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软件创新——开拓思科IOS的地平线

软件创新——开拓思科IOS的地平线

面临瞬息万变的市场环境和日益加剧的商业竞争,无论企业的规模大小,都需要有真正坚实、可靠的网络平台来确保企业业务顺畅进行,更为未来发展预留足够空间。通过卓有成效的软件创新,思科将其IOS(网络操作系统)打造成为网络系统中坚实、可靠的智能"神经中枢"。

作为应用最为广泛的网络软件,思科IOS软件系列在全世界一千多万个不同规模的系统上发挥着重要作用,其范围从小型家庭办公网络到最庞大的电信运营商网络。思科IOS取得广泛成功的关键在于,它的标准化设计中整合了创新网络技术、关键业务IP服务和首屈一指的平台支持能力。让思科IOS软件能够高踞业界领导位置的,是思科强大的研发实力,对于技术创新不懈的追求,以及对于变化万端的客户市场需求的敏锐把握。

在企业市场,思科在其Catalyst 6500系列高端交换产品中内置了IOS软件模块化特性,帮助企业用户最小化宕机时间,提升运营效率。面向正在朝IP下一代网络(IP NGN)方向积极转型的电信运营商,思科提供了IOS XR,它能够很好地满足运营商对于可扩展性、可用性和服务灵活性的高标准需求,从而为运营商开拓新型电信业务、寻求未来市场空间奠定了良好的基石。此外,思科还通过自动化的软件工具帮助不同类型的用户,无论是企业市场用户还是电信运营商,简单易行地配置和监控其网络中特定的设备和应用-思科网络管理软件把网络作为一个整体来看待和管理,从而为用户根据其特殊业务需求管理其网络提供了一种全新的视角和手段。

思科将"智能化信息网络"(IIN)架构作为未来几年的技术愿景,而IOS软件创新将是实现思科IIN战略的重要步骤。下面,就让我们看看在不同的应用领域,思科如何将其IOS软件打造成为网络系统中坚实、可靠的智能"神经中枢"。

企业网络:IOS模块化崭露头角

行业研究表明,随着IP电话、网络安全、融合应用等新技术不断涌现,网络的需求日趋复杂化,这与企业IT部门的能力之间形成了一道"运营鸿沟"。如果网络的问题未能很好地解决,造成宕机或其他问题,就会给企业带来实际的和潜在的巨大损失。这一问题在企业的数据中心、网络核心和接入层表现得更为紧迫。

在数据中心和企业园区网络的应用中,采用模块化IOS的Catalyst 6500系列交换机提供了良好的容错性能和更快的恢复功能,从而帮助企业消除"运营鸿沟"的影响,树立起网络高可用性的新地标。

对于企业网络的管理者,思科Catalyst 6500系列中的IOS软件模块化特性主要有简化软件变更、最小化计划外宕机时间和实现自动化策略控制三个方面的好处:

首先,IOS模块化简化了软件变更。通常,企业IT部门部署新软件之前都要经过验证,规划宕机时间表,最终部署。而模块化的IOS软件大大加快了验证速度,减小了软件兼容风险,另外,通过不间断软件升级(ISSU)子系统,可以在其他组件正常运行的同时更改代码,从而实现零宕机时间。根据客户调查的结果,企业可以将验证和部署新软件的时间从几个月缩短到几周,这对于保障关键业务,诸如交易平台、医疗应用、支持音频和视频的实时网络服务等业务都非常重要。 简化的软件变更还大大加强了企业的网络安全水平。Catalyst 6500系列的产品线经理Sachin Gupta指出:"升级安全补丁是企业确保网络安全的重要措施。特别在黑客日益猖獗的情况下,升级越及时,就越能防患于未然。"

其次,通过可自行恢复的独立进程,IOS模块化可以最小化计划外宕机时间。IOS模块化将不同的进程限制在独立的受保护的存储空间中,这项创新使系统可以单独重启某项进程,并提供不同进程的状态检测,这样,出错的进程就可以重启并恢复到上一个已知的状态和配置,而不必重启整个系统。重启恢复时间也从数分钟缩短到数毫秒。

"没有这些功能之前,一旦路由进程出错,转发就得中止,直到交换机重建所有的转发路由表为止。"Gupta介绍说。现在,对于故障进程,不论是路由、TCP、UDP还是FTP进程,都可以通过网络管理员或策略自动管理来重启而不影响其他进程,提高了系统的容错能力,进而实现不间断转发(NSF)。

第三,通过整合内置事件管理器(EEM)提供进程级别的自动化策略控制。自动化策略控制将耗时的任务下放给网络,让IT部门可以专注于更有价值的工作。这就帮助企业减小了"运营鸿沟"的不利影响。网络管理员可以用思科命令行界面(CLI)或工具通用语言(TCL)代码来制定策略,这些策略可用于不同方面,包括检测服务器上可用的升级补丁,下载补丁,并在预先指定的时间安装等。另外,"如果一个补丁安装后有不良后果,EEM还可以自动卸载它,"Gupta介绍。

采用模块化IOS的Catalyst 6500系列交换机是思科IOS技术部门最近的一项创新,它使思科保持了在局域网交换市场的领先地位,并能有效帮助企业IT管理者解决紧迫的运营和网络问题。思科安全、数据中心和交换技术高级副总裁Jayshree Ullal表示:"思科模块化IOS软件,以及Catalyst 6500系列所提供的无与伦比的投资保护,都体现出我们推动创新的能力,并得到了客户的高度认可。这也将始终是我们努力的方向。" IOS XR,电信网络新高度 电信运营商面临向IP NGN迁移的挑战,在这一过程中,能够支持多服务扩展、持续的系统运营和安全的虚拟化的创新网络平台,对于从多个单一服务网络向一个多服务融合网络转型是必不可少的。思科IOS XR软件能够满足所有这些需求,有力地推动了IP NGN的前进步伐。

多服务扩展

多服务扩展既涉及转发层,也涉及控制层。转发层要能支持不断增长的带宽、良好的服务质量(QoS)和可扩展的多通道机制,与此同时,控制层要能支持分布式处理智能,以帮助电信运营商在提升转发性能的同时扩展服务和顾客。这种可扩展的智能将帮助运营商从基础传输服务向电信价值链的上游转移。

思科IOS XR软件支持分布式转发架构,让系统能够很容易为多服务应用扩展新的界面和特性。IOS XR的一个关键创新就是从一个中心CPU控制层模式转为完全分布式的处理模式。很多进程被分配到不同的线卡上,由于每个线卡只需要处理自己的而不是整个系统的界面,这种架构能够支撑更大的服务和用户规模。

像路由和信号协议这样的进程,既可以运行在一个处理器上,也可以分配给多个路由处理器,不管采用哪种方式,其效果并无不同。至于那些可以占用一整个路由处理器资源的应用,比如边界网关协议(BGP),思科IOS XR独特的分布式架构可以防止它成为处理能力的瓶颈。

持续的系统运营

持续的系统运营意味着让网络中断的时间最小化,不论这种中断是出于意外,还是因升级或部署新服务的需要。与Catalyst 6500在企业网络中发挥的作用类似,IOS XR也要为电信运营商同时解决这两种问题。实际上,IOS XR可以消除由于维护、升级或替换软硬件造成的中断,从而完全避免服务的损失。意外所造成的影响也被最小化,这主要是由于IOS XR的模块化多核架构。多核架构可以隔离发生差错的进程和应用,不至于影响整个系统。另外,像UNIX一样,多核架构支持分时多任务,可以在不中断服务的情况下添加、中止或升级应用和系统进程。

思科产品和技术营销部门的IOS软件营销总监John Braskamp指出:"对电信运营商来说,采用高度模块化的IOS XR避免了网络故障,实际也就减少了收入和生产率的损失,节约了成本。"

安全的虚拟化

将多个网络和平台整合为一个融合网络可以为运营商缩减成本,但也带来了挑战。运营商必须考虑怎样在一个网络上向不同的客户人群提供服务而互不干扰。通过安全的虚拟化,可以将单一系统按照服务和管理类别划分为不同的逻辑子系统,这就将不同的服务和客户区隔开来,既安全可靠,又提升了运营和管理效率。

思科IOS XR软件的服务分隔架构(SSA)帮助电信运营商实现平台融合,同时保证每一个网络和服务的独立和安全。不久前,欧洲高级网络测试中心(EANTC)对思科XR 12416路由器进行了测试,将其配置为四个独立的服务域路由器(SDR)。结果表明,这些SDR之间完全没有重叠或转发,对其中一个SDR进行软硬件升级也对其他的SDR毫无影响,CPU和内存资源也是完全独立的。

IOS XR在一年多以前首次被引入思科CRS-1运营商级路由系统。它针对电信运营平台的需求进行了特别设计和优化,在扩展性能、分散处理和执行分布式转发方面表现优异。思科产品和技术营销部门的营销副总裁Rob Redford介绍说:"在CRS-1这种规模的系统中,它的转发层和控制层的规模要求我们只能采用完全不同的手段来构建一个操作系统。"目前,这一业界首个完全模块化、完全分布式的操作系统已经被扩展到常用的思科12000系列路由平台上。

IOS XR的效用已经被实际应用所证明。采用IOS XR的CRS-1路由系统推出一年多的时间内,为众多的全球一流电信运营商所青睐,包括Sprint、英国电信、Yahoo BB、Comcast、瑞士电信和意大利电信等世界顶级的电信运营商纷纷采用CRS-1高端路由产品来构建自己的核心网络。迄今为止在全球范围内已有30多个主要客户部署了100多台CRS-1产品来构建其IP NGN网络。中国教育和科研网(CERNET)同时采用了思科CRS-1和XR 12000系列路由器,CERNET首席技术官李教授表示:"我们要求建立一个完全模块化的软件架构,让路由协议和其他应用能够彼此独立地运行。从部署到现在,思科IOS XR在我们网络上的运行效果始终是令人满意的。"

实现网络全局管理

思科在IOS模块化上的创新对企业和电信网络具有革命性的意义,而对用户业务运行来说,同样重要的是健全的网络管理。

在网络管理实践中,要把网络作为一个整体来对待,而不是一堆路由器、服务器、交换机的拼凑,或者不同的区域、从不同的公司采购来的设备的堆砌。思科网络管理技术部门的高级副总裁Cliff Meltzer指出,不同的用户在网络管理中会遇到不同的问题。对于电信运营商来说,"部署新服务和应用就会拖延推出服务的时间,并提高运营和管理成本";对企业用户,"系统的变更和配置花费过高,增加了运营开支";而中小企业"如果采用了复杂和耗时的网络方案,就会给业务拖后腿,特别是当他们想和大型企业一样在融合网络上部署视频、语音和数据时"。

Meltzer表示:"思科的目标就是通过软件和技术研发,帮助用户从全局角度管理网络。我们将针对不同类型的用户需求推出相应的工具。"在提升网络管理能力方面,思科具有代表性的成就主要包括三种出色的网络管理工具,即思科配置引擎、CiscoWorks IP电话环境监视器(ITEM)、Cisco 2700系列无线定位设备,以及在推广可扩展标记语言(XML)方面的努力。对于网络全局管理来说,标准化是一个重要的衡量尺度,思科在推广XML语言在企业内部网通信中的应用方面投入了大量工作。目前,XML语言已经成为广泛应用的电子商务语言。

思科配置引擎

思科配置引擎是一种基于网络的管理软件,它能够实现客户端设备(CPE)的"无接触"部署和管理。电信运营商或企业客户在应用当中,只要将配置信息输入一个或多个模板,思科配置引擎就能自动地把适当的模板配置信息下载到数千个提出申请的客户端设备中去。

思科配置引擎具有良好的可扩展性,能够安全而方便地部署、升级、管理客户端设备。它加强了通过网络图形化设备管理大量客户端的能力。"它充分体现了即插即用的简便性,"思科产品和技术营销部门的网络管理营销经理Brian Junnila说:"在企业的小型分支机构,一个职员只要打开包装盒,接上路由器,然后,一切都是自动的了。"

IP电话环境监视器(ITEM)

如果话音质量不佳,IP语音的使用者就会很不满意。ITEM这一软件工具能够帮助网络的管理者比用户更早地发现和解决问题。

ITEM对IP语音通信的质量进行持续的监测。它通过不同的路径发送测试用的模仿语音包,以检查出延迟、丢包、抖动等过去在IP通信当中抱怨最多的问题。这些模仿的语音包是通过思科IOS软件中的一项IP服务等级协议(IP SLAs)功能产生的。测试可以定期或根据需要进行。有了ITEM工具,企业就能更好地融合语音和数据网络,减少语音通信方面的成本。

Cisco 2700系列无线定位设备

怎样在仓库里找到一把轮椅、一位销售经理、一名小组长、一个货柜、一台笔记本电脑和一个玩具?听起来,这些任务的性质很不一样,但只要他、她或者它拥有一个基于IEEE 802.11标准的无线通信设备(不管这个设备是笔记本、IP手机、PDA、无线路由器还是射频识别标签),问题就迎刃而解。

思科无线定位设备能够构建起一个基于Wi-Fi无线网络的解决方案,以帮助企业用户解决物理设备的跟踪和安全问题。思科产品和技术营销部门的另一位网络管理营销经理Mark King表示:"这表明网络管理的价值已经超越了数据访问和通信,进入真实世界的应用当中。" 基于网络的XML通信 网络服务(Web services)这一机制已经成为各个网络应用、组件和系统之间进行通信的标准,推动了企业间的信息沟通和电子商务的发展。XML作为一种结构化的数据交换标准,成为实现安全、可靠的信息交换的基础。

随着网络在地理上和逻辑结构上发展地越来越分散,统一的交换语言的重要性也益发增加。思科副总裁、网络管理首席技术官Nino Vidovic指出:"像存储和计算这样的功能存在于不同的地方,并被通过网络联结起来,形成虚拟存储和分布式处理能力。这样,就可以存储、处理和提供更大量的信息,运行更大的应用。但是,要让这一切得以顺畅地运转,所有这些部分(存储、计算和网络)必须配合良好,并得到统一的管理。"

互联网也许正在变成一个圣经中的巴别塔,而对它的构建者来说,XML可能成为一种通用语。在网络所要解决的任务越来越庞杂、越来越精细的今天,XML为企业网络的管理者提供了一个良好的协作工具。

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