Виртуальные маршрутизаторы: стратегия эффективной работы сети

Уже вполне очевидно, что рынок технологий вступил в «эру виртуализации», считает Том Нолле (Tom Nolle) президент CIMI Corp. На сегодняшний день сети постепенно переходят к «облачному программированию», но если сети будут выполнять только поддерживающую роль, то ценность виртуализации, применяемой непосредственно к сети, становится не совсем понятной.
Все формы виртуализации основаны на допущении, что затраты на оборудование и операционные расходы берутся из расчета на одно устройство, но, как известно, у каждого устройства имеются свои внутренние ресурсы для поддержки множества независимых сессий. Применяя виртуализацию, можно избежать некоторых расходов. Все стратегии виртуализации создают множество виртуальных и логических маршрутизаторов на базе одного реального устройства. Они в свою очередь соединяются в свою собственную виртуальную сеть.

Проблемы управления виртуальными устройствами

Изначально большинство маршрутизаторов поддерживали примитивную форму виртуализации, имея возможность разветвлять таблицу маршрутов. VRF-технология (Virtual Routing and Forwarding - Виртульная маршрутизациия и перенаправление) поддерживает множество таких разветвлений и таким образом создает виртуальные маршрутизаторы.

Еще одна форма виртуализации маршрутизаторов – использование мультипротокольной коммутации по меткам (MPLS) и отдельных пограничных маршрутизаторов  (Label Edge Routers). Эта технология позволяет создать набор отдельных сетей между маршрутизаторами, которые пользуются ресурсами единой базовой сети.
Обе из описанных стратегий сегодня используются, но у них есть ряд ограничений.
Одно из ограничений виртуализации «первого поколения» состоит в том, что четкого разделения ресурсов между виртуальными элементами не существует. Соответственно требования к процессингу построения и обновления таблиц маршрутизации увеличивается прямо пропорционально количеству виртуальных маршрутизаторов. Все происходящие процессы борются между собой за использование ресурсов памяти одного и того же маршрутизатора. Могут существовать и другие взаимозависимости между параллельными виртуальными маршрутизаторами, в зависимости от конкретной реализации. При использовании MPLS, где виртуализация сегментируется, необходимо либо использование нескольких LER-маршрутизаторов, либо создавать такие таблицы маршрутизации, чтобы не происходило пересечения трафика. Описанные системы виртуализации также могут использовать общие магистральные ресурсы, что приводит к еще большей взаимозависимости между отдельными виртуальными маршрутизаторами и замедляет работу сети. Такое «пересечение ресурсов» также ограничивает возможное количество используемых виртуальных маршрутизаторов и создание виртуальных сетей.
Наконец, рассмотрим управление виртуальными устройствами в сравнении с реальными. Операционные расходы на сетевое оборудование, как правило, составляют 55% полных затрат владельца, а капитальные затраты – только 45%. Если рассматривать управление виртуальным устройством с точки зрения операционных затрат, то оно не только не дешевле, а дороже управления реальным устройством.

5 факторов поддержки виртуализации

Новое поколение виртуальных маршрутизаторов характеризуется некоторыми усовершенствованиями, которые оптимизируют их управление и работу сетей.
1. Прямая поддержка виртуализации в рамках операционной системы маршрутизатора
Это упрощает управление виртуальными устройствами и позволяет контролировать процесс распределения маршрутных протоколов между отдельными виртуальными устройствами или работу одного протокола на все существующие виртуальные устройства. Это несколько увеличивает объем трафика, зато позволяет сократить операционные расходы.
2. Четкое разветвление процесса построения и обновления таблиц маршрутизации и перенаправления
На сегодняшний день существует тенденция хостинга таблиц маршрутизации на отдельном устройстве, что позволяет расширять их без уменьшения количества портов для магистральных карт, а также осуществлять централизованный процессинг нескольких маршрутизаторов.
3. Четкое распределение магистральных и других ресурсов между виртуальными маршрутизаторами/сетями
Для создания четкой границы между виртуальными сетями очень важно разделить максимально возможный режим работы (best-effort service) и премиум режим (premium service). Это в частности необходимо для соблюдения принципов сетевого нейтралитета.
4. Расширение использования виртуализации для других устройств
Многие сети используют гибрид Ethernet и IP для сетей доступа и базовой сети. Использование виртуализации может соединить эти два протокола без дополнительных затрат на управление. Единый топологический протокол (topology protocol) может использоваться для множества виртуальных устройств.
5. Система управления версиями в ПО для маршрутизаторов
Если у нескольких виртуальных маршрутизаторов  разные требования к программному обеспечению, они могут быть несовместимы на одном и том же устройстве. Поэтому необходимо создать единую версию ПО для виртуальных маршрутизаторов.

В поисках виртуального баланса

Стратегии виртуализации для всех типов ресурсов являются компромиссом между стоимостью их внедрения и экономией ресурсов, которые они могут обеспечить. Новые стратегии позволяют обеспечить сбалансированный подход, который так необходим операторам в современном мире.

Источник