Comware軟件平臺對IPv6的技術(shù)支撐
【51CTO.com 綜合報道】網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的核心是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),通過網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的平臺級支持,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠有統(tǒng)一的架構(gòu)、一致的管理界面、基本相同的特性,以及便捷的特性更新等。進入IPv6時代,網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的核心,需要由表及里的,從架構(gòu)、界面、特性等各方面對IPv6進行完善的支撐。
Comware是H3C公司最為重要的軟件平臺和核心技術(shù)的載體,支撐從低端盒式設(shè)備到高端框式設(shè)備全系列化網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的開發(fā)。通過良好的架構(gòu)設(shè)計,Comware具有豐富的特性、良好的可裁減性、靈活的可伸縮性,以支撐各種硬件平臺和體系結(jié)構(gòu)。本刊第1期(2008年12月號)“走進網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)——Comware軟件架構(gòu)淺談”(以下簡稱:走進Comware)一文曾對它的系統(tǒng)架構(gòu)與特點做詳細介紹,本文將著力闡述Comware平臺的IPv6的支撐設(shè)計。
H3C緊隨IETF對IPv6標(biāo)準(zhǔn)的研究和制訂,并不斷響應(yīng)新的需求,及時在Comware平臺上開發(fā)已標(biāo)準(zhǔn)化了的IPv6協(xié)議特性,基于Comware平臺的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品,已經(jīng)通過了在國際上通行的IPv6 Ready測試,以及在中國、美國等多外大型運營商的IPv6專項測試。
體系架構(gòu)對IPv6的支持
如“走進Comware”一文所述:Comware的體系結(jié)構(gòu)分為平面(plane)、子系統(tǒng)(subsystem)和模塊(module)三個級別;由上至下有4大平面,即管理平面、控制平面、數(shù)據(jù)平面和基礎(chǔ)設(shè)施平面;平面之下,進一步劃分成25個子系統(tǒng),子系統(tǒng)之間相對獨立,又有一定的依賴關(guān)系;每個子系統(tǒng)分解成為大小規(guī)模不同的模塊,目前Comware系統(tǒng)包含了270多個不同的模塊,覆蓋路由、交換、無線、安全等不同領(lǐng)域的各種特性,為產(chǎn)品提供了極為豐富的特性。這些模塊中,相當(dāng)多的模塊都與網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議相關(guān),即與IPv6協(xié)議相關(guān),并進行了必要的開發(fā),包括IPv6安全性等。
圖1 支持IPv6的Comware體系架構(gòu)
如圖1所示,Comware的架構(gòu)設(shè)計中嵌入了IPv6的支持:
基礎(chǔ)設(shè)施平面提供了無協(xié)議差別的軟件基礎(chǔ)以支持IPv6相關(guān)特性的開發(fā);
在數(shù)據(jù)平面轉(zhuǎn)發(fā)引擎中,IPv4、IPv6是分別設(shè)計優(yōu)化,提高協(xié)議各自的處理效率;
在控制平面的協(xié)議棧層次,IPv4 Stack、IPv6 Stack分別提供了獨立的協(xié)議棧支持,能夠互不影響的獨立運行,并在socket模塊提供了兼容IPv4、IPv6的接口支持;
可見,基于設(shè)計上的統(tǒng)一要求,以及對Adapter、Façade、TemplateMethod等設(shè)計模式的使用,大部分上層協(xié)議能夠很自然的支持雙棧,包括IPv6路由、安全等相關(guān)控制協(xié)議。
另外,在路由子系統(tǒng)中,Comware針對專用于IPv6的路由協(xié)議(如OSPFv3、RIPng等)也進行了獨立的模塊設(shè)計,減少與IPv4相關(guān)協(xié)議的耦合,使產(chǎn)品具備更好的穩(wěn)定性和優(yōu)異的性能;
在管理平面中,基于上述的良好設(shè)計,Comware能夠方便的利用控制平面的IPv6接口,對外提供IPv6網(wǎng)絡(luò)中的管理工具,如Telnet、SNMP、WEB等。
基于Comware平臺的產(chǎn)品有獨立的驅(qū)動和對應(yīng)的硬件系統(tǒng),與Comware軟件構(gòu)成完整的軟硬件體系結(jié)構(gòu),硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)之間由一套完整的系統(tǒng)接口進行關(guān)聯(lián)。針對IPv6,Comware對此系統(tǒng)接口進行擴展,設(shè)計了標(biāo)準(zhǔn)化的IPv6接口,通過此接口,Comware軟件系統(tǒng)與產(chǎn)品驅(qū)動及硬件共同完成了系統(tǒng)的IPv6支持功能,使產(chǎn)品對IPv6的支持簡便易行。
可伸縮
基于Comware系統(tǒng)的可伸縮特性,通過合理抽象出的硬件以及層級結(jié)構(gòu),有效的兼容了眾多產(chǎn)品的差異性,包括從只有一個單核CPU的小盒子,到擁有多核CPU以及各種加速單元的集中式產(chǎn)品,再到擁有雙主控和多個業(yè)務(wù)板的分布式設(shè)備;從多個小盒子堆疊而形成的大設(shè)備,到多個分布式設(shè)備級聯(lián)形成的巨無霸。在此基礎(chǔ)之上開發(fā)的IPv6特性,有效的屏蔽了產(chǎn)品的差異性,在控制層面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面都能夠適應(yīng)不同的產(chǎn)品形態(tài),特別是針對堆疊,各IPv6特性都能夠良好支持。
在控制層面,通過Comware的分布式架構(gòu)設(shè)計,主設(shè)備可以通過內(nèi)部通道,對所有其它設(shè)備進行全權(quán)管理。通過這樣的設(shè)計,當(dāng)有多個設(shè)備通過堆疊方法合為一臺邏輯設(shè)備時,這臺邏輯設(shè)備對外體現(xiàn)為一臺設(shè)備,只需要訪問它的一個IPv6地址,使用Telnet、SNMP、WEB等方式登錄這個IPv6地址,即可對這個邏輯設(shè)備下的所有物理設(shè)備進行管理。
同樣,在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面,邏輯設(shè)備的多個子設(shè)備之間通過專用通道進行通信,IPv6轉(zhuǎn)發(fā)信息完全同步,這樣就可以使用同樣的IPv6地址作為下游設(shè)備的IPv6網(wǎng)關(guān)或鄰居設(shè)備的下一跳,下游設(shè)備或鄰居設(shè)備看到的只是同一個路由器或網(wǎng)關(guān),只需要和這個IPv6地址進行IPv6路由協(xié)議的交互即可,然后就可以使用這個IPv6地址作為路由的下一跳,進行IPv6報文的轉(zhuǎn)發(fā)。
可裁剪
作為Comware基本單元的特性模塊,可以根據(jù)產(chǎn)品的需要進行靈活的裁減和定制。基于此特性,所有的IPv6特性模塊都支持可裁剪,這種裁減和定制是通過模塊接口標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和編譯鏈接完成的。
Comware的每個模塊在設(shè)計時,都要考慮面向接口開發(fā),對外提供一組標(biāo)準(zhǔn)化的接口,與其它模塊進行聯(lián)系。基于這樣的設(shè)計,所有IPv6特性也都提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口,使得IPv6特性也具備靈活裁減和定制的特點。Comware在編譯時,包括IPv6特性在內(nèi)的各模塊都獨立編譯成單獨的LIB,整個平臺鏈接為一個支持包括IPv6在內(nèi)的所有特性的全集LIB庫。當(dāng)產(chǎn)品鏈接時,只要從這個超集的LIB庫中選擇自己所需要的特性和規(guī)格即可,把不需要的LIB忽略掉,從而形成各自不同的產(chǎn)品目標(biāo)文件,最終形成自己個性化的產(chǎn)品。如某些傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不需要任何IPv6特性,那么Comware可以與產(chǎn)品一起,通過定制鏈接,提供一個沒有任何IPv6特性的產(chǎn)品版本。如果某產(chǎn)品需要部分IPv6特性,則可以只定制鏈接部分IPv6特性模塊即可。這使得產(chǎn)品可以隨時響應(yīng)客戶需求,在豐富的特性和消耗的資源方面進行權(quán)衡,提供不同的產(chǎn)品形態(tài)以滿足類似的需求。
基于模塊級的功能裁減和產(chǎn)品特征,Comware提出了模塊和子系統(tǒng)替換的概念,并在IPv6系統(tǒng)中得到了***應(yīng)用。
比如,IPv6路由子系統(tǒng)是一個龐大的系統(tǒng),內(nèi)部包括了多種單播路由協(xié)議、靜態(tài)路由、路由協(xié)議之間各種復(fù)雜的引入引出策略以及各種路由迭代算法。為了支撐各種復(fù)雜的應(yīng)用,子系統(tǒng)內(nèi)核心路由管理部分的設(shè)計會很復(fù)雜,即使裁減掉各種路由協(xié)議,路由管理模塊的規(guī)模仍然很可觀。而對于一些桌面終端產(chǎn)品而言,僅僅支持靜態(tài)路由就足夠,并且由于硬件限制,諸如內(nèi)存、Flash太小,無法提供太多的空間容納這樣的規(guī)模。于是,子系統(tǒng)替換就派上了用場。Comware單獨構(gòu)建了一個輕量級的IPv6路由子系統(tǒng),其規(guī)模甚至遠遠小于一個模塊的平均大小,僅僅支持靜態(tài)路由,從而滿足了對容量的要求。而這樣的替換子系統(tǒng),由于對外提供的子系統(tǒng)間接口與原來的子系統(tǒng)完全一致,Comware內(nèi)部的其他子系統(tǒng)根本不關(guān)心其內(nèi)部變化,所以新的子系統(tǒng)和Comware整體可以無縫的融合在一起。
由上述特點看出,Comware的軟件架構(gòu)伸縮性極強,同一個版本的軟件,即可以運行在大內(nèi)存、豐富的特性和卓越性能的高端路由器上,也可以運行在只有小內(nèi)存、特性簡單靈活的小盒子上,覆蓋了H3C的高中低端路由器、交換機、防火墻、無線AC/AP等所有網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品,使得這些產(chǎn)品對IPv6的支持走在了業(yè)界的前列。
采用同一版本的代碼為IPv6特性的開發(fā)和維護都帶來巨大的價值,不僅僅加快了IPv6特性開發(fā)的周期,而且維護也更為方便,代碼的質(zhì)量也更為優(yōu)秀。同時,也使得IPv6特性在H3C產(chǎn)品體系中表現(xiàn)出天然的一致性,為用戶的學(xué)習(xí)和使用提供了極大的方便。
完善的IPv6特性支持
Comware平臺支持完善的IPv6特性,包括IPv6基礎(chǔ)協(xié)議棧、IPv6路由、IPv6組播、IPv6過渡技術(shù)、IPv6安全、IPv6網(wǎng)管等方面。基于H3C對IPv6網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的深刻理解,各IPv6特性都在網(wǎng)絡(luò)安全運行方面進行了深入的研發(fā):IPv6路由協(xié)議全面支持IPSec認證,保證路由信息傳遞的安全性;IPv6組播與接入認證有效結(jié)合,保證組播接入的安全性;支持DHCPv6、ND協(xié)議的偵聽以生成安全綁定表項,過濾后續(xù)的控制及數(shù)據(jù)報文;支持擴展的VRRP協(xié)議,實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)的冗余和流量的負載分擔(dān)等。(欲了解更多詳細信息,請訪問H3C網(wǎng)站產(chǎn)品技術(shù)欄目和產(chǎn)品手冊。http://www.h3c.com.cn)
開放
在不斷提高自身的同時,Comware也是一個開放的系統(tǒng),其OAA(Open Application Architecture)的理念,借助于外界的力量進行擴展。通過OAA,Comware對外界開放了自己的編程接口,能夠?qū)Pv6業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)交給其它廠商,使其擴展Comware系統(tǒng)對IPv6業(yè)務(wù)流的處理。Comware提供的開發(fā)接口,是基于POSIX兼容的,同時,還輔以ACFP、ACSEI等輔助協(xié)議工具。POSIX是目前被應(yīng)用最為廣泛的開放接口,業(yè)界龐大的第三方軟件開發(fā)團隊都可以輕松使用。而通過ACFP和ACSEI這樣的輔助協(xié)議工具,第三方開發(fā)的軟件一旦嵌入到H3C的產(chǎn)品上,就可以輕松控制H3C產(chǎn)品的相關(guān)業(yè)務(wù),包括處理IPv6相關(guān)業(yè)務(wù),使得一切應(yīng)用皆有可能。
Comware由H3C公司的軟件開發(fā)團隊按照先進的軟件開發(fā)模式,包括CMM、敏捷開發(fā)、設(shè)計模式等進行開發(fā)。按照設(shè)計與開發(fā)齊頭并進的思路,團隊中涌現(xiàn)出大量對IPv6有著多年的深刻理解,甚至積極參與IETF中的IPv6標(biāo)準(zhǔn)討論中的設(shè)計專家。同時團隊按照CMM軟件工程模型,不斷的完善軟件開發(fā)過程,既能及時跟進***的標(biāo)準(zhǔn),又能保證高質(zhì)量的開發(fā)出符合協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的IPv6特性。
Comware通過良好的架構(gòu)設(shè)計、完善的開發(fā)模式,以及對IPv6標(biāo)準(zhǔn)和市場需求的充分理解和把握,必將在不斷的發(fā)展進化之中,變的更加強大,更為易用,成為所有IPv6用戶的***選擇。