1. Многоуровневая интеллектуальная
плоскость управления –
Cisco nLight Control Plane
Борис Черваков
Инженер-консультант
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

2. Архитектура Cisco nLight
Гибкость, Конвергенция, Масштабируемость
nLight
Silicon
nLight
ROADM
100G и далее…
Различные модуляции
Производительность
Полная гибкость
Отсутствие ручных
настроек
Масштабируемость
nLight
Control Plane
Обмен информацией
между уровнями сети
Автоматизация и
оптимизация
Программируемость

3. Инфраструктура управление сетью
PCE/SDN
Система
управления
Маршрутизатор
Маршрутизатор
Cisco nLight CP
Система управления мониторит состояние сети и сервисов
Плоскость управления Cisco nLight обеспечивает взаимодействие между уровнями
сети и добавляет интеллектуальные возможности оборудованию DWDM
Поддержка различных подходов, в зависимости от принятой модели эксплуатации сети
Централизованная многоуровневая оптимизация посредством PCE/SDN
Расширяемая открытая платформа, позволяющая добавлять различный функционал
Обмен информацией между PCE/SDN, NMS и плоскостью управления

4. Функционал управления Cisco nLight
Автоматическое включение DWDM сервиса c IP
маршрутизатора Снижает OpEx
Обмен информацией о параметрах сервиса между IP и
DWDM уровнями Снижает OpEx Повышает надежность
Обмен данными о характеристиках маршрута между
DWDM и IP Снижает OpEx Повышает надежность
Автоматическое изменение DWDM маршрута при
аварии на линии или для оптимизации полосы
Снижает OpEx Снижает CapEx Повышает надежность
Изменение IP и DWDM топологии при аварии на узле
или для оптимизации ресурсов сети
Снижает OpEx Снижает CapEx Повышает надежность
XYZ
ABC

5. Компоненты управления Cisco nLight
Оптимизация и
оптическое
восстановление
сервисов при
аварии
Межуровневое
восстановление
сервисов при
аварии на
уровне IP
Межуровневая
оптимизация
ресурсов сети
GMPLS UNI
Impairment aware DWDM CP (WSON)
Многоуровневое
планирование
Взаимодействие
и обмен
информацией
между уровнями
сети

6. Компоненты управления Cisco nLight
Оптимизация и
оптическое
восстановление
сервисов при
аварии
Межуровневое
восстановление
сервисов при
аварии на
уровне IP
Межуровневая
оптимизация
ресурсов сети
GMPLS UNI
Impairment aware DWDM CP (WSON)
Многоуровневое
планирование
Взаимодействие
и обмен
информацией
между уровнями
сети

7. Функционал Cisco WSON
Интегрированная плоскость управления, учитывающая в своей
работе оптические характеристики DWDM сети
• Топологию
•
•
Линейные и нелинейные эффекты
Характеристики интерфейсов
Регистрация «клиентских» интерфейсов
• Транспондер
•
•
Alien wavelength
ITU-T интерфейс
«Сервис по запросу»
• Установление нового сервиса
•
Перемаршрутизация сервиса по запросу
Восстановление сервиса на уровне оптической сети
• Автоматическая реакция на аварии
•
•
Защита от двойных отказов
Различные варианты SLA (0+1, 0+1+R, 1+1, 1+1+R)
GMPLS UNI

8. WSON – Полная информация о сети
Входные
параметры
WSON
Линейные
эффекты
Затухания
OSNR
Нелинейные
эффекты
CD
PMD
SPM
XPM
FWM
Назначение длины волны
Расчет оптического
маршрута на сети
Топология
Тип
интерфейса
Распределение
длин волн
Bit rate
FEC
Модуляция
Проверка характеристик
оптического сигнала
(линейные, нелинейные)
Создание сервиса
Возможность
регенерации

9. WSON - Распределенная обработка
Каждый узел участвует в работе подсистемы управления
Вся необходимая для вычислений информация находится непосредственно на
узле
Для установления маршрута используются расширения стандартных
протоколов – OSPF, MPLS-TE, RSVP-TE
•
Низкие требования
к сети DCN
• Отсутствие
центрального
сервера
• Всегда актуальная
информация о
состоянии сети

Лучшая
масштабируемость и
отказоустойчивость

10. Компоненты управления Cisco nLight
Оптимизация и
оптическое
восстановление
сервисов при
аварии
Межуровневое
восстановление
сервисов при
аварии на
уровне IP
Межуровневая
оптимизация
ресурсов сети
GMPLS UNI
Impairment aware DWDM CP (WSON)
Многоуровневое
планирование
Взаимодействие
и обмен
информацией
между уровнями
сети

11. Что такое GMPLS?
• GMPLS предназначен для построения LSP через различные домены (не
обязательно IP)
• Единая плоскость управления для междоменного взаимодействия
• Плоскость управления и плоскость данных полностью разделены
• Клиент – Сервер взаимодействие между доменами
• Основан на расширениях протоколов:
o RSVP-TE
o OSPF-TE
o ISIS-TE
L3
L2
L1
L0
• Поддержка двунаправленных LSP
• Для обмена необходимой информацией между соседними доменами
используется функционал GMPLS UNI

12. Протоколы используемые в GMPLS
• OSPF / ISIS
o Распространяют информацию о топологии сети
o OSPF / ISIS TE extensions RFC3660, RFC3784, RFC4202
• RSVP
o Отвечает за прокладку LSP
o Контролирует состояние LSP
o RSVP-TE (RFC3209), GMPLS extensions (RFC3473)
• LMP
o Определяет и отслеживает состояние соседнего устройства,
подключенного к линку
o Может работать динамически или прописан статически

13. Взаимодействие между доменами сети
IGP
QoS
Пиринг
OSNR
Физическая топология
SLA
Queuing
CD / PMD
Нелинейные эффекты
Мощность
Адресация
Маршрутизатор
(Клиент)
DWDM
(Сервер)
Пакетный домен
Оптический домен
IPoDWDM
Protection (Proactive FRR)
Сервисы от А до Я
Pre-FEC Error Rate
WSON
Circuit ID, Wavelength path
Circuit with the same path as X
Wavelength Latency
Circuit with disjoint path as X
Circuit with max latency Y
Circuit that avoids an SRLG
Minimum wavelength acceptance
Protected circuit, with restoration
Unprotected circuit, with restoration
Coordinated Maintenance
Топология сети
Shared Risk Link Groups
GMPLS UNI
Wavelength Margin (yellow, green, red)
Available wavelength capacity
L0 Network Topology
Dynamic Optical Restoration
L0 Maintenance

14. Преимущества внедрения GMPLS UNI
 Актуальная информация о ВСЕЙ сети с
сохранением масштабируемости
плоскости управления
 Поддержка многоуровневого управления
с сохранением границ
административных доменов
 Независимое управление и экспертиза
внутри каждого домена
 Обмен и использование информации
между различными уровнями/доменами
 Скорость внедрения сервисов
Запрос от Клиента к Серверу:
“Создать сервис до R2”
Клиент: IP/MPLS
R3
R2
R1
GMPLS-UNI
O1
O2
O3
Сервер: DWDM WSON

15. IP Control Channel (IPCC)
DWDM
IP Control Channel
(IPCC)
•
•
•
•
Сеть управления
(IP)
Не все узлы в GMPLS сети способны маршрутизировать IP. Многие
«мыслят» частотами, тайм-слотами и т.д., а не IP адресами.
Для работы служебных протоколов необходимо обеспечить внешнюю IP
сеть управления
Для взаимодействия друг с другом элементы используют IP Control
Channel (IPCC)
Все служебные протоколы (OSPF/ISIS, RSVP, LMP) работают поверх
IPCC

16. Модель взаимодействия GMPLS UNI
UNI
UNI
Head
Tail
UNI-C
UNI-C
IP уровень
RSVP
RSVP
UNI-N
RSVP
RSVP
UNI-N
DWDM уровень
Управление (IPCC)
Данные

17. Компоненты управления Cisco nLight
Оптимизация и
оптическое
восстановление
сервисов при
аварии
Межуровневое
восстановление
сервисов при
аварии на
уровне IP
Межуровневая
оптимизация
ресурсов сети
GMPLS UNI
Impairment aware DWDM CP (WSON)
Многоуровневое
планирование
Взаимодействие
и обмен
информацией
между уровнями
сети

18. Автоматическое включение сервиса
Традиционный подход  Дни
o IP посылает запрос в DWDM на включение
сервиса с определенными параметрами
o DWDM определяет возможность
предоставления сервиса, отвечающего
запрошенным параметрам
o DWDM проверяет необходимые ресурсы и
характеристики сервиса
o IP / DWDM координируют включение сервиса
nLight CP  Минуты
o IP сигнализирует параметры включения нового
сервиса
o DWDM находит оптимальный маршрут и
сигнализирует в сторону IP необходимую
характеристики (длину волны)
o Происходит автоматическое включение
сервиса
Задержки &
ошибки
GMPLS

19. Сигнализация характеристик сервиса
nLight CP:
• Включение нового сервиса
происходит автоматически, с учетом
требований вышестоящего уровня.
Packet
Характеристики сервиса
Layer
сигнализируются через GMPLS-UNI
o
o
o
o
Задержка
Не совпадающий маршрут
Совпадающий маршрут
SRLG
• Информирование вышестоящего
уровня в случае невозможности
выполнения запроса
Optical
Layer

20. Компоненты управления Cisco nLight
Оптимизация и
оптическое
восстановление
сервисов при
аварии
Межуровневое
восстановление
сервисов при
аварии на
уровне IP
Межуровневая
оптимизация
ресурсов сети
GMPLS UNI
Impairment aware DWDM CP (WSON)
Многоуровневое
планирование
Взаимодействие
и обмен
информацией
между уровнями
сети

21. Автоматическое восстановление nLight
nLight CP
SDN/PCE
IPoDWDM
IPoDWDM
Маршрутизатор
Маршрутизатор
ONS 15454
MSTP
1. Обрыв волокна! 
2. Встроенный функционал WSON находит новый альтернативный маршрут
3. Возможность использования атрибутов при выборе маршрута – SRLG, путь, задержка
4. При необходимости, DWDM запрашивает IP о смене длины волны, модуляции
5. Гибкая (Colorless, Omni-Directional, FS) DWDM сеть устанавливает новый маршрут
6. Быстрое восстановление сервиса, с использованием
, без
необходимости какого-либо ручного вмешательства 
Большая надежность. Меньшее количество IP&DWDM интерфейсов

22. Варианты обеспечения защиты (I)
IP FRR + Защита на DWDM
DWDM
IP FRR
Утилизация интерфейса
маршрутизатора ≈ 50%
DWDM 1+1
Утилизация DWDM
сети ≈ 50%
Утилизация ресурсов сети ≈ 25%
Нет взаимодействия между L1 и L3 Не эффективное использование
ресурсов сети

23. Варианты обеспечения защиты (II)
Только L3 FRR
DWDM
Proactive Protection
L3 FRR
Нет защиты
Утилизация интерфейса
маршрутизатора ≈ 50%
Утилизация DWDM
сети ≈ 100%
Утилизация ресурсов сети ≈ 50%
Лучше, но сколько времени займет восстановление трассы на DWDM?

24. Варианты обеспечения защиты (III)
L3 FRR + Оптическое восстановление
GMPLS-UNI
DWDM
IP FRR
DWDM восстановление
Утилизация интерфейса
маршрутизатора > 50%
Утилизация DWDM
сети ≈ 100%
Эффективная утилизация ресурсов сети  75%
Больше утилизация  Меньше интерфейсов  Ниже CAPEX

25. Компоненты управления Cisco nLight
Оптимизация и
оптическое
восстановление
сервисов при
аварии
Межуровневое
восстановление
сервисов при
аварии на
уровне IP
Межуровневая
оптимизация
ресурсов сети
GMPLS UNI
Impairment aware DWDM CP (WSON)
Многоуровневое
планирование
Взаимодействие
и обмен
информацией
между уровнями
сети

26. Переход к гибридной модели управления
Централизованный подход при необходимости,
распределенная модель для всего остального
Централизованна
я оркестрация и
оптимизация
Приложения
Контроллеры
Сетевые
устройства с
интегрированным
Control Plane
Распределенная плоскость
управления:
оптимизирована для
максимальной
масштабируемости и
надежности
Гибридная плоскость
управления:
распределенная модель под
контролем центрального
элемента для оптимизации
производительности

27. IP ЦОО и nLight CP
1. Оптический NMS
предоставляет ЦОО
информацию о топологии
транспортной сети
IP ЦОО
2
R1
R3
4
IP
1
NMS
О1
О3
3
О2
DWDM
2. IP ЦОО программирует
маршрутизаторы на
установление нового линка
R1-R3 и инициирует
создание сервиса на
DWDM, используя
расширения GMPLS-UNI
3. Создание сервиса О1О3, используя механизмы
WSON
4. Установление линка
между маршрутизаторами
R1-R3

28. Многоуровневый ЦОО
IP ЦОО
R1
R3
IP
МУ ЦОО программирует IP
и DWDM на установление
нового линка R1-R3
МУ ЦОО
NMS
О3
О1
О2
DWDM

29. Система оптимизации и оркестрации
MATE Design
MATE Live
Web Application
Desktop GUI
API
Map
External
Systems
Plan
Files
Plan
Archives
Archive Web Application
API
Explore
Analytics
External
Systems
Time
Series
Data-store
Datastore
Archives
MATE Collector
Offline Collection
Online Collection
API
External Systems
Configs
Statistics
SNMP
and CLI
SOAP
XML
Flow
Data
SPAM
CPAM
Flow Collection
Server

30. Переключение, оптимизация сервисов
Традиционный подход:
Оптимизация, если и производится,
Packet
то независимо на каждом из уровней
Layer
сети
nLight CP:
• Возможность оптимизации
ресурсов, с учетом реальных
Optical
потребностей и требований всех
Layer
уровней сети
• Возможность автоматического и
согласованного переключения
сервисов между различными
портами или устройствами

31. Восстановление в случае отказа IP порта
R1
Традиционный
подход
R2
Выделенное (1+1)
резервирование для
конкретного порта/линка
DWDM
R3
ЦОО
При аварии на R1, порты
на R2 простаивают
R4
R1
R2
nLight CP
DWDM
R3
R4
nLight CP позволяет
переиспользовать порты
на R2
Порт может быть
задействован для
резервирования любых
портов/линков R1 (N+1)

32. Изменение матрицы трафика
Запрос на
изменение
R1
R2
ЦОО
DWDM
R3
R4
Запрос на
изменение
Удаление сервиса R3-R4
Добавление сервиса R1-R4

33. Восстановление в случае отказа IP узла
Традиционный подход
C1
nLight CP
C2
C1
Alarm
C2
Запрос
E1
ЦОО
E1
Alarm
Fix
Запрос
Ok
C1
C2
E1
C3
C4
E7

34. Снижение капитальных затрат
Результаты планирования IP + Optical сети с помощью Cariden MATE,
включающие оптимизацию распределения трафика и использование
различных механизмов восстановления nLight
Внедрение механизмов Cisco nLight приводит к существенному снижению
капитальных затрат на дальнейшее развитие сети
«Multi-Layer Capacity Planning for IP-Optical Networks White Paper»

35. Эволюция оптической плоскости управления
nLight
Полная картина сети
От автоматизации к оптимизации
GMPLS-UNI
Межуровневое взаимодействие
WSON
Интеллект DWDM сети

36. Плоскость управления Cisco nLight
• Многоуровневая архитектура для
автоматического включения и
оптимизации сервисов на сети
• Направлена на интеграцию IP и
DWDM
• Позволяет снизить операционные
и капитальные затраты на сеть
• Стандартизованные механизмы
взаимодействия (IETF)

37. Cisco Optical Solutions

38. #CiscoConnectRu
Спасибо
Пожалуйста, заполните анкеты.
Ваше мнение очень важно для нас.
Name: Борис Черваков
Phone: +7 985 6436485
E-mail: bchervak@cisco.com
CiscoRu
19.12.2013
Cisco
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
CiscoRussia