《電子技術應用》
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以軟件方式推動下一代互聯網快速演進
摘要: “IPv6是下一代互聯網的基礎,但下一代互聯網不僅僅只是IPv6,SDN(軟件定義網絡)也很可能成為互聯網進化為下一代互聯網的主要驅動因素”,這是學術界和互聯網產業界的共識,以軟件方式實現IPv6過渡部署產品與SDN新業務產品開發成為業界的熱門。 武漢綠網專注于高性能網絡數據分析與處理領域,基于“x86+Linux”通用架構、以軟件方式實現下一代互聯網演進路線,開發出支持下一代互聯網發展的高性能網絡設備和平臺解決方案,在功能、性能、穩定性和成本方面具有非常明顯的優勢。
Abstract:
Key words :

 “IPv6下一代互聯網的基礎,但下一代互聯網不僅僅只是IPv6,SDN(軟件定義網絡)也很可能成為互聯網進化為下一代互聯網的主要驅動因素”,這是學術界和互聯網產業界的共識,以軟件方式實現IPv6過渡部署產品與SDN新業務產品開發成為業界的熱門。

武漢綠網專注于高性能網絡數據分析與處理領域,基于“x86+Linux”通用架構、以軟件方式實現下一代互聯網演進路線,開發出支持下一代互聯網發展的高性能網絡設備和平臺解決方案,在功能、性能、穩定性和成本方面具有非常明顯的優勢。

1.     功能

在x86硬件架構下以軟件方式實現網絡設備的原型非常方便快捷,能夠支持豐富的功能是以軟件方式開發產品的最大優點。以GN-iGateway融合網關產品為例,武漢綠網已在x86平臺上實現了DS-LITE、SMART6、LAFT6、PUBLIC、MAP、IVI、NAT64、6RD、BIH、6LOWPAN多種標準的支持。實現新標準的核心功能,只需要一、兩周時間即可,充分體現了在通用平臺可編程好的優勢。而且通用CPU所能支持的功能多樣性是專用芯片完全無法比美的,類似智能手機與功能手機的差異一樣顯著。

2.     性能

通常人們認為用x86硬件實現網絡設備性能會比較差,這其實是一種誤解。事實上高端x86 CPU的集成度和硬件工藝比專用芯片更高,可以支持高性能網絡處理。通過對操作系統、網卡驅動、內存管理、CPU調度等多個方面做正確的優化,就可以大幅度提高網絡處理的性能,這就是“通用平臺專用化”的優化方法。也是采用Intel或AMD通用CPU的超級計算機性能強大的重要原因之一。

武漢綠網自主研發了基于x86+Linux的GN CUBE高性能開發平臺解決方案,通過軟件方式,采用多種優化技術,大幅度提升包處理性能,解決了網絡設備I/O吞吐量的瓶頸。基于GN CUBE平臺開發的NetDominator系列產品。如,NetDominator 20000,采用Inter i7 2600 CPU,可在10GE以太網上實現七層應用的線速分析和轉發,性能達到20Gbps、6Mpps、延遲低于1ms;NetDominator 40000,采用Intel XEON E5 2650則性能可達到40Gbps、20Mpps、延遲低于1ms;即使采用Intel低端的ATOM CPU,性能也可達到1Gbps、1Mpps、延遲低于1ms的強大性能。通過這些實際數據可以直觀的看到武漢綠網的產品在x86平臺上優化后所體現出的強大性能。根據摩爾定律,我們預測:到2013年底,x86單板硬件可以滿足4路萬兆以太網的需求;2015年左右,x86單板硬件可以滿足單路100GE以太網的需求。

3.     穩定性

與性能問題類似,多數人會有PC機不夠穩定可靠的印象。實際上采用高品質主板、CPU、內存和網卡,配合電信級的電源和散熱系統,結合功能裁減、性能優化后的Linux操作系統,其穩定性、可靠性將與采用專用架構的網絡設備并無本質區別。主流電信設備制造商在面對某些復雜應用時,其專用架構的設備上也會采用x86板卡來完成這些復雜功能。

10年來,武漢綠網的DPI產品用于全國16個省的運營商網絡中,最新一代串行部署的DPI產品也已在數個直轄市、省會城市的城域網中規模使用,單一最大案例規模達到200條萬兆鏈路,最長穩定運行案例超過5年。

4.     成本

采用x86架構生產網絡設備,成本優勢非常明顯。采用專有硬件架構的網絡設備,硬件的設計難度很大,生產工藝風險也非常大,而且對專用硬件架構熟悉的人才也相對匱乏。整個研制、生產周期很長。且需要較長時間檢驗,在較大規模應用后才能確認穩定可靠。而高端的x86硬件是采用全球最頂級的工藝、大規模批量生產出來的,質量很好且市場價格合理。同時,通用架構的軟件開發工具和人才資源均非常豐富,可重復使用的軟件模塊很多,甚至多數是開源的,研發生產成本比較低。 

武漢綠網推出的GN-iGateway融合網關基于“Intel x86+Linux”的體系架構,其通用性、可編程性強大,支持業界主流IPv6過渡技術,包括:DS-LITE、SMART6、LAFT6、PUBLIC、MAP、IVI、NAT64、6RD、BIH、6LOWPAN等標準方案。GN-iGateway以雙棧技術為基礎,主要采用含地址映射在內的翻譯轉換過渡技術(即SIIT的轉換原理結合IPv4網絡中的動態地址翻譯技術),并結合隧道技術,具有強大技術和產品基礎、高性能、多功能、高可靠、低成本等優勢。

【成果分享】

n  武漢綠網與中國電信北京研究院、中國電信上海研究院、中國移動研究院、中國聯通研究院、清華大學、北京郵電大學、中國地質大學等開展IPv6過渡標準相關、IPv6網關云存儲溯源、DPI技術等方面工作的合作研究。

n  武漢綠網的GN-iGateway_LAFT6產品參加了2012年11月在美國亞特蘭大舉行的IETF85次大會,得到清華大學和北京電信研究院的認可。

n  武漢綠網獲國家發改委“下一代互聯網技術研發、產業化和規模商用專項資金”資助,得到CNGI專家組支持,共同進行融合網關系列產品的產業化研究。GN-iGateway系列DS-Lite、LAFT6、6RD、Smart6、BIH/PNAT已經通過由CNGI專家組組織的IPv6 Ready測試。

n  2012 IPv6過渡技術國際測試大會在北京召開,武漢綠色網絡公司參加了本次大會,并攜GN-iGateway系列IPv4-IPv6融合網關產品方案參與全面測試,以ACTA架構設備作為產品的運行平臺。參與測試協議包括:DS-Lite、Smart6、LAFT 4OVER6、BIH/PNAT、6RD,在本次IPv6測試大會的各協議的各項測試中,GN-iGateway系列產品測試均順利通過,測試結果和表現獲得各方肯定。

n  武漢綠網的IPv4-IPv6融合網關產品GN-iGateway_Public在清華大學國家重點實驗室進行了全面測試,性能功能等測試指標結果優秀,得到了清華大學方面專家的肯定和認可。

n  武漢綠網的融合網關GN-iGateway_Smart6和GN-iGateway_DS-Lite產品在海南電信成功應用,為2013年博鰲論壇(4月6日-4月8日)提供IPv6技術支持和保障。

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