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NFX250 新一代概述

瞻博网络 NFX250 网络服务平台是一款安全、自动化、软件驱动型客户端设备 (CPE) 平台,可按需提供虚拟化网络和安全服务。NFX250 是瞻博网络云 CPE 解决方案的一部分,该解决方案利用了网络功能虚拟化 (NFV)。服务提供商能够在单个设备上部署和链接多个、安全、高性能的虚拟化网络功能 (VNF)。

图 1 显示了 NFX250 设备。

图 1:NFX250 设备 NFX250 Device

NFX250 是一款完整的 SD-WAN CPE,可提供安全路由器功能和新一代防火墙 (NGFW) 解决方案。

NGFW 包括安全功能,例如

NFX250 设备适用于中小型企业以及大型跨国或分布式企业。

Junos OS 19.1R1 版为 NFX250 设备引入了重新优化的架构。借助此架构,您可以使用JCP作为单点管理来管理所有 NFX250 组件。

注意:

出于文档目的,使用此架构的 NFX250 设备称为 NFX250 NextGen 设备。

软件架构

图 2 展示了 NFX250 NextGen 的软件架构。该架构旨在提供作为单一管理点的统一控制平面。NFX250 NextGen 软件的关键组件包括JCP、JDM、第 2 层数据平面、第 3 层数据平面和 VNF。

图 2:NFX250 新一代软件架构 NFX250 NextGen Software Architecture

系统软件的关键组件包括:

  • Linux — 主机操作系统,用作虚拟机管理程序。

  • VNF — VNF 是网络设备及其功能的虚拟化实施。在 NFX250 新一代架构中,Linux 充当虚拟机管理程序,并创建并运行 VNF。VNF 包括防火墙、路由器和 WAN 加速器等功能。

    您可以将 VNF 作为块连接到一个链中,以提供网络服务。

  • JCP — 在主机操作系统 Linux 上运行的 Junos 虚拟机 (VM)。JCP作为所有组件的单点管理。

    JCP支持:

    • 2 层到 3 层路由服务

    • 3 层到 4 层安全服务

    • 4 层到 7 层高级安全服务

    此外,JCP还支持 VNF 生命周期管理。

  • JDM — 管理 VNF 并提供基础架构服务的应用程序容器。JDM 在后台运行。用户无法直接访问 JDM。

  • L2 数据平面 — 管理第 2 层流量。第 2 层数据平面将 LAN 流量转发到 Open vSwitch (OVS) 桥接,后者充当 NFV 底板。第 2 层数据平面映射到JCP上的虚拟 FPC0。

  • L3 数据平面 — 为第 3 层至第 7 层服务提供数据路径功能。第 3 层数据平面映射到JCP上的虚拟 FPC1。

  • 开放式 vSwitch (OVS) 网桥 — OVS 网桥是一个 VLAN 感知系统网桥,充当 VNF、FPC1 和 FPC0 连接到的 NFV 底板。此外,您还可以创建自定义 OVS 桥接,以隔离不同 VNF 之间的连接。

有关支持的功能列表,请参阅 功能浏览器

NFX250 型号

表 1 列出了 NFX250 设备型号及其规格。有关更多信息,请参阅 NFX250 硬件指南

表 1:NFX250 型号和规格

组件

NFX250-S1

NFX250-S2

NFX250-S1E

Cpu

2.0 GHz 6 核 Intel CPU

2.0 GHz 6 核 Intel CPU

2.0 GHz 6 核 Intel CPU

Ram

16 GB

32 GB

16 GB

存储

100 GB SSD

400 GB SSD

200 GB SSD

外形

桌面

桌面

桌面

港口

8 个 10/100/1000BASE-T RJ-45 接入端口

8 个 10/100/1000BASE-T RJ-45 接入端口

8 个 10/100/1000BASE-T RJ-45 接入端口

两个 10/100/1000BASE-T RJ-45 端口,可用作接入端口或上行链路端口

两个 10/100/1000BASE-T RJ-45 端口,可用作接入端口或上行链路端口

两个 10/100/1000BASE-T RJ-45 端口,可用作接入端口或上行链路端口

两个 100/1000BASE-X SFP 端口,可用作上行链路

两个 100/1000BASE-X SFP 端口,可用作上行链路

两个 100/1000BASE-X SFP 端口,可用作上行链路

2 个 1 千兆位或 10 千兆以太网 SFP+ 上行链路端口

2 个 1 千兆位或 10 千兆以太网 SFP+ 上行链路端口

2 个 1 千兆位或 10 千兆以太网 SFP+ 上行链路端口

一个 10/100/1000BASE-T RJ-45 管理端口

一个 10/100/1000BASE-T RJ-45 管理端口

一个 10/100/1000BASE-T RJ-45 管理端口

控制台端口(RJ-45 和 mini-USB)

控制台端口(RJ-45 和 mini-USB)

控制台端口(RJ-45 和 mini-USB)

一个 USB 2.0 端口

一个 USB 2.0 端口

一个 USB 2.0 端口

接口

NFX250 新一代设备包括以下网络接口:

  • 10 个 1 千兆以太网 RJ-45 端口和 2 个 1 千兆以太网网络端口,支持小型可插拔 (SFP) 收发器。端口遵循命名约定 ge-0/0/0/n,范围 n 从 0 到 11。这些端口用于 LAN 连接。

  • 两个 1 千兆或 10 千兆上行链路端口,支持小型可插拔增强型 (SFP+) 收发器。端口遵循命名约定 xe-0/0/0/n,其值为 n 12 或 13。这些端口用作 WAN 上行链路端口。

  • 标记为 MGMT (fxp0) 的专用管理端口用作带外管理接口。为 fxp0 接口分配的 IP 地址为 192.168.1.1/24。

  • 两个静态接口 sxe-0/0/0 和 sxe-0/0/1,用于将第 2 层数据平面 (FPC0) 连接到 OVS 底板。

注意:

默认情况下,所有网络端口都连接到第 2 层数据平面。

注意:

NFX250 新一代设备不支持集成路由和桥接 (IRB) 接口。iRB 功能由 ge-1/0/0 提供,该 GE-1/0/0 始终映射到服务链底板 (OVS)。请注意,此映射无法更改。

有关设备支持的收发器列表,请参阅 https://apps.juniper.net/hct/product/#prd=NFX250

性能模式

NFX250 新一代设备提供多种操作模式。您可以从预定义的模式列表中选择设备的操作模式,也可以指定自定义模式。

  • 吞吐量模式 — 为 Junos 软件提供最大资源(CPU 和内存)。

  • 混合模式 — 在 Junos 软件和第三方 VNF 之间实现资源平衡分布。

  • 计算模式 — 为 Junos 软件提供最少的资源,为第三方 VNF 提供最大资源。

  • 自定义模式 — 提供将资源分配给第 3 层数据平面和 NFV 底板的选项。

注意:

Junos OS 19.2R1 或更高版本支持计算、混合和吞吐量模式。Junos OS 21.1R1 或更高版本支持自定义模式。

默认模式为 21.4R1 之前的 Junos OS 版本中的吞吐量。从 Junos OS 21.4R1 版开始,默认模式为计算。

在吞吐量模式下,您必须将 SR-IOV VF 映射到 NFX250 NextGen 设备上的第 3 层数据平面接口。每个 NIC 保留三个 SR-IOV (VF),以支持最多 6 个第 3 层数据平面接口。例如:

注意:

无法在吞吐量模式上创建 VNF。

注意:

从 Junos OS 21.1R1 版开始,NFX250 NextGen 设备上的吞吐量模式不支持将 OVS 映射到第 3 层数据平面接口。如果 OVS 映射存在于 Junos OS 21.1R1 版之前的版本中,则必须在将设备升级到 Junos OS 21.1R1 版之前更改该映射,以防止配置提交失败。

在混合、计算和吞吐量模式中,您可以将第 3 层数据平面接口映射到 NFX250 NextGen 设备上的 SR-IOV 或 OVS。例如:

将第 3 层数据平面接口映射到 SR-IOV:

将第 3 层数据平面接口映射到 OVS:

注意:

从 Junos OS 21.1R1 版开始,当设备处于吞吐量模式时,您只能将第 3 层数据平面接口映射到 SR-IOV VF。当设备处于计算或混合模式时,您可以将第 3 层数据平面接口映射到 SR-IOV VF 或 OVS。

在混合模式或计算模式下,您可以使用每种模式上的可用 CPU 创建 VNF。您可以使用命令检查 CPU 可用性 show vmhost mode 。除两个管理接口外,每个 VNF 均可拥有最大用户界面。您可以将 VNF 接口连接到 OVS 或 SR-IOV 接口。

注意:

您不能同时将单个 VNF 接口连接到 SR-IOV 和 OVS。但是,您可以将同一 VNF 中的不同接口连接到 SR-IOV 和 OVS。

为了创建 VNF 接口,每个 NIC 保留 7 个 SR-IOV (VF),每个设备最多支持 28 个 SR-IOV VNF 接口。您可以使用查看可用的免费 VF show system visibility network

注意:

当与特定第 3 层数据平面接口的映射在 SR-IOV NIC(例如,hsxe0 到 hsxe1)之间或从 hsxex 到 OVS 或反之亦然时,FPC1 会自动重新启动。

要更改当前模式,请 request vmhost mode mode-name 运行命令。命令 request vmhost mode ? 仅列出预定义模式,如混合、计算和吞吐量模式。

切换到模式之前,发出 show system visibility cpushow vmhost mode 命令以检查 CPU 的可用性。在操作模式之间切换时,请确保不会发生资源和配置冲突。

例如,如果从支持 VNF 的计算模式移动到不支持 VNF 的吞吐量模式,则会发生冲突:

如果第 3 层数据平面未映射到 SR-IOV,则从混合模式或计算模式切换到吞吐量模式将导致错误。

您可以使用以下命令在 Junos 配置中定义自定义模式模板:

  1. user@host# set vmhost mode custom custom-mode-name layer-3-infrastructure cpu count count
  2. user@host# set vmhost mode custom custom-mode-name layer-3-infrastructure memory size mem-size
  3. user@host# set vmhost mode custom custom-mode-name nfv-back-plane cpu count count
  4. user@host# set vmhost mode custom custom-mode-name nfv-back-plane memory size mem-size

从 Junos OS 22.1R1 版开始,您可以选择使用命令配置第 3 层数据平面的 set vmhost mode custom custom-mode-name layer-3-infrastructure cpu colocation quota quota-value CPU 配额,范围 quota-value 从 1 到 99。如果配置 cpu colocation quota,则 CPU 主机代管组件的 CPU 配额总和必须小于或等于 100。您必须使用数值进行配置 cpu count ,而 MIN 作为 MIN 等关键词不能为不同的组件提供不同的值。

根据cpu countcpu colocation quota自定义模式配置以及瞻博网络其他系统组件的内部固定 CPU 分配,自动确定在自定义模式下可用于 VNF 使用的 CPU 和特定 CPU 数(按 CPU ID)。

根据自定义模式特定内存大小配置和其他瞻博网络系统组件的每 SKU 内部固定内存分配,自动确定在自定义模式下可用于 VNF 使用的 1G 单元内存量。请注意,此数字只是一个近似值,VNF 的实际最大内存分配可能小于此值。

如果未配置 VNF 的内存大小,则内存被视为 1G(默认值)。

NFV 底板和第 3 层数据平面的 CPU 计数必须以整数进行配置。

在自定义模式下,第 3 层数据平面和 NFV 底板的内存必须以千兆字节为单位。通过自定义模式指定的内存由 NFV 底板使用的 1G 大页面创建和支持,第 3 层数据平面使用由 2M 大页面提供支持。建议以整数配置 NFV 底板内存大小,而第 3 层数据平面内存可配置为十进制。

您必须为 3 层数据平面和 NFV 底板配置 CPU 计数和内存。其余 Junos 软件基础架构的 CPU 和内存资源在内部由设备决定。

自定义模式模板支持关键字 MIN,这是用于分配最小资源的特定于设备的预定义值。

flex 以及 perf 默认 Junos 配置中存在的自定义模式模板

  • flex 模式 — 使用 MIN 关键词将资源分配至第 3 层数据平面和 NFV 底板等系统组件。在此模式下,设备为第三方 VNF 提供最大内存和 CPU。

    要以模式分配资源 flex

    1. user@host# set vmhost mode custom custom-mode-name layer-3-infrastructure cpu count MIN
    2. user@host# set vmhost mode custom custom-mode-name layer-3-infrastructure memory size MIN
    3. user@host# set vmhost mode custom custom-mode-name nfv-back-plane cpu count MIN
    4. user@host# set vmhost mode custom custom-mode-name nfv-back-plane memory size MIN

    在 flex 模式下,您可以配置最多:

    • 8 个 IPSec VPN 隧道

    • 16 IFL

    • 4 IFD

  • perf 模式 — 默认 Junos 配置中提供的另一个自定义模式模板示例。
注意:

目前,第 3 层数据平面仅支持在自定义模式下的 CPU 计数和内存大小 MIN。

当设备使用 MIN 关键字处于自定义模式时,仅支持基本防火墙功能,并且只能将第 3 层数据平面用于 IPsec 终端。

将 CPU 分配给 NFV 背板和第 3 层数据平面时,设备会分配全核心。将完整核心分配给 NFV 底板时,将为其分配该超线程核心上的逻辑 CPU。但是,为了获得最佳性能,设备会禁用其中一个逻辑 CPU,并且仍被视为分配的 2 个 CPU。当全核不可用时,设备将从不同核心分配单独的 CPU。

在为 VNF 使用分配 CPU 时,设备分配完整核心。该核心上的两个逻辑 CPU 均已启用。当全核不可用时,设备将从不同核心分配单独的 CPU。

注意:

请求的 CPU 计数和内存不应超过系统上可用的总 CPU 计数和内存。

当设备在自定义模式下工作时,您可以对自定义模式配置进行更改。重新启动设备,使更改生效。

当配置中定义了自定义模式,以及将设备模式更改为自定义模式时,会对基本验证执行提交检查。

当设备在同一模式下工作时,您无法删除自定义模式配置。

当设备在自定义模式下工作时,要删除自定义模式配置:

  1. 将设备模式从自定义模式更改为其他模式。

  2. 删除自定义模式配置。

将处于自定义模式的设备降级为不支持自定义模式的映像时,则会在设备上应用默认吞吐量模式。

注意:

在执行此类映像降级过程之前,必须从设备中移除所有 VNF 配置。

在设备中配置了多个自定义模式且设备处于非出厂 flex 默认 Junos 配置中定义的自定义模式时 perf ,您不能将设备配置重置为出厂默认配置。将此类设备重置为出厂默认 Junos 配置之前,必须将设备模式更改为一种预定义模式,如计算、混合、吞吐量,或者更改为 flex 已在出厂默认配置中定义的或 perf 自定义模式。

NFX250 上的核心到 CPU 映射

下表列出了 NFX250 型号的 CPU 到核心映射:

NFX250-LS1
核心 0 1 2 3
Cpu 0, 4 1, 5 2, 6 3, 7
NFX250-S1 和 NFX250-S2
核心 0 1 2 3 4 5
Cpu 0, 6 1, 7 2, 8 3, 9 4, 10 5, 11

优势和用途

NFX250 NextGen 具有以下优势:

  • 高度可扩展的架构,在单个设备上支持多个瞻博网络 VNF 和第三方 VNF。模块化软件架构为路由、交换和安全性提供了高性能和可扩展性,并通过运营商级可靠性得到增强。

  • 在单个控制平面中集成安全、路由和交换功能,可简化管理和部署。

  • 各种灵活的部署。分布式服务部署模型可确保高可用性、性能和合规性。该设备提供了一个开放框架,支持行业标准、协议和无缝 API 集成。

  • 安全启动功能可保护设备凭据,自动验证系统完整性,验证系统配置,并增强整体平台安全性。

  • 自动化配置消除了复杂的设备设置,并提供即插即用体验。

NFX 系列硬件支持的 Junos OS 版本

表 2 提供了 NFX 系列设备上支持的 Junos OS 软件版本的详细信息。

注意:

在 Junos OS 18.4 版中结束的 NFX250 设备上的 Linux 网桥模式支持。

注意:

支持 Junos OS 19.1R1 版中结束的 NFX250 设备上的 nfx-2 软件架构。

表 2:NFX 系列设备上支持的 Junos OS 版本

NFX 系列平台

支持的 Junos OS 版本

软件包

软件下载页面

NFX150

18.1R1 或更高版本

nfx-3

jinstall-host-nfx-3-x86-64-<release-number>- secure-signed.tgz

install-media-host-usb-nfx-3-x86-64-<release-number>-secure.img

NFX150 软件下载页面

NFX250

15.1X53-D45、15.1X53-D47、15.1X53-D470 和 15.1X53-D471

nfx-2

jinstall-host-nfx-2-flex-x86-64-<release-number >-secure-signed.tgz

install-media-host-usb-nfx-2-flex-x86-64-<release-number>-secure.img

NFX250 软件下载页面

17.2R1 到 19.1R1

19.1 R1 或更高版本

nfx-3

jinstall-host-nfx-3-x86-64-<release-number>-secure-signed.tgz

install-media-host-usb-nfx-3-x86-64-<release-number>-secure.img

NFX250 软件下载页面

NFX350

19.4 R1 或更高版本

nfx-3

jinstall-host-nfx-3-x86-64-<release-number>-secure-signed.tgz

install-media-host-usb-nfx-3-x86-64-<release-number>-secure.img

NFX350 软件下载页面