede devem permitir mais personalização e agilidade nos serviços, ao mesmo tempo em que utilizam roteadores / switches com melhor custo-benefício para transportar tráfego cada vez maior economicamente. Mais criticamente, as arquiteturas de rede devem simplificar as operações.


O roteamento de segmentos (nome IETF: SPRING) oferece simplificação de rede, eliminando protocolos de sinalização MPLS, como LDP e RSVP. Ele elimina o paradigma hop-by-hop de configuração do caminho LSP e permite que o roteador head-end (ou um aplicativo) defina todo o caminho para o tráfego do aplicativo codificando as informações do caminho no próprio pacote. Nesse novo paradigma de RS, como a rede não contém informações de engenharia de tráfego (TE), um controlador Segment Routing (SR) é uma obrigação para garantir garantias TE e SLA em nível de aplicativo de ponta a ponta em tempo real.


Entre no SR-TE Age com o Controlador NorthStar SR:

Atualmente, os roteadores calculam os LSPs projetados por tráfego usando algoritmos distribuídos de CSPF e os configuram usando a sinalização RSVP-TE.


Em redes SR, no entanto, algoritmos de computação de caminho se tornam centralizados e se movem para controladores. Os controladores SR assumem a responsabilidade pela engenharia de tráfego de toda a rede. Eles expressam o caminho TE como uma pilha de rótulos em redes MPLS e como cabeçalhos de roteamento de segmento (SRH) em redes SRv6. Por sua vez, os roteadores / switches simplesmente encaminham o tráfego ao longo dos caminhos calculados pelo controlador.


Para permitir essa transformação arquitetural, os controladores SR devem oferecer suporte a algoritmos de engenharia de tráfego ricos, inteligentes e adaptáveis , visibilidade de rede granular e, mais criticamente, controle automatizado de ciclo fechado para tomar decisões TE em tempo real com base em condições de rede em tempo real.


Embora muitas técnicas específicas de controle de rede, visibilidade e encaminhamento de tráfego tenham evoluído para a era da nuvem, os aspectos centrais da engenharia de tráfego - a força tradicional da Juniper - permanecem críticos. O Controlador NorthStar SR traz mais de 20 anos de experiência em liderança e implantação de engenharia de tráfego para a nova era SR. Juntos, a SR e o NorthStar SR Controller democratizam a TE e disponibilizam os benefícios da TE para todos os tipos de redes - desde redes SP core e metro a redes corporativas e de nuvem. 


De forma mais crítica, o NorthStar também trabalha com a infraestrutura de roteamento existente e ajuda a migração normal das operações de rede atuais para novas operações de SR.


Visibilidade granular em tempo real da rede:


Visibilidade da topologia: é bastante óbvio que um controlador SR precisa de visibilidade da rede em tempo real para tomar decisões em tempo real. Nesse aspecto crítico, o NorthStar, com um motor Junos embutido, brilha acima da concorrência. O mecanismo Junos da NorthStar se comunica com o resto da rede com IGPs ou BGP-LS, dando-lhe exatamente a mesma visibilidade do estado da rede que qualquer outro roteador na rede. Quando um evento de rede acontece - digamos que um link fica inativo - o NorthStar sabe sobre a falha em tempo real e toma ações corretivas imediatas. O BGP-LS também fornece visibilidade da topologia NorthStar em domínios de rede adjacentes, dando-lhe uma visibilidade de topologia de vários domínios.


Visibilidade de rede além da topologia: para garantir o nível de aplicativos granulares em SLAs em uma rede, a visibilidade topológica sozinha não é suficiente. Por exemplo, um link de 100G pode se degradar devido a algumas falhas no dispositivo ou ao congestionamento do link. Embora a capacidade do link ainda permaneça em 100G, ela pode não oferecer a experiência de aplicativo necessária. Para uma visibilidade mais granular do desempenho da rede, o NorthStar implementa as seguintes tecnologias:


Telemetria de Transmissão : A NorthStar assina os dados de telemetria de transmissão enviados por elementos de rede. Com a telemetria de streaming de todos os elementos de rede, o NorthStar tem visibilidade completa e granular do status exato de toda a rede para tomar as decisões adequadas da TE. Por exemplo, se detectar quedas excessivas de tráfego em um LSP, ele localizará um caminho alternativo pela rede que ignora o caminho propenso a erros.


jFlow: A NorthStar consome registros jFlow para entender os padrões de tráfego de rede em tempo real e tomar decisões da TE com base nos padrões de tráfego.

Sondas sintéticas: Por fim, o NorthStar consome dados de testes sintéticos, como o RPM (medição de desempenho em tempo real), para entender o desempenho da rede a partir da perspectiva de um pacote de aplicativos percorrendo a rede. Essa perspectiva permite que a NorthStar tome decisões da TE a partir da perspectiva de um aplicativo.


Algoritmos de Engenharia de Tráfego ainda Reinado Supremo:


Em última análise, o objetivo principal de um controlador SR é tomar decisões de engenharia de tráfego em tempo real. Algoritmos TE comprovados - implantados nos últimos 20 anos - continuam sendo as jóias da coroa da NorthStar. 


A Juniper está fazendo investimentos contínuos para melhorar os algoritmos de engenharia de tráfego. Por exemplo, recentemente, a NorthStar adicionou a capacidade de criar LSPs P2MP para distribuir eficientemente tráfego multicast e broadcast para redes de transmissão de vídeo em tempo real e redes de serviços financeiros. A Juniper está atualmente aprimorando o CSPF distribuído com suporte integrado para multi-pathing para facilitar novas arquiteturas de scale-out. Esses aprimoramentos da TE estarão disponíveis nos roteadores no modo distribuído, bem como no Controlador NorthStar no modo centralizado.


No futuro, quando os algoritmos de aprendizado de máquina derivarem regras exclusivas de engenharia de tráfego baseadas no aprendizado da utilização da rede, análise de séries temporais de padrões de tráfego usando dados de telemetria, a NorthStar realizará engenharia de tráfego com percepções exclusivas sobre essa rede específica. 


Programabilidade: Embora o NorthStar tenha uma rica biblioteca de algoritmos TE, o objetivo da Juniper é capacitar os clientes para orientar o tráfego com base em suas necessidades de negócios. Com esse objetivo, a NorthStar publicou APIs REST que os aplicativos de clientes podem usar para direcionar o tráfego de acordo com suas necessidades de negócios.


Transformação arquitetural suave : o NorthStar traz o conhecimento da TE para todas as implementações - SR e RSVP-TE - e permite a coexistência de diferentes arquiteturas de rede e operações de negócios ininterruptas, permitindo uma transição suave.


A migração de RSVP-TE para SR-TE é muito interessante. Durante a transição, o NorthStar cria um único banco de dados TE para alocar a largura de banda para RSVP-TE e SR LSPs. O NorthStar também monitora o tráfego em fatias de rede com telemetria de streaming granular para garantir que o tráfego em cada fatia atenda aos SLAs necessários. Este banco de dados e monitoramento integrados da TE torna a transição livre de problemas. Da mesma forma, o NorthStar implementa o monitoramento do LDP para facilitar a migração do LDP para o SR.


Diversidade de canais de comunicação entre o NorthStar e a rede:

A NorthStar ajuda a adoção do SR-TE em todos os domínios de rede, de metro a núcleo a nuvem, a empresas. Suporta diferentes protocolos - populares para as implantações em diferentes domínios - para controlar a rede.


NetConf: A maneira mais simples para o NorthStar comunicar a pilha de etiquetas que representa um SR LSP é usando o NetConf. Essa opção permite que os operadores utilizem o modelo operacional com o qual estão mais familiarizados hoje.


Protocolo de comunicação de elemento de computação de caminho (PCEP): Juniper foi um dos primeiros proponentes da PCEP. É um protocolo de sinalização robusto que permite a gestão completa do ciclo de vida - criação, monitoramento e retirada - de LSPs de um controlador. Além disso, a PCEP coleta estatísticas de todos os LSPs em uma rede - mesmo que eles não sejam criados pelo controlador, fornecendo uma visão completa de todos os LSPs em uma rede. A Juniper ampliou a PCEP para comunicar pilhas de rótulos SR, alavancando assim a robusta infraestrutura PCEP para redes SR.


BGP SR-TE: Para o BGP SR-TE, a Juniper ampliou sua robusta pilha BGP - no NorthStar e no Junos - para configurar os SR LSPs. Embora o BGP SR-TE por si só não permita visibilidade no status dos LSPs criados, com a telemetria de streaming, o NorthStar obtém uma visibilidade completa desses LSPs e cria um controle de loop fechado entre a configuração do LSP orientada pelo BGP SR-TE e a visibilidade orientada pela telemetria de fluxo na utilização e eventos da rede



Transformação de Negócios da Era da Nuvem


Enquanto as inovações tecnológicas da NorthStar trazem claramente simplicidade, agilidade e continuidade às operações de rede, ela também ajuda os clientes a alinhar suas operações comerciais com os princípios da nuvem, porque é um produto de software. A NorthStar é implantada na nuvem privada de um cliente - ou nuvem pública - simplificando assim o planejamento, as implantações e as operações. Além disso, para se alinharem aos modelos de negócios na nuvem, os clientes assinam o software NorthStar em vez de comprá-lo diretamente. 


Transformação de Rede e Continuidade de Negócios sem Compromisso


Em última análise, a grande vantagem da rede na era da nuvem é a simplicidade arquitetônica que permite a riqueza, a agilidade e a eficiência dos serviços. A implementação do NorthStar SR Controller fornece uma migração elegante das implementações atuais para as modernas arquiteturas SR de engenharia de tráfego. A Juniper traz décadas de experiência em implantação para ajudá-lo a fazer os melhores planos de transformação de rede com base em seus requisitos exclusivos e lucrar com a transformação.


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