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  • 超級劇透季三: FC7000.T匯聚分流設備,為移動網GTP隧道數據解析處理而生

    發表時間:2021-11-26

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    核心網網絡架構演進
    網絡架構的演進與應用需求的變化密切相關,移動核心網也不例外。在最初的2G時代,網絡設備的控制面和數據面并不相互獨立,這種設計方式,帶來最大的弊端是靈活性較差,究其原因,控制面主要運行的是設備指令,多是小包數據,往往需要較高的響應及時性。而數據面內主要跑的是流量,多是大包數據,往往需要更大的吞吐量。

    從3G開始,移動核心網開始嘗試實現控制面和數據面的分離。到了4G時代, 4G移動核心網主要為手機高速上網服務,典型的CUPS架構即控制面用戶面分離架構徹底實現了控制面和數據面分離。這一舉措不但優化了網絡部署運維效率,大大提升了響應及時性,還讓網絡用戶面功能徹底擺脫了中心化的束縛,實現靈活的分布式部署和更高的數據吞吐量。

    仔細觀察4G網絡信令面和用戶面網絡架構,我們可以發現,S1-MME和S11網元接口傳輸的是信令面數據,數據報文基本為GTP-C,S1AP等。S1-U口傳輸的是用戶面數據,數據報文基本為GTP-U數據。

    無論是GTP-C協議報文還是GTP-U協議報文,他們同屬于GTP協議范疇。這里,先普及一下什么是GTP協議。

    GTP是一組基于IP的高層協議,位于TCP/IP或UDP/IP等協議上,主要用于在GSM和UMTS和LTE網絡中支持通用分組無線服務(GPRS)的通訊協議。

    GTP協議主要分為GTP-C、GTP-U協議,常用網絡名詞有 GGSN (gateway GPRS sustain node)網關 GPRS 支持節點、SGSN (service GPRS sustain node)服務GPRS 支持節點。

    GTP-C屬于一個控制層協議,用在GPRS核心網內傳輸GGSN(網關GPRS支持結點)和SGSN(服務GPRS支持結點)之間的信令,用于建立、管理、使用、釋放請求信息。

    GTP-U屬于傳輸層協議,用于在GPRS核心網內,無線接入與核心網之間傳送用戶數據,用戶數據可以是IPv4, IPv6或PPP中的任何格式傳輸。

    看起來有點復雜是吧!沒關系,舉個簡單例子就清楚了?,F在,一部手機需要通過 4G UMTS無線網卡上網。首先,它需要通過GTP-C協議發送請求GGSN 獲取內部地址,GTP-C協議響應該信令請求并建立連接。隨后,GTP-U協議負責傳輸用戶請求的數據信息回應的數據包,例如用戶訪問頭條頁面,頭條頁面展示相應的內容信息,這些信息都是由 GTP-U負責傳輸。當用戶斷開網絡,不再訪問網絡信息時,GTP-C 協議釋放這個隧道,整個請求結束。

    到了5G時代,5G網絡承載了大量多元化業務,軟硬件緊耦合的網元被虛擬化和NF網絡功能所替代。由圖可以看到,N11接口傳輸的是信令面數據,基本為http2數據。N3、N9接口傳輸的是用戶面數據,基本為GTP-U數據。在GTP-U傳輸這一點上,4G/5G保持了一致。


    FC7000.T匯聚分流設備為移動網GTP隧道數據解析處理而生
    FC7000.T系列機架式匯聚分流設備是恒揚數據基于標準機架自主開發的高性能、高密度分流器,是恒揚數據針對云集群、IDC數據處理中心、運營商城域網、移動核心網等應用場景設計的高性能匯聚分流設備。FC7000.T設備能夠正確識別、解析、處理GTP等多類型隧道報文,整體解決用戶流量采集、分析、篩選過濾等需求。FC7000.T匯聚分流器具有高密度的100GE接入能力,支持精細化的流量采集分類、智能的負載均衡功能,在保證超高處理能力的基礎上只需消耗超低的運行功耗。


    接口高密度

       - 1U的盒式設備,擁有業界領先的接口密度;
         型號1:16個100GE QSFP28接口,64個10GE接口;
         型號2:32個100GE QSFP28 接口;
       - 其中,10GE接口兼容25GE接口,100GE接口兼容40GE接口并支持拆分為4*10G/4*25G接口。

    協議識別

       - 隧道報文:可識別GTP、IPv4-in-IPv4、IPv6-in-IPv6、IPv4-over-IPv6、IPv6-over-IPv4、L2TP、PPTP、GRE、AH、ESP等多種隧道報文
       - MPLS:支持MPLS的識別;
       - VLAN:支持VLAN的識別;
       - VXLAN:支持VXLAN識別;
       - IP:支持IPv4、IPv6報文的識別;
       - L4識別:支持TCP、UDP、SCTP、ICMP等報文的識別;
       - 可設置隧道報文內層或外層IP進行規則匹配;
       - 可識別路由管理報文。

    高可靠性設計

    在提供高密度接口的同時,設備能夠全線速處理業務流量,為大流量數據的匯聚及處理提供保障。在1U的機箱空間內,不僅提供高密度的接口、強大的處理性能,而且能夠實現1+1的冗余電源,為設備的穩定運行提供保障。

    數據處理

    設備即支持對常見的IP報文頭部的解析,也支持對VXLAN,MPLS,GTPU等報文的頭部解析;同時也可以支持對定制頭部報文的解析(需提供帶解析報文的特征);支持對MPLS,GTPU,VxLAN,GRE等隧道報文進行剝離,支持VXLAN,GRE等隧道報文封裝;支持對GRE隧道報文的終結,并能夠響應ARP Request和ICMP Request數據包。

    權重負載均衡

    FC7000.T具備智能檢測與后端服務器的link狀態的功能,如果負載均衡接口組的某個接口鏈接斷開,設備會自動將該接口的流量負載輸出到接口組的其它接口,從而避免數據丟失。

    目前, FC7000.T系列設備已經廣泛應用于移動核心網數據采集,IDC/ISP信息安全高速鏈路數據處理等多種應用場景,為運營商、集成商、政企等客戶提供可延展、高性價比的業務增值解決方案。


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