自主研发持续创新之ROSng操作系统

发布时间:2020-06-28  作者:中兴通讯 吴道揆  阅读量:

ROSng是中兴通讯新一代的网络操作系统。中兴通讯早期的网络操作系统(ROS),受软硬件条件限制,采用的是当时普遍的一体式软件架构。随着软件功能日益复杂,硬件多核技术的发展,一体式软件架构已经不能满足系统发展的要求,特别是近年来容器技术的成熟,促使我们进一步调整和优化软件架构。中兴通讯在ROS的基础上,开发了全新的下一代网络操作系统ROSng。ROSng以组件化为基石,是一个完全模块化,面向服务、分布式的网络操作系统。并且引入虚拟化技术,通过灵活的容器编排,使得ROSng网络操作系统更加灵活、简单、安全可靠、易于扩展。

组件化、面向服务

中兴通讯新一代网络操作系统ROSng基于自研的CGEL LINUX操作系统和分布式中间件Tulip,采用现代化的面向服务的体系架构,整个系统由一组相互隔离又彼此协作的服务组成。这些服务以独立进程的形式存在,服务之间采用标准化的接口进行交互和通信,通过服务发布订阅实现服务的灵活部署(见图1)。基于这种设计方法,使得系统的各个组成部分更加模块化,具备更好的隔离性,同时具备更好的独立升级能力和灵活部署能力。

得益于组件化和面向服务的软件架构,ROSng实现了嵌入式设备、虚拟化设备和云端NFV的源代码统一。统一的源代码,不仅有利于节省研发人力,提升新功能的推出速度,同时也让相同的功能有更多的测试资源保障,提升了系统的稳定性。




智能与开放

随着技术的发展,网络功能日益复杂,企业需要提升网络设备的运维效率,降低运维成本。传统的人工运维操作逐渐被自动化和智能软件代替,这对设备的开发提出了新的要求。最新版本的ROSng为此提供一套完整的解决方案,支撑企业的自动运维操作。

- 全领域的YANG结构化建模,支持所有业务基于模型的操作运维;

- 灵活的YANG模型转换技术,实现不同模型之间的无缝切换;

- 引入容器技术,支持第三方应用在设备上的部署;

- 开放基于YANG模型的可编程接口,提供多语言的自动控制能力;

- 基于GRPC(Google Remote Procedure Call)的事件通知机制,实现设备状态的亚秒级实时监控。


极简网络部署

智能快速的调度能力是现在广域网的一个关键特性。传统网络中,采用MPLS及RSVP-TE等流量工程技术来满足这种能力,但传统的流量工程涉及LDP、RSVP、OSPF、ISIS、BGP等多种协议,配置复杂,运维困难。新型SR(Segment Routing)协议,脱胎于MPLS,但摒弃了LDP、RSVP等标签协议,通过扩展IGP协议的标签分发能力,获得了良好的流量调度和路径优化能力。同时SR具备SDN天然结合的特性,极大简化了网络的部署,是智简网络的发展方向。

中兴通讯很早就投入到SR技术的研究中,积极参与分段路由和网络切片标准的制定,目前其ROSng操作系统已经具备成熟完整的SR技术栈,支持网络切片和EVPN等高级功能,满足运营商各种场景的应用需求。

高效网络遥测

基于AI、大数据的互联网应用推动了互联网数据中心产品、技术的快速升级,也引发了网络流量爆发式增长和端口流量的暴增。未来,极短时间的网络故障也会造成海量数据的丢失,引发业务故障。业务对网络丢包将越来越敏感,容忍时间阈值越来越短。传统的SNMP周期上报的模式已经无法满足对网络监控的需求,我们需要一种新的手段解决网络“看不见”的问题。

Telemetry是一项从网络设备高速高频采集数据的新型技术。该技术有两个创新点,一是采用GRPC主动推送模式,避免了SNMP拉模式一来一回的Ping-Pang开销,另外采用YANG结构化标准建模的方式,提升了上报数据的标准化和可编程能力。

ROSng提供对Telemetry的支持能力,通过Telemetry的部署,为网络故障的定位、网规网优、网络质量分析提供大数据基础,通过与智能网管和SDN技术的结合,能有力支撑未来网络的智能运维。

完善的高可用性

ROSng网络操作系统用于电信级别的网络设备,电信级设备对高可用性非常关注。ROSng通过1+1冗余保护的方式,实现了NSR和ISSU等高可用特性,保证设备在软硬件故障或版本升级过程中,能持续不中断地提供服务。

ROSng通过高效的实时信息热备份,实现了协议状态在主备之间的强一致性,保证主备单板倒换过程中,协议不中断服务。并通过保持主备同步信息的前向兼容性,保证在升级过程中不中断服务。

ROSng具备近20年的技术沉淀和经验积累,所有代码自主研发,是国内为数不多具有完整网络协议功能和完全自有知识产权的网络操作系统。ROSng具有高可靠、高性能、开放性、可扩展的架构设计特点。目前ROSng网络操作系统已经在中兴通讯高、中、低端路由器,交换机,固网和移动接入等多个项目中成功应用。其功能特性丰富,系统安全稳定,经过了市场的长期严格考验,能够满足运营商未来网络长期演进的需求。

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