Сisco  IP  NGN:  сервисный  уровень  и  управление  IP-­‐адресацией  в  сетях  операторов  мобильной  и  фиксированной  связи.  

Артур  Якупов  Системный  инженер  Cisco    aryakupo@cisco.com    

 

© 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Public Presentation_ID 2

Содержание

  IP  NGN:  Сервисный  уровень    Управление  IP-­‐адресацией  

  ODAP  

  Network  Registrar  

NGN:  Сервисный  уровень  

Aggregation

IP / MPLS Transport

VoD

Content Network

TV SIP

VoD

Content Network

TV SIP

Core

Core Node

Core Node

Service Edge

Video Service Edge Node

Business Service Edge Node

HSI Service Edge Node

BSC/RNC

BSC/RNC

IP/MPLS Transport

Aggregation Node

Aggregation Node

Distribution Node

Distribution Node

NMS Service Management SEF EMS ACS Performance Management AAA, DHCP, DNS,

OAM Subsystem

Business

Corporate

Business

Corporate

Residential

STB

Residential

STB

Business

Corporate

Access Business

Corporate

Bridged DSLAM

Bridged OLT

MPLS RAN

Bridged RAN

Bridged FTTX

Aggregation Node

Aggregation Node

Cisco IP NGN

1.  ШПД •  Internet •  VoIP •  Video •  B2B VPN

access 2.  B2B

•  Internet •  VoIP •  Video •  VPN

3.  Mobile •  Internet •  VPN •  Video

Aggregation

IP / MPLS Transport

VoD

Content Network

TV SIP

VoD

Content Network

TV SIP

Core

Core Node

Core Node

Service Edge

BRAS/BNG

BSC/RNC

BSC/RNC

Aggregation Node

Aggregation Node

Distribution Node

Distribution Node

NMS Service Management SEF EMS ACS Performance Management AAA, DHCP, DNS,

OAM Subsystem

Business

Corporate

Business

Corporate

Residential

STB

Residential

STB

Business

Corporate

Access Business

Corporate

Bridged DSLAM

Bridged OLT

MPLS RAN

Bridged RAN

Bridged FTTX

Aggregation Node

Cisco IP NGN: ШПД

•  Internet •  VoIP access •  B2B VPN access

Video Service node

•  Video

Video Edge

IP/MPLS Transport

Aggregation Node

ЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ МОДЕЛЬ ГИБРИДНАЯ МОДЕЛЬ

•  Для доставки сервисов используются следующие UNI модели –  Non-Trunk UNI, N:1 VLAN –  Trunk UNI, N:1 service VLAN –  Trunk UNI, 1:1 Internet access VLAN

•  Основаны на рекомендациях broadband forum TR-101

•  Выбор модели UNI зависит от реализации уровня доступа

Cisco  IP  NGN:  UNI-­‐модели  

Non-Trunk UNI, N:1 VLAN Model • CPE: Single VC or Ethernet priority tagged • Access: Common 802.1q VLAN Bridged RG

Routed RG

VDSL, ADSL2+, 802.3

N:1 VLAN

Bridged RG

Routed RG

N:1 Service VLANs

Bridged RG

Routed RG

N:1 Video VLAN

1:1 per Subscriber HSI/VoIP VLAN

1:1 per Subscriber HSI/VoIP VLAN

VDSL, ADSL2+, 802.3

VDSL, ADSL2+, 802.3

Trunk UNI, N:1 Service VLAN Model

• CPE: Multi VC or Ethernet 802.1q tagged

• Access: Common 802.1q VLAN per service

Trunk UNI, 1:1 Internet Access VLAN Model

• CPE: Multi VC or Ethernet 802.1q tagged

• Access: 1:1 per subscriber 802.1q VLANs for HSI/VoIP, Common 802.1q VLAN for Video

Cisco  IP  NGN:  UNI-­‐модели  

•  PPPoE – Доступ L2

•  IPoE – Доступ L2(предпочтительнее) или L3

•  L2TP – Доступ L3

Cisco  IP  NGN:  модели  сервиса  

HSI, VoIP VLAN(s)

PPPoE encapsulation 802.1Q QinQ

Non/Trunk UNI, N:1 or 1:1 VLAN

Multiservice Core

ASR9k Aggregation Node Video SEN, 7600

Access Node

HSI SEN, ASR1k

ASR9k Distribution Node

Large Scale Aggregation Network Intelligent Services Edge Efficient Access Network

Ethernet UNI

Ethernet/MPLS NNI

Core Node, CRS-1

MPLS/IP Aggregation

MPLS/IP Unicast MPLS VPN

BRAS PPPoE

HSI Edge

Cisco  IP  NGN:  модели  сервиса  

HSI, VoIP VLAN(s)

Non/Trunk UNI, N:1 or 1:1 VLAN

MPLS/IP Unicast MPLS VPN

BNG IPoE

HSI Edge

HSI, VoIP VLAN(s)

EoMPLS Pseudowire L2TP encapsulation IP

Non/Trunk UNI, N:1 or 1:1 VLAN

MPLS/IP Unicast MPLS VPN

BRAS L2TP

HSI Edge

802.1Q QinQ

Video Edge

Первое L3 устройство

L3 терминация Video edge DHCP relay – Назначение адресов

PIM SSM – Распространение multicast IGMP и PIM snooping

Multicast CAC (IGMP или mroute state limit) IP Source Guard – Защита от IP Spoofing

Dynamic ARP Inspection – Защита от ARP spoofing L3/L2 ACLs для защиты источников Video

VRRP redundancy

IP/MPLS Unicast IP Multicast

Access UNI EoMPLS Pseudowire EoMPLS PW

Access UNI

802.1Q QinQ

Access UNI 802.1Q VPLS

IGMP snooping

HSI Edge

Video Edge

Video Edge

IP/MPLS Unicast or MPLS VPN

IP Multicast or Multicast MPLS VPN

Aggregation Distribution BRAS/BNG

§  IPoE и PPPoE сессии с активацией сервисов через RADIUS

§  Управление сессией через: RADIUS AAA Web interface + RADIUS CoA Session и Idle timeouts ARP keepalives

§  Динамическое управление политиками для Per subscriber H-QoS, ACLs, L4 redirect Pre-paid/post-paid sessions

§  Network transport - MPLS/IP, VRF mapping

Video Edge HSI Edge

Cisco  IP  NGN:  модели  сервиса  (транспорт)  

Гибридная

Централизованная

Модели Video Edge

Access UNI

HSI Edge

IP/MPLS Unicast or MPLS VPN

IP/MPLS Unicast

IP Multicast

L3

Модели HSI Edge IPoE, PPPoE

L2TP

Cisco  IP  NGN:  BRAS/BNG  устройства  

•  ASR1000 – PPPoE –  IPoE – L2TP

•  ASR9000 – PPPoE –  IPoE

IOS  XR  4.2.0  Декабрь  2011  

Управление  IP-­‐адресацией    

ODAP  (On-­‐Demand  Address  Pools)  

Предпосылки  для  ODAP  

•  Статическое назначение локальных пулов IP-адресов на BRAS (PE)

•  Как следствие – неэффективное использование адресного пространства и усложнение администрирования

•  При назначении IP-адреса через DHCP-proxy или через RADIUS – добавляется маршрут /32 и чрезмерно увеличивается их количество в сети!!!

•  Login / Logout сессии приводит к обновлению маршрутизации и задержке полноценной работы до момента распространения маршрутов

ODAP  функционал  

•  Динамическое выделение подсетей на DHCP pool, настроенный на BRAS (PE)

•  Поддержка ассоциаций DHCP pool с VRF

•  Автоматическое добавление суммарного маршрута в соответствующую таблицу маршрутизации для выделенной подсети

•  Иерархический DHCP

ODAP:  как  это  работает?  

PE или BRAS

   ODAP  

Business

Corporate

Residential

STB    LDAP  

1. Network request

2. Network assign DHCP или RADIUS

DHCP или RADIUS

POOL NETWORKS

3. IP-address request

4. IP-address assign

IP-ADDRESS LEASE

client_id1

N. IP-address request

N+1. IP-address assign X. Add network request

X+1. New network add DHCP или RADIUS

DHCP или RADIUS

client_idN

Достигнут  порог  использования  

имеющихся  сетей!  

Серверная  часть  ODAP  

•  RADIUS – Cisco Access Registrar

•  DHCP – Cisco IOS DHCP – Prime (Cisco) Network Registrar

Управление  IP-­‐адресацией  Prime  (Cisco)  Network  Registrar  

Prime  (Cisco)  Network  Registrar  

DNS  IPAM  

IPv4/IPv6  

Региональный кластер управляет локальными кластерами установленными на всей сети Один DNS сервер поддерживает и IPv4 и IPv6 DNS работает в соответствие со стандартами

 

Высокопроизводительная настройка устройств и сервисов: Масштабируемый, надежный, расширяемый Упрощает активацию сервисов для операторов Уменьшает операционные затраты

Совметимый со стандартами v4/v6 DNS & DHCP Прост в Настройке и Эксплуатации Быстрый и масштабируемый

Распределенная архитектура, поддерживает миллионы одновременных потоков и десятки тысяч запросов в секунду

DHCP  Надежный – Поддерживает DHCP failover & HA-DNS Расширяемый – расширения CNR легко позволяют создать новые решения: Billing, security, lawful interception и т.д.

Complete  UCS  System  Полная  поддержка  Cisco  Unified  Compunng  System  Работает  на  отдельном  или  blade-­‐сервере  Законченное  решение  для  операторов  связи  и  корпоративных  пользователей  

Network  registrar  Высокая  производительность  и  гибкость  

•  Масштабируемая  архитектура    –  Региональный  кластер  управляет  локальными  установленными  на  

всей  сети  –  Один  DNS  сервер  поддерживает  и  IPv4  и  IPv6  –  Совместимый  со  стандартами  DNS,  DHCP  и  TFTP  

•  Надежный  -­‐  Поддерживает  DHCP  failover  и  HA-­‐DNS  •  Расширяемый  –  расширения  CNR  легко  позволяют  создать  новые  

решения  для:  биллинга,  безопасности  и  т.д.  

Regional Cluster

Backup Cluster

Local Cluster Backup

Cluster

Local Cluster Backup

Cluster

Local Cluster

Варианты  распределенного  развертывания  

  Региональный кластер CNR установлен в центральном датацентре Локальные и Резервные Кластеры на удаленных площадках для обеспечения DHCP и DNS сервисов

  DHCP & DNS обслуживаются удаленно используя DHCP helper  

  Резервный Локальный Кластер CNR развернут как VM image в датацентре  

 Переход  от  IPv4  к  IPv6  с  Network  Registrar  

Первый на рынке

Кастомизируемый и расширяемый

Полнота функций(Stateful и Stateless DHCP)

Используется CableLabs для тестирования на interoperability

Среди разработчиков – люди разрабатывающие стандарты (RFC)

Сногсшибательно  быстрый  DHCP  Сервер  

0  

5,000  

10,000  

15,000  

20,000  

25,000  

30,000  

35,000  

40,000  

45,000  

50,000  

CUCS  with  8  CPU,  8  GB  RAM  

CUCS  with  4  CPU,  4  GB  RAM  

HP  DL360  with  4  CPU,  4  GB  RAM  

Leases  /  Secon

d  

Hardware  Plaporm  

Returning  Clients  

New  Clients  

•  Непревзойденная  производительность!!!  –  CNR  работает  как  virtual  appliance  на  Cisco  UCS  

Пример  лавины  DHCP-­‐запросов  

Авария  на  сети  

Множество  CPE  отключается  

Отключенные  CPE  пытаются  

переподключиться  посылая  пакеты  “DISCOVER”  

Остальные  остаются  подключенными  

Подлюченные  CPE  пытаются  остаться  подключенными  

посылая  пакеты“Request”  

Скорость  поступления  >>  

скорость  обслуживания  

Некоторые  “Request”ы  не  обслуживаются  

Подключенные  CPE  

отключаются  !!!  

Некоторые  “DISCOVER”ы  

обслуживаются  

Некоторые  отключенные  CPE  переподключаются  

Discover  

Discover  

Request  

Discover  

Discover  

Discover  

Discover  

Discover  

Request  

Request  

Request  

Request  

Request  

CNR  на  UCS  –  Сногсшибательно  быстрый  DNS  

•  Высокопроизводительный  Recursive  Caching  DNS  Server  (доступен  в  CNR  8.0;  на  ~80%  быстрее  текущего(7.2)  CNR  DNS)  

0  

20000  

40000  

60000  

80000  

100000  

120000  

140000  

160000  

180000  

CNR  DNS   Unbound  DNS  

Queries/Second  

                     CNR  Caching  DNS  

Простые  и  Расширенные  меню  конфигурации  

•  Configuranon  Wizard’ы  помогают  пользователям  быстро  настроить  DNS  и  DHCP  –  Главная  цель  –  выполнение  задачи,  а  не  просто  ввод  параметров  

 

Централизованное  управление  и  настройка  

  Администраторы  управляют  DNS  и  DHCP  серверами  из  центра  

Исчезает необходимость в ручной, повторяющейся, генерирующей ошибки работе по копировании конфигурации на локальные сервера  

Централизованный  IP  Address  Management  

  Упрощает  задачу  управления  блоками  адресов  Сбор статистики по использованию практически не требует усилий  

  Configuranon  examples:  cluster example-cluster create 192.168.100.101 admin=admin password=changeme ccm set ipaddr=192.168.50.10 zone-dist dist-1 create Chicago-cluster master-servers=192.168.50.1,192.168.60.1 zone example.com addRR -sync host101 A 192.168.50.101    

  Stansncs  examples:    dns getStats [performance | query | errors | security | maxcounters | ha | ipv6 | all] [total |

sample] report [column-separator=string | dhcpv4 | dhcp-only | dhcpv6 | file=outputfile | vpn=name

Легко  кастомизируется!  

  Доступно  несколько  вариантов  расширения  функционала

Изменение и кастомизация работы DHCP сервера через расширения (extensions), программы написанные на TCL или C/C++

Управляется по SNMP

Поддерживает внешние способы автоматизации – Java SDK и CLI scripting

Упрощенное  администрирование  

•  Role  based  access  control  

–  Полностью  настраиваемое,  управляется  из  центра  •  Централизованные  панели  отчетов  

Prime  (Cisco)  Network  Registrar  

•  Совместимый  со  стандартами  v4/v6  DNS  и  DHCP  •  Легкие  Настройка  и  Мониторинг  •  Быстрый  и  масштабируемый  

– Распределенная  архитектура,  поддерживает  миллионы  одновременных  потоков  и  десятки  тысяч  запросов  в  секунду  

•  Расширяемый  и  кастомизируемый  – Имеет  встроенные  возможности,  позволяющие  администраторам  перехватывать  сообщения  и  влиять  на  поведение  сервера  

•  Высоконадежный  – Поддерживает  DHCP  failover  и  HA-­‐DNS  

•  Легок  в  интеграции  – API,  CLI  и  SNMP  для  автоматизации  и  контроля  

•   “Cloud-­‐Ready”  

Prime  (Cisco)  Network  Registrar  8.0  

  DNS Caching Server   Integrated IPAM Module   Updated look-and-feel, Brand 2012   New Improved DNS Authoritative Server   DNSSEC (caching server only)

Спасибо!!! Просим Вас заполнить анкеты. Ваше мнение очень важно для вас.