vMX – Übersicht
ZUSAMMENFASSUNG Lesen Sie dieses Thema, um sich einen Überblick über virtuelle vMX-Router zu verschaffen.
Der vMX-Router ist eine virtuelle Version des universellen 3D-Edge-Routers der MX-Serie. Wie der Router der MX-Serie führt auch der vMX-Router das Betriebssystem Junos (Junos OS) aus und unterstützt die Paketverarbeitung und -weiterleitung von Junos OS nach dem Vorbild des Trio-Chipsatzes. Konfiguration und Verwaltung von vMX-Routern sind die gleichen wie bei physischen Routern der MX-Serie, sodass Sie den vMX-Router zu einem Netzwerk hinzufügen können, ohne Ihre Betriebsunterstützungssysteme (OSS) aktualisieren zu müssen.
Sie installieren vMX-Softwarekomponenten auf einem branchenüblichen x86-Server, auf dem ein Hypervisor ausgeführt wird, entweder der KVM-Hypervisor (Kernel-Based Virtual Machine) oder der VMware ESXi-Hypervisor.
Auf Servern, auf denen der KVM-Hypervisor ausgeführt wird, führen Sie auch das Betriebssystem Linux und die entsprechende Software von Drittanbietern aus. vMX-Softwarekomponenten sind in einem Softwarepaket enthalten, das Sie installieren, indem Sie ein Orchestrierungsskript ausführen, das im Paket enthalten ist. Das Orchestrierungsskript verwendet eine Konfigurationsdatei, die Sie für Ihre vMX-Bereitstellung anpassen. Sie können mehrere vMX-Instanzen auf einem Server installieren.
Für Server, auf denen der ESXi-Hypervisor ausgeführt wird, führen Sie die entsprechende Software von Drittanbietern aus.
Für einige Funktionen der Junos OS-Software ist eine Lizenz erforderlich, um die Funktion zu aktivieren. Weitere Informationen zu vMX-Lizenzen finden Sie unter vMX-Lizenzen für KVM und VMware. Allgemeine Informationen zum Lizenzmanagement finden Sie im Lizenzierungshandbuch . Weitere Einzelheiten entnehmen Sie bitte den Produktdatenblättern oder wenden Sie sich an Ihr Juniper Account-Team oder Ihren Juniper Partner.
Vorteile und Einsatzmöglichkeiten von vMX-Routern
Mithilfe virtueller Geräte können Sie Ihre Investitions- und Betriebskosten senken, manchmal sogar durch die Automatisierung des Netzwerkbetriebs. Auch ohne Automatisierung ermöglicht Ihnen die Verwendung der vMX-Anwendung auf standardmäßigen x86-Servern:
Schnelle Einführung neuer Services
Einfachere Bereitstellung maßgeschneiderter und personalisierter Services für Kunden
Skalieren Sie den Betrieb, um IP-Services näher an die Kunden zu bringen oder um das Netzwerkwachstum zu steuern, wenn die Wachstumsprognosen niedrig oder unsicher sind.
Schnelle Erweiterung des Serviceangebots auf neue Standorte
Eine gut durchdachte Automatisierungsstrategie senkt die Kosten und steigert die Netzwerkeffizienz. Durch die Automatisierung von Netzwerkaufgaben mit dem vMX-Router können Sie:
Vereinfachen Sie den Netzwerkbetrieb
Schnelle Bereitstellung neuer vMX-Instanzen
Effiziente Installation einer Junos OS-Standardkonfiguration auf allen oder ausgewählten vMX-Instanzen
Schnelle Neukonfiguration vorhandener vMX-Router
Sie können den vMX-Router bereitstellen, um bestimmte Netzwerk-Edge-Anforderungen zu erfüllen, z. B.:
Netzwerksimulation
Kündigen Sie Breitbandabonnenten mit einem virtuellen Breitbandnetzwerk-Gateway (vBNG)
Temporäre Bereitstellung, bis ein physischer Router der MX-Serie verfügbar ist
Automatisierung für vMX-Router
Die Automatisierung von Netzwerkaufgaben vereinfacht die Netzwerkkonfiguration, -bereitstellung und -wartung. Da die vMX-Software dieselbe Junos OS-Software verwendet wie die Router der MX-Serie und andere Routing-Geräte von Juniper Networks, unterstützt vMX dieselben Automatisierungstools wie Junos OS. Darüber hinaus können Sie für die Bereitstellung von vMX wie bei anderer virtualisierter Software Standard-Automatisierungstools verwenden.
Architektur einer vMX-Instanz
Die vMX-Architektur ist in mehrere Ebenen unterteilt:
Der vMX-Router auf der obersten Ebene
Software von Drittanbietern und der Hypervisor in der mittleren Ebene
Linux, Software von Drittanbietern und der KVM-Hypervisor auf der mittleren Ebene in Junos OS Version 15.1F3 oder früheren Versionen. In Junos OS Version 15.1F3 und früheren Versionen enthält der Host das Linux-Betriebssystem, die entsprechende Software von Drittanbietern und den Hypervisor.
Der x86-Server in der physischen Schicht unten
Abbildung 1 veranschaulicht die Architektur einer einzelnen vMX-Instanz innerhalb eines Servers. Das Verständnis dieser Architektur kann Ihnen bei der Planung Ihrer vMX-Konfiguration helfen.
Die physische Schicht des Servers enthält die physischen Netzwerkkarten ,CPUs, Arbeitsspeicher und Ethernet-Management-Port. Der Host enthält die entsprechende Software von Drittanbietern und den Hypervisor.
Der Host wird in Junos OS Version 15.1F3 und früheren Versionen unterstützt und enthält das Linux-Betriebssystem, die entsprechende Software von Drittanbietern und den Hypervisor.
Die vMX-Instanz enthält zwei separate virtuelle Maschinen (VMs), eine für die virtuelle Weiterleitungsebene (VFP) und eine für die virtuelle Steuerungsebene (VCP). Auf der VFP-VM wird die virtuelle Trio-Weiterleitungsebenensoftware ausgeführt, und auf der VCP-VM wird Junos OS ausgeführt.
Der Hypervisor stellt der VFP-VM die physische Netzwerkkarte als virtuelle Netzwerkkarte dar. Jede virtuelle Netzwerkkarte ist einer vMX-Schnittstelle zugeordnet. Abbildung 2 veranschaulicht die Zuordnung.
Das Orchestrierungsskript ordnet jede virtuelle Netzwerkkarte einer vMX-Schnittstelle zu, die Sie in der Konfigurationsdatei angeben. Nachdem Sie das Orchestrierungsskript ausgeführt und die vMX-Instanz erstellt haben, verwenden Sie die Junos OS CLI, um diese vMX-Schnittstellen im VCP zu konfigurieren (unterstützt in Junos OS Version 15.1F3 oder früheren Versionen).
Nachdem die vMX-Instanz erstellt wurde, verwenden Sie die Junos OS CLI, um diese vMX-Schnittstellen im VCP zu konfigurieren. Der vMX-Router unterstützt die folgenden Arten von Schnittstellennamen:
Gigabit Ethernet (de)
10-Gigabit-Ethernet (xe)
100-Gigabit-Ethernet (et)
vMX-Schnittstellen, die mit der Junos OS CLI konfiguriert sind, und die zugrunde liegende physische Netzwerkkarte auf dem Server sind in Bezug auf den Schnittstellentyp unabhängig voneinander (z. B. kann ge-0/0/0 einer 10-Gigabit-Netzwerkkarte zugeordnet werden).
Die VCP-VM und die VFP-VM benötigen Layer-2-Konnektivität, um miteinander zu kommunizieren. Eine interne Bridge, die für jede vMX-Instanz lokal auf dem Server ist, ermöglicht diese Kommunikation.
Die VCP-VM und die VFP-VM benötigen außerdem Layer-2-Konnektivität, um mit dem Ethernet-Management-Port auf dem Server zu kommunizieren. Sie müssen virtuelle Ethernet-Schnittstellen mit eindeutigen IP-Adressen und MAC-Adressen sowohl für den VFP als auch für den VCP angeben, um eine externe Bridge für eine vMX-Instanz einzurichten. Der Ethernet-Management-Datenverkehr für alle vMX-Instanzen gelangt über den Ethernet-Management-Port zum Server.
Die Art und Weise, wie Netzwerkdatenverkehr von der physischen Netzwerkkarte zur virtuellen Netzwerkkarte übertragen wird, hängt von der von Ihnen konfigurierten Virtualisierungstechnik ab.
vMX kann je nach Anwendungsfall so konfiguriert werden, dass es in zwei Modi ausgeführt wird:
Lite-Modus: Benötigt weniger Ressourcen in Bezug auf CPU und Arbeitsspeicher, um mit geringerer Bandbreite ausgeführt zu werden.
Leistungsmodus: Benötigt mehr Ressourcen in Bezug auf CPU und Arbeitsspeicher, um mit höherer Bandbreite ausgeführt zu werden.
Hinweis:Der Leistungsmodus ist der Standardmodus.
Datenverkehrsfluss in einem vMX-Router
Die x86-Serverarchitektur besteht aus mehreren Sockets und mehreren Kernen innerhalb eines Sockets. Jeder Socket verfügt außerdem über Speicher, der zum Speichern von Paketen während E/A-Übertragungen von der Netzwerkkarte zum Host verwendet wird. Um Pakete effizient aus dem Arbeitsspeicher lesen zu können, sollten sich Gastanwendungen und zugehörige Peripheriegeräte (z. B. die Netzwerkkarte) in einem einzigen Socket befinden. Eine Strafe ist mit dem Aufspannen von CPU-Sockeln für Speicherzugriffe verbunden, was zu einer nicht deterministischen Leistung führen kann.
Der VFP besteht aus folgenden Funktionskomponenten:
Empfangsthread (RX): RX verschiebt Pakete von der Netzwerkkarte zum VFP. Es führt eine Vorklassifizierung durch, um sicherzustellen, dass an den Host gebundene Pakete Priorität erhalten.
Worker-Thread: Der Worker führt Suchvorgänge und Aufgaben im Zusammenhang mit der Paketmanipulation und -verarbeitung aus. Dies entspricht dem Lookup-ASIC auf dem physischen Router der MX-Serie.
Übertragungsthread (TX): TX verschiebt Pakete vom Worker zur physischen Netzwerkkarte.
Die RX- und TX-Komponenten sind demselben Kern (E/A-Kern) zugeordnet. Wenn genügend Kerne für den VFP verfügbar sind, können dem QoS-Scheduler separate Kerne zugewiesen werden. Wenn nicht genügend Kerne verfügbar sind, teilt sich der QoS-Scheduler den TX-Kern.
TX verfügt über einen QoS-Scheduler, der Pakete über mehrere Warteschlangen hinweg priorisieren kann, bevor sie an die Netzwerkkarte gesendet werden (unterstützt in Junos OS Version 16.2).
Die RX- und TX-Komponenten können für jeden 1G- oder 10G-Port einem einzelnen Core zugewiesen werden, um eine möglichst effiziente Paketverarbeitung zu gewährleisten. Anwendungen mit hoher Bandbreite müssen SR-IOV verwenden. Die Worker-Komponente nutzt eine horizontal skalierbare verteilte Architektur, die es mehreren Workern ermöglicht, Pakete basierend auf den Verarbeitungsanforderungen von Paketen pro Sekunde zu verarbeiten. Für jeden Worker ist ein dedizierter Core erforderlich (unterstützt in Junos OS Version 16.2).