주니퍼® 클라우드 네이티브 라우터 개요

개요

5G는 더 높은 대역폭, 더 낮은 지연 시간 및 더 높은 용량을 촉발하는 동시에 기지국 또는 셀 사이트의 수 증가, 더 큰 용량의 더 많은 백홀 링크, 더 많은 셀 사이트 라우터 및 어그리게이션 라우터와 같은 새로운 인프라 문제를 야기합니다. 서비스 프로바이더는 클라우드 네이티브 인프라를 분산형 RAN(D-RAN) 토폴로지에 통합하고 있습니다. 이 토폴로지는 일반적으로 전력, 공간 및 냉각이 제한된 소규모 임대 공간입니다. 무선 액세스 네트워크(RAN)가 세분화되고 5G 데이터센터가 클라우드 하이퍼스케일러로 확장되면서 클라우드 네이티브 라우팅에 대한 새로운 요구 사항이 추가되었습니다.

주니퍼 클라우드 네이티브 라우터는 서비스 프로바이더에게 5G 롤아웃을 위한 확장 요구 사항을 롤아웃할 수 있는 유연성을 제공하여 CapEx와 OpEx를 모두 절감합니다.

JCNR(Juniper Cloud-Native Router)은 주니퍼의 입증된 라우팅 기술과 Junos® cRPD(Containerized Routing Protocol Daemon) 를 컨트롤러로 사용하고 고성능 Contrail® DPDK(Data Plane Development Kit) vRouter 포워딩 플레인을 결합한 컨테이너식 라우터입니다. 쿠버네티스에서 구현되며 쿠버네티스 컨테이너 네트워크(CNI) 프레임워크와 원활하게 상호 작용합니다.

사용 사례

클라우드 네이티브 라우터에는 다음과 같은 사용 사례가 있습니다.

• 무선 액세스 네트워크(RAN)

  새로운 5G 전용 사이트는 중앙 집중식 RAN(C-RAN)과 분산 RAN(D-RAN)이 혼합되어 있습니다. C-RAN 사이트는 일반적으로 통신 회사가 소유한 대규모 사이트이며 물리적 라우터를 계속 구축합니다. 반면 D-RAN 사이트는 사용자에게 더 가까운 수만 개의 소규모 사이트입니다. CapEx 및 OpEx의 최적화는 다수의 D-RAN 사이트에서 중요한 요소입니다. 이러한 사이트는 일반적으로 제한된 공간, 전력 및 냉각 용량으로 임대됩니다. 모바일 코어로 다시 전송하기 위해 전용 회선을 통한 연결이 제한됩니다. 주니퍼 클라우드 네이티브 라우터는 D-RAN의 제약 조건에서 작동하도록 설계되었습니다. 분산 장치(DU)와 통합되어 기존 1U 서버에 설치할 수 있습니다.

• 통신사 VPC(Virtual Private Cloud)

  5G 데이터센터는 더 많은 무선 사이트를 지원하기 위해 클라우드 하이퍼스케일러로 확장되고 있습니다. 퍼블릭 클라우드 환경에서 사용할 수 있는 클라우드 네이티브 라우팅은 MPLS, 서비스 품질(QoS), L3 VPN 등과 같은 통신사 VPC의 라우팅 요구 사항을 지원하지 않습니다. 주니퍼 클라우드 네이티브 라우터는 고급 라우팅 기능을 제공하면서 클라우드 네이티브 Kubernetes 구성 요소로 관리되는 CNF(Containerized Network Function)로 클라우드에 직접 통합됩니다.

아키텍처 및 주요 구성 요소

주니퍼 클라우드 네이티브 라우터는 컨트롤 플레인(JCNR 컨트롤러 )인 Junos cRPD(Containerized Routing Protocol Daemon) 로 구성되어 토폴로지 검색, 경로 광고 및 FIB(Forwarding Information Base) 프로그래밍과 동적 언더레이 및 오버레이를 제공합니다. DPDK(Data Plane Development Kit) 지원 vRouter를 포워딩 플레인으로 사용하여 포드의 DPDK 애플리케이션에 대한 패킷 포워딩과 프로토콜 세션에 대한 호스트 경로 I/O를 제공합니다. 세 번째 구성 요소는 JCNR CNI(Container Network Interface)로, Kubernetes와 보조 CNI로 상호 작용하여 Pod 인터페이스를 생성하고, 주소를 할당하고, cRPD 구성을 생성합니다.

DPDK(데이터 평면 개발 키트)는 라이브러리 및 드라이버의 오픈 소스 집합입니다. DPDK를 사용하면 NIC(네트워크 인터페이스 카드)가 DMA(직접 메모리 액세스) 패킷을 애플리케이션의 주소 공간으로 직접 보낼 수 있으므로 패킷 처리 속도가 빨라집니다. 애플리케이션은 NIC의 인터럽트 오버헤드를 방지하기 위해 패킷을 폴링합니다. DPDK와 통합하면 vRouter가 커널 모듈로 실행될 때보다 vRouter가 초당 더 많은 패킷을 처리할 수 있습니다.

이 통합 솔루션에서 JCNR 컨트롤러는 고성능 원격 프로시저 호출(Remote Procedure Call) 기반 서비스인 gRPC를 사용하여 메시지를 교환하고 vRouter와 통신함으로써 완전한 기능을 갖춘 클라우드 네이티브 라우터를 생성합니다. 이러한 긴밀한 커뮤니케이션을 통해 다음을 수행할 수 있습니다.

• 패브릭 및 워크로드 인터페이스에 대해 알아보기

• 필요에 따라 Kubernetes Pod에 대한 DPDK 또는 커널 기반 인터페이스를 프로비저닝합니다

• 파드에 대한 IPv4 및 IPv6 주소 할당 구성

• 라우팅 테이블에 경로 설치

• ISIS, BGP, OSPF와 같은 라우팅 프로토콜 실행

기능

• Helm을 사용하여 범용 컴퓨팅 장치에서 손쉬운 배포, 제거 및 업그레이드

• DPDK 기반 JCNR-vRouter로 패킷 포워딩 성능 향상

• 소프트웨어의 전체 라우팅, 스위칭 및 포워딩 스택

• MAC 학습, MAC 에이징, MAC 제한 및 L2 통계와 같은 기본 L2 기능

• 관리 트래픽을 위한 RU(Radio Unit)에 대한 L2 도달 가능성

• 5G 밀리미터파 DU 또는 4G DU와 같은 물리적 분산 장치(DU)에 대한 L2 또는 L3 도달 가능성

• VLAN 태깅

• 브리지 도메인

• 트렁크 및 액세스 포트

• 이더넷 NIC에서 다중 가상 기능(VF) 지원

• 본딩된 VF 인터페이스 지원

• 구성 가능한 L2 액세스 제어 목록(ACL)

• 패브릭 인터페이스에서 송신 브로드캐스트, 알 수 없는 유니캐스트 및 멀티캐스트 트래픽의 속도 제한

• IPv4 및 IPv6 라우팅

• 즉시 사용 가능한 소프트웨어 기반 O-RAN(Open Radio Access Network) 지원

• 컨테이너화된 구축을 통한 빠른 가동

• 확장성이 뛰어난 솔루션