Tin tức

Phần 2: Arista Architectural Innovation

Sáng tạo kiến trúc của Arista

Nhóm kỹ sư của Arista đã tạo ra một hệ điều hành mạng hoàn toàn mới. Arista EOS là một nền tảng đột phá đáp ứng các yêu cầu phức tạp về tính khả dụng cao, khả năng mở rộng lớn và khả năng lập trình. Kiến trúc độc đáo của Arista dựa trên ba nguyên tắc sau: 

1. định hướng trạng thái, 
2. cách tiếp cận dựa trên tiêu chuẩn mở
3. một nền tảng phần mềm hệ điều hành duy nhất để đảm bảo tính nhất quán. 

Định hướng trạng thái 

Định hướng trạng thái sử dụng kiến trúc multi-process state-sharing giúp tách biệt thông tin trạng thái khỏi các tiến trình xử lý của giao thức và ứng dụng. Thiết kế của nó giống như một cơ sở hạ tầng CNTT của doanh nghiệp, trong đó một cơ sở dữ liệu trung tâm được chia sẻ bởi các ứng dụng đa dạng. Arista đã áp dụng nguyên tắc kiến trúc tương tự, trong đó cơ sở dữ liệu trạng thái là nguồn mà các quy trình phần mềm dựa vào để đồng bộ hóa. Trạng thái hệ thống và dữ liệu được lưu trữ trong EOS và được duy trì trong cơ sở dữ liệu hệ thống tập trung, hiệu quả cao. Nguyên tắc thiết kế riêng biệt này cung cấp tính độc lập cho các mô-đun chức năng, khả năng tự phục hồi và tính ổn định của phần mềm multi-process.

Sự khác biệt rõ ràng giữa phần mềm truyền thống và nền tảng phần mềm của Arista được hiển thị bên dưới.

Phương pháp tiếp cận mở

Arista đã xây dựng EOS trên nền tảng của một nhân Linux chưa sửa đổi, duy trì quyền truy cập đầy đủ, an toàn vào Linux shell và các tiện ích. Phương pháp này cho phép EOS duy trì tính bảo mật, phát triển tính năng và các công cụ của cộng đồng Linux, không giống như các phương pháp tiếp cận kế thừa trong đó nhân hệ điều hành gốc được sửa đổi hoặc dựa trên các phiên bản cũ hơn, ít được bảo trì hơn. Bằng cách giữ nguyên nguồn mở Linux, EOS cũng dễ dàng hỗ trợ Linux containers và virtual machines, giúp đơn giản hóa việc triển khai các dịch vụ mới và các phương pháp DevOps.

Một phần mềm duy nhất

Nguyên tắc thiết kế quan trọng thứ ba của Arista là cung cấp một phần mềm duy nhất chạy trên tất cả các sản phẩm ở các dạng đóng gói khác nhau – thiết bị vật lý, ảo hóa và containers. EOS sử dụng cùng một mã nguồn và cùng một phiên bản phần mềm được phát hành trên toàn bộ danh mục thiết bị switches và routers, do đó cải thiện độ tin cậy đồng thời giảm độ phức tạp và chi phí của việc vận hành mạng.

Cách tiếp cận này là một điểm khác biệt lớn đối với các nhà cung cấp khác sử dụng nhiều hệ điều hành với nhiều phiên bản. Việc quản lý nhiều phiên bản phần mềm này với kiểm tra kiểm soát chất lượng hoặc kiểm tra các tính năng mới sẽ nhân lên chi phí hoạt động. Ngược lại, khi Arista phát hành phiên bản phần mềm mới, khách hàng chỉ triển khai một phần mềm duy nhất trên toàn mạng. 

Ngoài ra, việc có một phần mềm duy nhất sẽ cải thiện quy trình làm việc tự động hóa bằng cách cho phép các công cụ DevOps, chẳng hạn như Ansible hoặc Terraform, hoạt động trên tất cả các thiết bị Arista chỉ với một tích hợp duy nhất. Sử dụng các tích hợp này, các nhà khai thác có thể thiết lập các Continuous Integration (CI) pipelines để xây dựng, kiểm tra và triển khai các cấu hình mạng trên toàn bộ trung tâm dữ liệu với tốc độ và độ tin cậy cao hơn.

EOS Stack Architecture Evolution – Network Data Lake (NetDL)

Arista đã tiếp tục phát triển nguyên tắc Định hướng trạng thái (State Orientation) của EOS từ cơ sở dữ liệu trạng thái độc lập trên từng thiết bị, sang NetDB nơi trạng thái thiết bị mạng được tập trung trên hơn 100 thiết bị, sang EOS Network Data Lake (NetDL), ngoài trạng thái thiết bị mạng, các nguồn dữ liệu bổ sung đã được thêm vào bao gồm dữ liệu gói, dữ liệu luồng và dữ liệu bổ sung bên ngoài như DNS và dữ liệu hiệu suất Internet BGP.

Hình minh họa sau đây giải thích nền tảng và sự phát triển của EOS đối với mạng theo hướng dữ liệu.

Khả năng lập trình ở nhiều cấp độ

Khả năng lập trình là bắt buộc để cho phép tự động hóa và tùy chỉnh thiết bị mạng. Trái ngược hẳn với các nhà cung cấp thiết bị mạng khác, chỉ tập trung thúc đẩy khả năng lập trình cơ bản, một khả năng chỉ đơn thuần được gắn vào hệ điều hành của họ, Arista đã thiết kế kiến trúc EOS với khả năng lập trình mở vốn có.

Arista cung cấp năm loại APIs cho EOS để cung cấp khả năng kiểm soát và quản lý chi tiết cho nhiều mô hình sử dụng EOS như thể hiện trong hình sau:

CloudVision

Cloud Titans đã tận dụng kiến trúc có thể lập trình của Arista EOS bằng cách viết các công cụ quản lý và tự động hóa của riêng họ. Tuy nhiên, nhiều khách hàng doanh nghiệp lớn thiếu nguồn lực để xây dựng các công cụ của họ. CloudVision của Arista cung cấp các lợi thế hoạt động tương đương bằng cách kết hợp các tính năng kiểm soát mạnh mẽ để chủ động cấu hình và quản lý thay đổi, giám sát hiệu suất và tuân thủ.

Được thiết kế để sử dụng trong trung tâm dữ liệu, môi trường mạng có dây và không dây, multi-cloud và WAN, CloudVision cung cấp mô hình hoạt động nhất quán trên các môi trường, giúp các doanh nghiệp đơn giản hóa hoạt động mạng bằng cách phá vỡ các silo quản lý mạng truyền thống. Nó cung cấp một mặt phẳng quản lý thống nhất duy nhất với các API mở để có thể mở rộng.

Tự động hóa 

Các tổ chức đang nhanh chóng tự động hóa CNTT để mang lại hiệu quả hoạt động tốt hơn. Khả năng lập trình giúp tự động hóa việc cung cấp mạng, giảm thời gian đưa vào hoạt động, tự động hóa bảo trì mạng và có thể loại bỏ các thời gian downtimes. Khả năng Smart System Upgrade (SSU) cùng với các tính năng Zero Touch Provisioning (ZTP) của Arista sử dụng tự động hóa để tạo ra các quy trình khởi động và nâng cấp phần mềm trơn tru và không gây gián đoạn thông qua việc chèn và loại bỏ các phần tử mạng khỏi cấu trúc liên kết mạng một cách thông minh.

Khi được kết hợp với tính năng khôi phục mạng của Arista, có thể khôi phục cấu hình hoặc phiên bản phần mềm trước đó trên toàn mạng, các công cụ tự động hóa này cung cấp cách tiếp cận hiện đại để quản lý so với cách tiếp cận box-by-box thủ công cũ.

Các công cụ tự động hóa đơn giản này, có nguồn gốc từ EOS của Arista, đang giúp khách hàng sử dụng tự động hóa trên các mạng đám mây của họ.

Phân tích luồng theo thời gian thực 

Một yếu tố quan trọng của software-driven cloud network là khả năng chủ động xác định, và khắc phục sự cố trước khi chúng ảnh hưởng đến hệ thống mạng.

Các phương pháp tiếp cận cũ đã không hiệu quả và thiếu hụt khi sử dụng phương pháp thăm dò SNMP làm giải pháp chính. Cách tiếp cận ban đầu của Arista sử dụng kiến trúc hướng dữ liệu, định hướng trạng thái với streaming telemetry đã giải quyết hạn chế này bằng cách xác định các vấn đề trong thời gian thực, loại bỏ những thiếu sót của SNMP. Arista EOS phát hiện các thay đổi trạng thái chi tiết trên toàn bộ mạng bằng cách sử dụng NetDL định hướng trạng thái mạng. Quá trình này mang lại khả năng nắm bắt và thống kê trên toàn mạng với khả năng hiển thị thời gian thực cho phép phân tích nguyên nhân gốc nhanh chóng. Phân tích theo hướng dữ liệu của Arista cho network telemetry được trình bày trong hình bên dưới.

Các công cụ Workflow analyzers, LANZ (Latency Analyzer) và DANZ (Data Analyzer) của Arista, cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về các hoạt động mạng.

Công cụ Network Tracers cung cấp các liên kết giữa cơ sở hạ tầng mạng, điều phối đám mây và môi trường ảo hóa. Bằng cách tích hợp với nhiều công cụ quản lý đám mây, big-data và ảo hỏa, các trình theo dõi mạnh mẽ này mang lại khả năng hiển thị ở cấp ứng dụng. Arista hỗ trợ nhiều trình theo dõi mạng cho các trường hợp sử dụng cụ thể bao gồm: VM Tracer, Container Tracer, MapReduce Tracer, và Cloud Tracer.