В июне Linux Foundation объявило о выпуске седьмой версии системы ONOS (Open Network Operating System). Новый релиз получил название «Goldeneye» («Золотой глаз»), сменив предыдущую версию Falcon, выпущенную в марте этого года.
ONOS Project относится к одной из наиболее популярных на сегодняшний день архитектур программно-определяемых сетей (Software-Defined Networks, SDN), разделяя первенство с OpenDaylight (ODL). Развитие системы ONOS осуществляется в рамках сообщества Linux Foundation, проект развивается по модели Open Source.
Платформа ONOS строится на технологиях SDN и NFV (Network Functions Virtualization, виртуализация сетевых функций). Главной отличительной особенностью ONOS является обеспечение высокой масштабируемости программно-определяемой сети. Хотя эта функция имеет важное значение для всех SDN-проектов, однако особую заинтересованность в ней проявляют прежде всего операторы связи и сервис-провайдеры. Поэтому проект ONOS часто называют SDN-платформой, созданной сервис-провайдерами для сервис-провайдеров.
Помимо масштабируемости, проект ONOS призван обеспечить высокую доступность сети и премиальную производительность. В рамках проекта должна быть создана универсальная модель абстракции сети, которую можно будет применять для решения различных практических задач.
Как отмечают разработчики ONOS, сегодня сервис-провайдерам приходится решать две основные задачи при строительстве ЦОДов и прокладке сетевой инфраструктуры: они должны обеспечить быструю перестройку сети с учетом меняющихся потребностей и у них должен быть широкий выбор для ценовой модели предоставления услуг. Новая разработка призвана обеспечить успешность будущего развития бизнеса сервис-провайдеров. Она должна позволить им эффективно управлять в будущем инфраструктурой, внедрять облачные и интернет-решения, сокращать капитальные и операционные расходы.
Развертывание ONOS в виде различных SDN- и NFV-решений для крупных промышленных сетей может быть использовано при строительстве исследовательских и образовательных платформ в масштабах государства, при возведении национальных сетей управления движением транспорта, многоканальных сетей распространения контента, организации работы программных сервисов в рамках виртуальных частных сетей.
Головной организацией для развития экосистемы ONOS является ON.Lab. Значительную помощь ей оказывают сервис-провайдеры уровня Tier 1 (AT&T, NTT Communications, SK Telecom) и ведущие вендоры сетевых решений (Ciena, Cisco, Ericsson, Fujitsu, Huawei, Intel, NEC).
Масштабируемость — визитная карточка ONOS
Почему именно к масштабируемости SDN-сети проявлен такой большой интерес в развитии проекта ONOS? Дело в том, что производительность программного сервиса, работающего на одном x86-сервере, всегда будет ограничена возможностями установленного в нем процессора, размерами доступной памяти, пропускной способностью шины, быстродействием системы ввода-вывода дисковой подсистемы и другими характеристиками. Поэтому если программная система, к числу которых относятся и SDN-контроллеры, предназначена для работы в рамках одного физического сервера, то для масштабирования необходимо увеличивать мощность самого сервера.
Однако осуществить такой апгрейд затруднительно даже на выделенных серверах. Взамен можно выбрать перенос приложений на более мощный сервер, но такое решение также представляет собой крайне непростую задачу, особенно когда речь идет о виртуальной инфраструктуре.
Поэтому для реализации масштабирования в основу проекта ONOS изначально был заложен принцип развития управляемой программной инфраструктуры как распределенной вычислительной системы. Такой выбор архитектуры позволяет ONOS решать проблему масштабирования более эффективно, чем конкурентам. Это достигается за счет того, что приложения могут работать на нескольких системах одновременно. Масштабирование в концепции ONOS представляет собой просто добавление новых физических систем, а не наращивание мощности существующей.
Уже с первых шагов развития ONOS была поставлена цель создать SDN-контроллер, способный рассчитать до 1 млн. путей трафика при пропускной способности до 6 млн. операций/с. Учет такого огромного количества изменений в сети за единицу времени обеспечивается в ONOS за счет использования централизованного SDN-контроллера, работа которого распределена по нескольким вычислительным узлам. Этот единый распределенный «экземпляр» обеспечивает создание унифицированного глобального вида для сетевой топологии и предоставляет полную информационную картину о состоянии всей сети.
Новые функции релиза Goldeneye
Развитие ONOS до версии Goldeneye шло в первую очередь в направлении интеграции платформы с различными международными, промышленными и государственными системами сертификации.
Создание собственных программных инструментов велось в рамках концепции Chaos Monkey. Она предусматривает построение платформы, которая способна к восстановлению до рабочего состояния при преднамеренном выводе из строя отдельных, случайно выбранных компонентов.
Компоновка модулей была переведена на использование системы Buck, которая разработана Facebook и позволяет быстро создавать компактные модули, сократив в 10 раз затрачиваемое время.
Развитие «северного интерфейса» (Northbound) было направлено на встраивание подсистемы управления прямого управления потоками данных. Развитие «южного интерфейса» (Southbound) шло по пути развития системы управления конфигурацией по протоколу NETCONF и языка моделирования данных YANG для Cisco IOS.
Разработку ядра ONOS выполняли ON.Lab, Fujitsu, ETRI, NEC. Они смогли поднять в шесть раз скорость выполнения распределенных команд, а также усовершенствовать алгоритм распределения нагрузки, который теперь способен выявлять заранее конфликты, возникающие при регистрации передаваемых пакетов.
