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Visão geral do roteador nativo de nuvem da Juniper®

Visão geral

Embora o 5G desencadeie uma maior largura de banda, menor latência e maior capacidade, ele também traz novos desafios de infraestrutura, como o aumento do número de estações base ou locais celulares, mais links de backhaul com maior capacidade e mais roteadores de locais de células e roteadores de agregação. Os provedores de serviços estão integrando a infraestrutura nativa da nuvem em topologias de RAN distribuída (D-RAN), que geralmente são espaços pequenos e alugados, com energia, espaço e resfriamento limitados. A desagregação da rede de acesso por rádio (RAN) e a expansão de data centers 5G em hiperescaladores de nuvem adicionaram novos requisitos para o roteamento nativo da nuvem.

O roteador nativo de nuvem da Juniper oferece aos provedores de serviços a flexibilidade para implementar os requisitos de expansão para implantações de 5G, reduzindo tanto o CapEx quanto o OpEx.

O roteador nativo de nuvem (JCNR) da Juniper é um roteador conteinerizado que combina a comprovada tecnologia de roteamento da Juniper com o daemon de protocolo de roteamento conteinerizado (cRPD) do Junos® como controlador e um plano de encaminhamento vRouter contrail® Data Plane Development Kit (DPDK) de alto desempenho. Ele é implementado no Kubernetes e interage de maneira aparente com uma estrutura de rede de contêineres (CNI) do Kubernetes.

Casos de uso

O roteador nativo de nuvem tem os seguintes casos de uso:

  • Rede de acesso por rádio (RAN)

    Os novos sites somente para 5G são uma mistura de RAN centralizada (C-RAN) e RAN distribuída (D-RAN). Os locais de C-RAN são normalmente grandes locais de propriedade da operadora e continuam a implantar roteadores físicos. Os sites D-RAN, por outro lado, são dezenas de milhares de sites menores, mais próximos dos usuários. A otimização do CapEx e opEx é um fator enorme para o grande número de sites de D-RAN. Esses locais também são tipicamente alugados, com capacidades limitadas de espaço, energia e resfriamento. Há conectividade limitada em linhas alugadas para o trânsito de volta ao núcleo móvel. O roteador nativo de nuvem da Juniper foi projetado para funcionar nas restrições de uma D-RAN. Ele é integrado à unidade distribuída (DU) e pode ser instalado em um servidor 1 U existente.

  • Nuvem privada virtual de telecomunicações (VPC)

    Os data centers 5G estão se expandindo para hiperescaladores de nuvem para oferecer suporte a mais sites de rádio. O roteamento nativo da nuvem disponível em ambientes de nuvem pública não suporta as demandas de roteamento de VPCs de telecomunicações, como MPLS, qualidade de serviço (QoS), VPN L3 e muito mais. O roteador nativo de nuvem da Juniper se integra diretamente à nuvem como uma função de rede conteinerizada (CNF), gerenciada como um componente kubernetes nativo da nuvem, ao mesmo tempo em que oferece recursos avançados de roteamento.

Arquitetura e componentes-chave

O roteador nativo de nuvem da Juniper consiste no Daemon de protocolo de roteamento conteinerizado (cRPD) como o plano de controle (JCNR Controller), oferecendo descoberta de topologia, anúncio de rota e programação da base de informações de encaminhamento (FIB), bem como underlays e overlays dinâmicos. Ele usa o Kit de desenvolvimento de plano de dados (DPDK) habilitado para o vRouter como um plano de encaminhamento, fornecendo encaminhamento de pacotes para aplicativos DPDK em um pod e caminho de host I/O para sessões de protocolo. O terceiro componente é a interface de rede de contêiner (CNI) JCNR que interage com o Kubernetes como uma CNI secundária para criar interfaces de pod, atribuir endereços e gerar a configuração cRPD.

O Data Plane Development Kit (DPDK) é um conjunto de bibliotecas e drivers de código aberto. O DPDK permite o processamento rápido de pacotes, permitindo que as placas de interface de rede (NICs) enviem pacotes de acesso direto de memória (DMA) diretamente no espaço de endereço de um aplicativo. A pesquisa de aplicativos para pacotes, para evitar a sobrecarga de interrupções da NIC. A integração com DPDK permite que um vRouter processe mais pacotes por segundo do que é possível quando o vRouter é executado como um módulo de kernel.

Nesta solução integrada, o JCNR Controller usa gRPC, uma chamada de procedimento remoto de alto desempenho, serviços baseados para trocar mensagens e se comunicar com o vRouter, criando assim o roteador nativo de nuvem totalmente funcional. Essa comunicação estreita permite que você:

  • Saiba mais sobre as interfaces de malha e carga de trabalho

  • Provisione interfaces baseadas em DPDK ou kernel para pods Kubernetes conforme necessário

  • Configure a alocação de endereços IPv4 e IPv6 para Pods

  • Instale rotas em tabelas de roteamento

  • Execute protocolos de roteamento como ISIS, BGP e OSPF

Características

  • Implantação, remoção e atualização fáceis em dispositivos de computação de propósito geral usando o Helm

  • Maior desempenho de encaminhamento de pacotes com JCNR-vRouter baseado em DPDK

  • Pilhas completas de roteamento, comutação e encaminhamento em software

  • Funcionalidade L2 básica, como aprendizado MAC, envelhecimento MAC, limitação de MAC e estatísticas de L2

  • Acessibilidade L2 para unidades de rádio (RU) para gerenciamento de tráfego

  • Capacidade de alcance L2 ou L3 para unidades distribuídas físicas (DU), como DUs de ondas de 5G milímetros ou DUs 4G

  • Tags VLAN

  • Domínios de ponte

  • Portas de tronco e acesso

  • Suporte para várias funções virtuais (VF) em NICs Ethernet

  • Suporte para interfaces VF vinculadas

  • Listas de controle de acesso L2 configuradas (ACLs)

  • Limitação de taxa de transmissão de saída, unicast desconhecido e tráfego multicast em interfaces de malha

  • Roteamento IPv4 e IPv6

  • Suporte a rede de acesso por rádio aberta (O-RAN) baseada em software (O-RAN)

  • Gire rapidamente com a implantação em contêiner

  • Solução altamente escalável