Маршрутизаторы серий Cisco CRS-1 and CRS-3, Cisco ASR9000 и Cisco XR12000.
NX-OS
Cisco NX-OS была специально разработана для коммутаторов серии Cisco Nexus и MDS-серии (используется для оптоволоконных СХД). NX-OS является одной из широко используемых сетевых операционных систем во всем мире в большинстве центров обработки данных. NX-OS полностью загружены с передовой виртуализации, модульности и масштабируемости для выполнения настоящего потребности центров обработки данных. Его модульная многокомпонентного подхода помогает инженерам ЦОД внедрять развивающиеся промышленные стандарты быстро и безопасно с лучшими целостности и высокой доступности подхода.
NX-OS обеспечивает самовосстановление и бесперебойную непрерывную доступность от технического обслуживания и применения повышающего классификации.
Основные возможности NX-OS являются:
· Обширная автоматизированная ткань архитектуры масштабируемость
· Высокий конец расширяемость и устойчивость поддержки
· Поддержка контексты виртуализированных устройств и каналов портов
· Улучшение целостности и безопасности приложений
· В-Сервис обновления программного обеспечения (Приостановка-бесплатное техническое обслуживание и обновление)
Ядром NX-OS является Linux 2.6 kernel (для устройств серий N7K, N6K, N5K) или Linux 3.4 kernel (для устройств N9K), что позволяет гарантировать плотную “вытесняющую” многозадачность, использовать мульти-поточность, масштабируемость системы на несколько одновременно работающих процесров или ядер, а также постоянные дороботки и улучшения.
ОС предназначена для использования в распределенной архитектуре аппаратных средствс благодаря слудующим возможностям:
· Функции фабрики коммутатции и непосредственно пересылки кадров сняты с супервизора
· Каждый модуль ввода / вывода имеет независимые Control-plane и передающие устройства
· Control-plane и data-plane разделены
· Полностью распределенная система без прерывания работы SSO и ISSU
· Ядро, код инфраструктуры ядра, а также API-интерфейсы остаются неизменными
В качестве одной из возможностей для управления, NX-OS позволяет запускать скрипты на языке Python. Код Python можно запускать напрямую в CLI коммутатора; возможен как единовременный запуск, так и запуск по расписанию и во время загрузки системы; команды управления и мониторинга коммутатора доступны для вызова в режиме интерпретатора Phyton; возможен вызов других скриптов; есть широкие возможности для парсинга вывода команд мониторинга (syslog, e-mail, snmp trap); доступно получение значений RIB/FIB из тела скрипта; а также управление доступом.
Помимо прочего, каждый сервис запускается как отдельное приложение, максимально изолированное и независимое от других. Это позволяет выделять каждому процессу свою индивидуальную область памяти, запускать множественные версии сервиса, а также делает более простым обслуживание и мониторинг конкретного процесса. Модульный характер ОС позволяет перемещать ресурсы запущенных сервисов в рамках аппаратной платформы.
В NX-OS реализовано разделение на Control Plane и Data Plane:
Рис. 4.1 Схема взаимодействия Control Plane и Data Plane
В NX-OS присутствует механизм контроля выполнения и создания контрольных точек служб с помощью PSS. Для восстановления в случае неисправности в процессе их работы менеджер High-Availability определяет лучшее действие для восстановления (процесс перезагрузки или переключение на резервный супервизор), после чего процесс перезагружается без влияния на Data-plane. При этом общее время восстановления ~ 10 мс.
Поддерживаемые устройства
Nexus 1000V, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, коммутаторы Cisco серии 9000
Альтернативные ОС
Прямой конкурент Cisco Systems -- Juniper с самого своего основания задалась целью разработать ОС для маршрутизаторов операторского класса. Ее маршрутизаторы и операционная система JUNOS разрабатывались специально для рынка сервис-провайдеров, что принципиально отличает продукты Juniper от оборудования Cisco и ее «корпоративной» по происхождению IOS.
Реализуется ли она на практике или существует лишь в теории, но концепция единой ОС находит положительный отклик у заказчиков Juniper. С другой стороны, IOS XE существенно изменена по сравнению с IOS. Это создает определенные сложности и требует дополнительных расходов на обучение, но преимущества с лихвой перекрывают неудобства. IOS XE позволяет обновлять аппаратные и программные средства без выключения маршрутизаторов, тогда как в более ранних версиях IOS такая возможность отсутствовала. К тому же пользовательский интерфейс IOS XE остался прежним.
Ядро Linux позволяет компании и ее заказчикам добавлять новые сервисы IOS в виде модулей, что облегчает их виртуальное исполнение. Традиционно IOS представляла собой монолитную операционную систему, в которой сервисы и процедуры были тесно привязаны к ядру. В результате для доступа к новым функциям приходилось полностью заменять ПО.
Разновидности операционных систем IOS XR, IOS XE, NX-OS разрабатывались для поддержки специальных приложений в разных частях сетевой среды. Так, IOS XR создана для масштабирования маршрутизаторов ядра сети с несколькими коммутационными матрицами, IOS XE — для граничных устройств, а NX-OS — для консолидации устройств хранения и Ethernet-коммутаторов в центрах обработки данных.
Технические различия
Одно из различий IOS и JUNOS кроется в их архитектуре.
IOS традиционно была монолитной системой, т.е. выполнялась в виде единственного экземпляра кода, а все ее процессы использовали общее адресное пространство памяти. В результате ошибка в одном процессе неизбежно сказывалась на остальных. Если пользователь хотел добавить в ОС новые функции, систему IOS приходилось выгружать и заменять новой версией.
Система JUNOS, напротив, изначально строилась по модульному принципу. Ее ядро базируется на ОС FreeBSD, а процессы выполняются поверх ядра в виде модулей с доступом к памяти в защищенном режиме. Добавление новых функций в действующую версию JUNOS не требует остановки последней. Такая схема обновления упрощает устранение ошибок, повышает уровень доступности и надежность системы.
Новые версии операционных систем от Cisco (IOS XR, IOS XE и NX-OS) призваны ликвидировать ограничения традиционной монолитной ОС, повысив надежность и доступность ОС для магистрального и граничного оборудования операторских сетей и центров обработки данных. Они имеют модульную архитектуру, а их сервисы выполняются поверх Linux-ядра (в IOS XE и NX-OS) либо поверх ядра реального времени на базе системы POSIX независимых разработчиков.
Архитектура новых операционных систем Cisco призвана удалить из ядра все процессы, не обязательные для ее функционирования. Они должны выполняться по модульному принципу — наподобие приложений на ПК. В этом смысле операционные ядра на базе Linux, POSIX и FreeBSD заметно упрощают переход к модульной архитектуре и виртуализации сервисов. Правда, FreeBSD является «законченной» операционной системой: драйверы устройств, утилиты и программные оболочки встроены в ту же часть кода, что и ядро ОС. А вот в Linux ядро, утилиты и приложения разрабатываются по отдельности.
В отношении самих процессов (защита трафика и формирование VPN, поддержка QoS, мультипротокольная коммутация трафика на основе меток, маршрутизация IP-пакетов, многоадресная рассылка и поддержание IP-адресации) IOS и JUNOS практически идентичны. Обе системы поддерживают индустриальные стандарты, связанные с перечисленными категориями задач. Патентованные же технологии начинаются там, где требуется поддержка специфических возможностей оборудования.