Современными трендами в ИТ сейчас являются мобильность, распространение облачных сервисов и приложений, виртуализация и консолидация ресурсов. В основе этих направлений, лежит доступность высокой скорости передачи данных низкой стоимости. Соответственно, возрастает нагрузка на сети передачи данных. Чтобы решать новые возникающие задачи и отвечать трендам компания Cisco Systems разработала концепцию Cisco Intelligent WAN (IWAN). Суть концепции разработчик видит в том, что корпоративная сеть должна быть «интеллектуальной», обеспечивать возможность идентификации приложений, их классификации, оптимизации, задавать динамически, в соответствии с политиками, маршруты для приложений с использованием технологии PfRv3.
Распространение трендов, связанных с мобильностью и облачными сервисами, приводит к тому, что изменяются способы доставки приложений и модели потребления приложений (с помощью мобильных устройств). Появляются новые приложения, которые требуют всё большей полосы пропускания: HD видео, веб-приложения, SaaS.
Ещё один усиливающийся тренд – то, что Cisco называет «Internet of Everything» (IoE). Согласно своей аналитике производитель предполагает: 77 миллиардов приложений будет загружено в 2014 году, 2/3 мирового мобильного трафика данных в 2015 году придётся на видео, ориентировочно 50 миллиардов объектов будет подключено к Интернету в 2020 году. Это должно оказать существенное влияние на стандартные «филиальные» сети и потребует от них новой архитектуры.
Cisco Systems - один из мировых лидеров в области решений для телекоммуникаций – должен был реагировать на эти требования, учитывая, что с начала выпуска текущего поколения маршрутизаторов ISR G2 прошло более 5 лет. В прошлом году Cisco Systems анонсировала маршрутизатор ISR 4451-X, в котором были продемонстрированы подходы Cisco к маршрутизатором нового поколения. На 4451-X была установлена новая модульная OC – IOS XE, была разработана новая архитектура, основанная на использовании многоядерных процессоров и выделении ресурсов под control plane и data plane, появилось понятие services plane. ISR 4451-X явился «пробным камнем» и открывал следующее поколение маршрутизаторов, анонсированное Cisco Systems 04 октября 2014 как маршрутизаторы серии 4300 и 4400.
Новое поколение маршрутизаторов имеет уже знакомую по 4451-X архитектуру выделенных ресурсов под control, service и data plane, а также использует многоядерные процессоры. Особое внимание разработчики уделили масштабируемости и наращиванию мощности продуктов. Решаемую задачу они описывали так: «иметь как можно больший диапазон возможного в рамках одной коробки». Была принята модель под названием Pay As You Grow, т.е. заказчик покупает уже достаточно продвинутый маршрутизатор, но с искусственно заблокированными возможностями, предоставляющие пользователю производительность на уровне нижней границы. Пользователь же может нарастить производительность, в рамках приобретённой одной «коробки», путём докупки лицензий и активаций на устройстве, которые снимут те или иные искусственные ограничения производительности.
Также, есть возможность увеличить производительность и «стандартным» путём. Например, докупить и установить дополнительную память отдельно для control plane и отдельно для service plane.
Cisco отдельно подчёркивает функционал использования в маршрутизаторе сервисных блейдов, таких как UCS, которые позволят обеспечить реализацию различных виртуализированных сервисов и приложений на базе серверных платформ 43-ей и 44-ой серии.
С т.з. сервисов есть возможность обеспечивать конвергированную платформу для сетевых сервисов и для сервисов хранения и вычисления за счёт интеграции сервисных блейдов серии UCS-Е. Cisco заявляет большой потенциал по развёртыванию приложений на базе этих решений в будущем.
В рамках концепции SDN (Software Defined Network) – маршрутизаторы готовы к внедрению сервисов, которые позволят дать возможность обеспечения политик на уровне пользователя и приложений, возможность автоматизации – всё то, что активно продвигается в рамках SDN. Ожидается, что в январе 2015 года появится модуль APIC EM (Application Policy Infrastructure Controller Enterprise Module), который позволит реализовать эти возможности.
Перейдём непосредственно к маршрутизаторам.
Выпущенный в 2013 году 4451-X успел себя зарекомендовать и уже получил некоторые призы. С прошлого года доступен к заказу. При заказе, для беспрепятственного импорта, необходимо выбирать опцию Image NPE (No Payload Encryption). Если заказчику необходимо шифрование, то могут возникнуть трудности с получением разрешения внутри РФ, а также с запретом США на экспорт в РФ определённого оборудования в связи с геополитической обстановкой . В любом случае, вопрос шифрования рекомендуем специально обсуждать с нашими менеджерами, которые могут прояснить текущую ситуацию (что важно особенно сейчас) и предложить варианты и альтернативы, если такие потребуются.
Как уже говорилось, новые маршрутизаторы 4300 и 4400 используют такую же архитектуру и принцип Pay-As-You-Grow, т.е. используется некоторая базовая конфигурация маршрутизатора (нижняя граница коридора производительности), которую можно лицензиями увеличить до верхней границы.
Рекомендованная Cisco Systems карта миграции с ISR G2 на ISR 4300 – 4400 показана на рисунке:
Нажмите на изображение для увеличения
Сообщаем, что не следует ожидать в ближайшее время объявлений о снятии маршрутизаторов ISR G2 с производства. Мы ожидаем, что 2, а возможно и 3 года, оборудование уходящего поколения будет доступно к заказу. Существенно то, что стоимость оборудования нового поколения сопоставима со стоимостью привычных ISR G2: иногда она больше, иногда она может быть и меньше. Поэтому, в пределах бюджета, рекомендуем обратить внимание на более современные и производительные маршрутизаторы Cisco Systems.
Ориентировочные цены маршрутизаторов (согласно Cisco GPL) приведены на следующем рисунке:
Нажмите на изображение для увеличения
Нажмите на изображение для увеличения
Маршрутизатор ISR 4451 по производительности располагается между 3945E и ASR 1001, по стоимости сопоставим с 3945E. Производительность с сервисами составляет 1, либо, с активацией по принципу PAYG лицензии, 2 гигабита в секунду. В системе используется 2 процессора Intel, один из которых с 4-мя ядрами выделен непосредственно под control-plane и services-plane, другой 10-ти ядерный процессор выделен под data-plane.
Маршрутизатор имеет 3 отсека (слота) под сетевые интерфейсные модули и 2 слота под сервисные модули, в качестве которых можно использовать модули семейства UCS-E.
ISR 4451 имеет 4 встроенных combo Gigabit Ethernet интерфейса с возможностью как проводного, так и оптического соединения.
Оптическое соединения выполняется при помощи SFP модулей. Для реализации голосовых функций предусмотрен 1 слот для ISC (Integrated Services Card), который, фактически, является слотом PVDM4, т.е. цифровой процессор, используемый для функций транс-кодинга и других преобразований, которые необходимы для работы системы в качестве голосового шлюза. Устройство имеет 3 слота под модули NIM (Network Interface Modules), которые являются эволюцией карт EHWIC, с увеличенной плотностью портов и пропускной способностью. Имеется 2 порта USB, один из которых предназначен для подключения консоли, а второй для подключения хранилищ.
Питание маршрутизатора предусматривает возможность резервирования и установки двух блоков питания как по постоянному (DC), так и по переменному (AC) току.
В базовой конфигурации маршрутизатор поставляется с 4 Гб оперативной памяти под control и services plane с возможностью расширения до 16 Гб.
В завершение добавим замечание о названии модели. Первоначально маршрутизатор был анонсирован как 4451-X, чтобы дать общее название для всех новых маршрутизаторов серии. Позднее название было сокращено до 4451. Соответственно, все остальные маршрутизаторы серии будут иметь названия без литеры «X» в конце.
Нажмите на изображение для увеличения
Выполненный в размере 1U, маршрутизатор позиционируется как замена 3925, 3945. Базовая производительность устройства с сервисами составляет 500 Мбит в секунду. По принципу PAYG производительность можно увеличить до 1 Гбит в секунду только одними лицензиями.
4431 можно представить как 4451, у которого отсутствует нижняя часть. Имеет 4 встроенных интерфейса combo Gigabit Ethernet, 3 слота для NIM, но отсутствуют слоты для сервисных модулей. Питание такое же как у 4451: есть возможность резервирования и установки 2-ух блоков питания по постоянному (DC) и переменному (AC) току. Архитектура включает 2 процессора: под control и service plane выделен 4-х ядерный процессор, а под data-plane выделен 6-и ядерный процессор (в отличие от 10-и ядерного у 4451). Также, есть 1 слот (ISC) для PVDM 4, 2 USB порта (для консоли и хранилища). В базовой конфигурации поставляется 4 Гб оперативной памяти под control и services plane, которая может быть увеличена до 16 Гб.
Нажмите на изображение для увеличения
Переходим к «младшей» серии 4300. Первое отличие серии 4300 от 4400 – это количество процессоров: маршрутизаторы серии 4400 имеют по 2 многоядерных процессора, маршрутизаторы серии 4300 имеют по одному многоядерному процессору. В 4400 выделение ресурсов происходит на уровне процессоров, в 4300 распределяются ядра.
Маршрутизатор 4351 использует 8-ми ядерный процессор. Маршрутизатор представляет собой 2U систему. Имеет встроенные 3 слота под NIM (Network Interface Module), 2 слота под SM (Service Module) и 3 интерфейса combo Gigabit Ethernet с возможностью использовать оптоволокно. В отличие от старших моделей, возможность резервирования и установки 2-х блоков питания отсутствует: используется только один блок либо постоянного (DC), либо переменного (AC) тока.
Маршрутизатор 4351 имеет базовую производительность 200 Мбит с сервисами, которая по принципу PAYG лицензиями может быть увеличена до 400 Мбит.
Позиционируется как замена маршрутизатора 2951.
Нажмите на изображение для увеличения
Маршрутизатор 4331 позиционируется как замена «старым добрым» рабочим лошадкам – 2911 и 2921. Это 1U устройство имеет базовую производительность с сервисами в 100 Мбит, которую по принципу PAYG дополнительными лицензиями можно увеличить до 300 Мбит. Используется 8-и ядерный процессор. Имеет 2 слота NIM (Network Interface Module) и 1 слот SM (Service Module), а так же 2 интерфейса Gigabit Ethernet и 1 слот PVDM4.
Модель имеет только 1 блок питания и только переменного тока (AC).
Нажмите на изображение для увеличения
Последняя и самая младшая из анонсированных на текущий момент моделей маршрутизаторов нового поколения – это ISR 4321. Маршрутизатор позиционируется как замена 1941 и 2901. Устройство с габаритом 1U и производительностью с сервисами от 50 Мбит в базовой конфигурации и до 100 Мбит при активации лицензий по системе PAYG. Имеет 4-ёх ядерный процессор, 2 слота NIM (Network Interface Card), 1 слот под SFP трансивер, 2 проводных Gigabit Ethernet интерфейса, 1 порт USB.
Как и 4331, 4321 использует только 1 блок питания переменного тока (AC).
Без активации «performance» лицензии, внутри системы используется специальный шейпер, который ограничивает производительность системы до 1 Гбит в секунду. На втором процессоре (при его наличии) без лицензии вместо 10 ядер в data-plane будет отдано только 6 ядер. С активацией лицензий ограничения снимаются.
Все маршрутизаторы серии 4300 и 4400 используют новую модульную ОС – Cisco IOS XE. Среди лицензий к ОС производитель предлагает: Security (SEC), Voice (V), Application Experience (AX). Последняя нужна для обеспечения сервиса с т.з. мониторинга трафика, идентификации и оптимизации приложений с использованием, например, NBAR2 и WAAS соответственно. Все эти лицензии (включая performance-лицензии) можно активировать непосредственно через консоль маршрутизатора. Cisco предусматривает ознакомительный (evaluation) период, который даёт 60 дней использования лицензий без покупки. Также известно, что производителем в будущем будет предложена ещё одна лицензия под названием ONE Software Suite. Но что это будет – нам пока не известно.
Все маршрутизаторы обязательно имеют 1 выделенный гигабитный интерфейс для управления. Также устройства имеют Gigabit Ethernet интерфейсы, для которых можно использовать либо проводные RJ-45, либо оптические SFP трансиверы. Для некоторых моделей доступна PoE+. Каждый маршрутизатор имеет NIM слоты (разное количество в зависимости от модели) для нового поколения модулей, имеющих большее количество портов (до 8-ми портов на модуль) и производительность, чем использующиеся в маршрутизаторах поколения ISR G2 модули EHWIC. От каждого модуля NIM используется 2 гигабитное подключение в сторону матрицы MGF, которая используется для обмена данными внутри системы. Существует возможность использовать модуль SSD для хранения данных или кэш при оптимизации WAAS. Также используются 2 больших слота SM, которые имеют 10-ти Гигабитное подключение к внутренней матрице MGF. Некоторые из модулей в SM формфакторе совместимы как с маршрутизаторами ISR G2, так и с маршрутизаторами нового поколения.
В устройстве выделены control и services plane, имеющие собственный 4-х ядерный процессор, и data plane с процессором, имеющим от 6 до 10 ядер.
В маршрутизаторах используется MGF-матрица (Multi-Gigabit Fabric) – коммутатор 2-го уровня, встроенный внутри системы, и выполняющий передачи данных между различными модулями.
Большинство сервисов функционирует в выделенных сервисных контейнерах service-plane.
Есть IOSd – демон, который работает на выделенном ядре в control plane процессоре.
Из доступных в настоящее время сервисов есть сервис ISR-WAAS оптимизации передаваемого трафика. Одним из доступных сервисных контейнеров является приложение WAAS.
Интерфейсы: до 4-х встроенных интерфейсов FPGE (Front Panel Gigabit Ethernet), имеющих внутренние подключения к Data Plane; ISM слот; до 2-х модулей SM-X с подключением 10 гигабит по внутренним каналам; до 3-х модулей NIM с подключением 2 гигабита к MGF.
Если происходит обмен данными между FPGE и какими-либо другими модулями, то трафик проходит через Data Plane и MGF. Если обмен данными идёт между модулями NIM и SM, то трафик проходит только через MGF, минуя Data Plane. Если трафик является трафиком 3-го уровня, то он пройдёт через Data Plane и после обработки вернётся через MGF.
Архитектура схожа с архитектурой серии 4400, за исключением того, что ядра Data Plane, Control Plane и Services Plane реализованы на базе одного процессора. Самих ядер от 4 (ISR 4321) до 8 (ISR 4331, 4351). Пропускная способность MGF-матрицы – 50 Гбит /с
Одним из преимуществ маршрутизаторов нового поколения является возможность использовать выделенные ресурсы для различных сервисов. Сейчас доступны следующие сервисы:
Подобный подход позволяет абстрагироваться от места нахождения приложений, т.е. функционирующее в сервисном контейнере приложение может работать в модульной Linux-based ОС IOS-XE или в интегрированных в маршрутизатор сервисных блейдах UCS-E серии, или во внешних сервисных блейдах UCS. Интеграция приложений с системой и сетью происходит через унифицированный API и onePK. Также существуют сервисы (например, AppNav – обеспечивает балансировку соединений для оптимизации трафика WAAS), которые могут функционировать в самой Data Plane, что обеспечивает повышенную производительность.
В предыдущем поколении серверов в устройствах использовался одноядерный процессор и все сервисы реализовывались в рамках такой платформы, что приводило к деградации производительности маршрутизатора при росте количества сервисов. Новый подход позволяет, во-первых, использовать выделенные сервисные ресурсы, и, во-вторых, абстрагироваться от местоположения самого сервиса. Эти возможности заложены в новые маршрутизаторы и будут полноценно реализованы после появления модуля APIC EM – по сообщениям, в начале 2015 года.
Сервис обеспечивает оптимизацию передаваемого трафика через внешние каналы связи. Сам сервис может быть реализован как на базе отдельных устройств, так и на базе маршрутизаторов. Для маршрутизаторов ISR G2 существует версия сервиса WAAS Express, которая представляет собой дополнение к IOS. При этом, WAAS Express работает на базе маршрутизатора ISR G2 и, соответственно, использует ресурсы памяти и накопительные ресурсы самого маршрутизатора. Вследствие этого, перед запуском сервиса настоятельно рекомендуется максимально нарастить ресурсы оперативной и накопительной памяти устройства. Альтернативной опцией запуска сервиса WAAS на маршрутизаторах ISR G2 являются модули SRE (Service-Ready Engine), которые являются первым поколением блейдов.
Серия ISR 4400 предоставляет 2 способа реализации WAAS. Первый вариант – ISR-WAAS, т.е. интегрированный в маршрутизатор, на базе сервисного контейнера, сервис, являющийся модулем в ОС IOS-XE. Такой подход позволяет быструю инсталляцию и развёртывание WAAS. Второй вариант – Virtual WAAS, заключается в развёртывании гипервизора (VMware esx, esxi) в модуле UCE-E, и запуске кода WAAS в рамках виртуальной машины на этом модуле. При этом используются ресурсы модуля UCS-E.
Минимальные требования для реализации WAAS на Cisco ISR 4451: 8 GB CP DRAM, 16 GB Flash, 200 GB SSD.
Команды активации:
Большинство модулей ISR G2 несовместимы с маршрутизаторами ISR 4300 – 4400. В новых маршрутизаторах используется новый форм-фактор NIM с более высокой плотностью портов и высокоскоростным соединением с матрицей MGF. Обновлено поколение модулей PVDM (старые модули не совместимы), большинство SM-модулей также не совместимы, за исключением 3-х, которые могут работать в оборудовании обоих поколений: модуль UCS-E, модуль с интерфейсом E3 – T3 и EtherSwitch модули в форм-факторе SM-модулей.
Например, используя 2 карты по 6 гигабитных портов к имеющимся 4-ём на борту, можно получить на базе 1-го шасси ISR 4451 в сумме 16 маршрутизируемых гигабитных портов как проводных, так и оптических.
SM-X Switch Module может работать как в старых, так и в новых маршрутизаторах. Он представляет из себя коммутатор Catalyst 3560-Х выполненный в форм-факторе SM. Поддерживаются модули с 16, 24 и 48 портами, есть модули с поддержкой PoE+, лицензирование такое же, как на 3560-Х (Lan Base, IP Base, IP Services).
Доступны два модуля с маршрутизируемыми гигабит-эзернет (6шт) или 10 гбит-эзернет (1шт) портами.
В настоящее время маршрутизаторы Cisco серии ISR 4300 и ISR 4431 проходят нотификацию, которая должна завершиться в ноябре 2014 года. О возможности заказа, сроках поставки и стоимости новых Cisco ISR 4300 и 4431 вы можете узнать у менеджеров «Технологии и Машины». Для пользователей оборудования Cisco Systems смена поколений маршрутизаторов является важным событием. Мы продолжаем отслеживать информацию о новом поколении ISR и рассчитываем в ближайшее время получить последние сведения «из первых рук», которыми с вами поделимся. Следите за новостями на нашем сайте, или подпишитесь на наши социальные сети и Твиттер.
Copyright © ООО «Технологии и Машины» 2014 г. Все права защищены.
Использование материалов возможно с письменного разрешения компании «Технологии и Машины». Запрос можно отправить на pr@t-mash.ru
___________________________________________________________________________________________________________________________
Компания «Технологии и Машины» является официальным партнёром компании Cisco Systems, Inc.