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2015(제8회) 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
발표제목: SDDC Reference Architecture(w/ OpenStack & OpenDaylight)
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
2015. 07. 16
회사명 에스코어
발표자 김동현
About Me
프로필- (현) S-CORE 선행연구팀 ID Cell 장- (전) KT CLOUD OS 개발팀 매니져. - (전) 삼성전자 S-Cloud Service Platform / ChatOn Platform 개발 리더, Media-Hub Cloud Storage 부분 개발 리더. - (전) TmaxSoft R&D System Management Framework 팀장 /
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
- (전) TmaxSoft R&D System Management Framework 팀장 / JEUS Webservice 개발- (전) LG 전자 이동통신 연 / Erricsion-LG , RAN(Radio Access Network) system 개발.
Agenda
• Overview
• SDDC Reference Architecture (w/ OSS)
• SDN/NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
• SDN/NFV Reference Architecture
• Q&A...
• SDDC : Software Defined DataCenter• OSS : Open Source Software
Overview
• Virtualization / Cloud / SDDC• Data Center Provisioning (w/ Network) • Network Trends In DataCenter• Cloud & OpenStack
– Cloud Platform : OpenStack Overall Architecture (Basic)– CloudPlatform OpenStack 과 xAAS 관계.
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
– CloudPlatform OpenStack 과 xAAS 관계.– SDDC / SDN / NFV OpenSource 기술
Definition of SDDC
* Policy-based automation. (w/ WorkFlow)* Programmable infrastructure. (w/ API)* Unified view of physical and virtual resources.
+ Cloud Model Extension (deployment model)Private / Public / Hybrid /.
Platform
Application
Software Defined Data Center (SDDC)Separation (or abstraction) of the “control plane”
(configuration, topology awareness, management, operations) from the “data plane” (moving data, storing data). – Vmware
Overview
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
deployment model
Compute Network Storage
Abstraction
Physical H/W
Definition of Cloud Computing
• (인터넷을 이용하여) 사용자에게 다양한 IT 자원을 제공할 수 있는 컴퓨팅 형태
• 가상화 기술을 기반 (+ clustering)• 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공하기 위한 기반 기술로
서버, 스토리지, 네트 워크 등과 같은 컴퓨팅 자원을 통합 관리하면서 필요에 따라 자원을 할당함으로써 자원활용률을 높이고 운영 비용을 절감
• 서버, 스토리지, 네트워크, 애플리케이션 등 다PaaS(Platform As A Service) 의예
Overview
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
• 서버, 스토리지, 네트워크, 애플리케이션 등 다양한 범위의 IT 자원을 가상화하여 SaaS, PaaS, IaaS와 같은 서비스를 사용자의 요구에 따라제공
예: STaaS(storage as a service)
HA/DR 대비 포함.
Define• The orchestration of hypervisors, networking, block storage, and image, and identity services
to provide on demand virtual machines.
Characteristics• On-Demand Self-Service• Resource Pooling• Rapid Elasticity + Cloud Federation/Interaction
Cloud Computing Overview
PackagedS/W
Applications
Data
Runtime
Applications
Data
Runtime
Applications
Data
Runtime
Applications
Data
Runtime
Infrastructure(as a Service)
Platform(as a Service)
Software(as a Service)
Managed by vendor
Managed by User* IaaS, PaaS, SaaS
Overview
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Middleware
O/S
Virtualization
Servers
Storage
Networking
Middleware
O/S
Virtualization
Servers
Storage
Networking
Middleware
O/S
Virtualization
Servers
Storage
Networking
Middleware
O/S
Virtualization
Servers
Storage
Networking
Before Cloud After Cloud
서버/네트워크/스토리지 할당 서비스 .. Hadoop As A Service …
편집 서비스추천 서비스개인화 스토리지 서비스..
Baremetal, Virtualization
Virtualization & CLOUD & SDDC
ApplicationIT Mgr Business
SDDC
영역
Virtualized Infra Cloud SDDC
Application ControlAutomated API Interaction- Application Level Control fo Resources- Infrastructure Monitoring can trigger actions
User ControlUser Tenants
GroupsBusiness Group Resource Allocation
Admin Control(Template-Based Policy Model)Admin Resource Allocation
Application
Overview
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Application
Control
Infrastructure
Orchestration
Automation Monitoring
Cloud
영역Tenant
Compute Network Storage
Abstraction
H/W
Application
Platform
SDN 구성 레이어
(Data Plane)
(Control Plane)
Application Pattern & Consumption ModelsOverview
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Data Center Software StackOverview
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Cloud Platform : OpenStackOverall Architecture (Basic)
UI Manager
NETWORK RESOURCE
SWIFT
HORIZON
NEUTRON
Extended Features
OverviewCloud & OpenStack
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
HOSTINGRESOURCE
Image/Snapshot SERVICE
STORAGERESOURCE
Image/SnapshotSTORAGE
User Tenant
SWIFT
CINDER
KEYSTONE
NOVA
GLANCE
CloudPlatform OpenStack 과 xAAS 관계.
Applications
Data
Runtime
Middleware
O/S
Paa
SSa
aSApplication Deployment w/ Scale Out Architecture
Overview
Private Cloud 구축 w/ OpenStack
Cloud & OpenStack
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
NETWORK RESOURCE
SERVERRESOURCE
STORAGERESOURCE
O/S
Virtualization
Servers
Storage
Networking
NEUTRON
CINDERNOVA
IaaS
Cloud(&SDDC) ToBe
클라우드는 개발자중심, 하이브리드와 오픈, 서비스중개 으로 발전할 것으로 전망
1 2 3Developer Centric Brokering Service Multi/Hybrid Delivery
Overview
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Public, Private Cloud와 LegacyIT의 하이브리드 환경에서 서비스 운영
오픈 아키택쳐를 통해 하이브리드 딜리버리 모델 실현
Container 기반으로 Delivery / 운영 환경 확장
VM제공만으로는 의미있는 개발 효율개선을 기대하기 어려움
개발자들에게 필요한 개발환경을 제공함으로써, 개발 그 자체에 보다 집중하도록 지원 필요
Legacy IT의 서비스 구축에서 서비스 제공으로 역할 변경
서비스 제공자는 비즈니스 지원을 위한최적 클라우드 서비스 중재
InterCloud.. / Cloud 표준..(TBD)
Application Deployment LifeCycle Multi Cloud & Bursting
Deployment w/ DevTools
Cloud Brokerage Service
Source : HP
Data Center Provisioning (w/ Network)
Virtual Connection
Server or VM ConfigurationIP Address / SubnetGatewayDNS ServersApplication TypeServer Name
Network Edge ConfigurationVLAN/QoS/ACL/Rate-Limit
Network Core ConfigurationLoad Balancer / Firewall / Router
Overview
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Access Control In The Data Center
Network (Trends) In DataCenter Overview
* Towards A New Area In Networking
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
* Connectivity Service Chaining
Network Orchestration
NetworkingCompute
Network Virtualization
Storage Virtualization
Server Virtualization
Storage (FS)
Distrubured
Server API Network API Storage API
& C
ontr
ol
Virtu
aliz
atio
nA
PIs
Orchestration EngineWorkflow
Orchestrator
VNF Manager
Orchestation & Asset
Overview
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Server Network Storage
DistruburedStorage
Clo
ud M
gt
& C
ontr
ol
Infr
astr
uct
ure
Virtu
aliz
atio
n
VNF
Orch + Cloud Ctl + VNF ManagerPolicy 수초내
- Net QoS- 서비스 스케일링- 다이나믹 컨낵션
Orchestration/Asset (수분내)- 서비스/Network 프로비저닝
SDDC / SDN / NFV OpenSource 기술
• SDDC : – Open Source 기반의 Cloud OS 기술
• Cloud OS : – Like OpenStack
• Container Cluster / PaaS Platform / PaaS Enabler
• SDN :
…
OverviewCloud & OpenStack
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
• SDN : – Open Source 기반의 SDN/NFV 를 포함한 Network OS 기술
• SDN 향 Network OS :– Like OpenDaylight / OPNFV, OSS SDN Controller & Solution
SDN / NFV (w/ DataCenter)Overview
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
NFVSDN
Data Path, Flow Control, Monitoring (TE).. Multi DataCenter, Network Function, ManagementService Chaining
OPNFV , OpenStack, OpenDaylightOverview
Cloud & OpenStack
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
SDN/NFV in (Cloud) SDDC
WAN HandlingRouteFlowOpenFlow
NFV- Firewall- LB- CDN- IDS/IPS …Overlay (Tunel mgt)
Service Chaining Service Insertion
Provisioning Target
NFVIaaS
NFVIaaS + Service Chain
OverviewCloud & OpenStack
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
STEP 1 : SDDC Platform 솔루션 : Infra Orchestration / Automation
SDN Controller
Network OS
DC
DC
DC
Service Node
NFV
NFVIaaS
IaaS(NaaS)
Orchestration
NFV
Reference Architecture
• (OSS 기반) SDDC Reference Architecture – DataCenter Architecture (w/ OSS)– SDDC 기술 요소– OSS 기반 DataCenter 구성– SDN/NFV in (Cloud) SDDC– > Building an Open, Adaptive & Responsive Data Center using
OpenDaylight
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
• SDN / NFV Reference Architecture– SDDC Reference Architecture (for Network)
• w/ OpenStack & OpenDaylight• VTN• OVS DB
– Use Case – OPNFV
* OSS : OpenSource Software
DataCenter Architecture (w/ OSS)
Resource VirtualizationSoftware DefinedFull Orchestration/Automation (Infra,Service)
Resource VirtualizationSoftware DefinedFull Orchestration/Automation (Infra,Service)
아키텍처아키텍처
Cloud Mgt (OpenStack.)Network Mgt (OpenDayLight.)VMM (KVM, Docker, BM.)vSwitch (OpenVirtualSwtich.)….
Cloud Mgt (OpenStack.)Network Mgt (OpenDayLight.)VMM (KVM, Docker, BM.)vSwitch (OpenVirtualSwtich.)….
오픈소스 S/W오픈소스 S/W
Commodity H/WOpen Compute…
Commodity H/WOpen Compute…
오픈 H/W오픈 H/W
Architecture : DataCenter & Service Architecture
Platform 화의 진행표준, OpenSource
Reference Architecture(OSS 기반) SDDC Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
민첩성 : Deployment Platform = Orchestration + Automation (+ WorkFlow)for Network / Storage / Compute & SDx Resource.
관리성 : Management = Diagnostics & Management. & Standardization. 비용 : Comodity H/W + (Compute/Storage/Network) Resource Utilization
SDDC Platform + CloudOS, NetworkOS Extension
: SDDC Platform (Platform , Manager, Asset)Cloud OS Enhance + Network OS Enhance
1) SDDC Platform의 진행 Plan과 연계- WorkFlow, Diagnostics , HA/DR , NG Network/Infra Management.
2) Network OS : Network 개선 (SDN / NFV 기반)3) CloudOS : IDC & Cloud Handling
Open Source 기반의 Cloud OS 기술, SDN/NFV 를 포함한 Network OS 기술+ Platform Components
SDDC PlatformSDDC Platform
데이터센터 / Cloud 상의Software Define된 가상화레이어를 제공하고가상화된 리소스의 기존의Legacy 시스템과의 연계 관리Orchestration 지원 을 하는오픈소스 기반의 플랫폼.
Reference ArchitectureSDDC 기술 요소 (OSS 기반) SDDC Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
SDDC PlatformSDDC Platform
Deployment Platform Deployment Platform
Data ProtectionServiceData ProtectionService
Diagnostics PlatformDiagnostics Platform
Workflow/ Orchestration : Software Defined Resource OrchestrationCloud 인프라 및 Application 배포, 라이프 사이클 제공Multi Cloud / Hybrid Cloud 를 위한 Resource Layer 제공
Workflow/ Orchestration : Software Defined Resource OrchestrationCloud 인프라 및 Application 배포, 라이프 사이클 제공Multi Cloud / Hybrid Cloud 를 위한 Resource Layer 제공
인프라 계층에서 발생하는 이벤트를 진단하여, 액션을 위한, 데이터 수집 및 모니터링 체계 및 Rule Engine 제공인프라 계층에서 발생하는 이벤트를 진단하여, 액션을 위한, 데이터 수집 및 모니터링 체계 및 Rule Engine 제공
Backup/Sync 기술 기반의 Infra Service 레이어별 HA/DR 서비스 제공Backup/Sync 기술 기반의 Infra Service 레이어별 HA/DR 서비스 제공
Resource Virtualization (Compute/Storage/Network), Tenant ManagementResource Virtualization (Compute/Storage/Network), Tenant Management
Network OS : SDN Network Controller + Legacy Net 연계 기술Network OS : SDN Network Controller + Legacy Net 연계 기술
Cloud OS Cloud OS
Network OS Network OS Pla
tform
Pla
tform
Core
Core
Platform AssetPlatform Asset
Management(Platform/common)Management(Platform/common)
System / Monitoring Management 제공HA/DR Management Deployment Management (Orchestration / Automation )
System / Monitoring Management 제공HA/DR Management Deployment Management (Orchestration / Automation )
DataCenter 구성 재현을 위한 Platform Asset.DataCenter 구성 재현을 위한 Platform Asset.Man
agem
ent
Man
agem
ent
SDDC Platform Landscape w/ OSSOSS 기반 DataCenter 구성
Reference Architecture(OSS 기반) SDDC Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
+ Amanda / Gluster / Swift
OSS 기반 DataCenter 구성 요소 기술 및 단계
유휴 Baremetal 서버의 클라우드 노드로의 구성(OpenStack Ironic / TrippleO / Tuskar) + OCP
CI/CD 프로세스 연계한 인프라 업그레이드 방안
OpenStack / OpenDaylight / Docker & Kubernetes / ….
Reference Architecture
OSS 기반 DataCenter 구성(OSS 기반) SDDC Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
SDN/NFV를 접목한 클라우드 네트워크 등. (Tenant Network & Network Service w/ OpenDaylight)
SDN Application : HonnyPOD , Perimeter, …
CI/CD 프로세스 연계한 인프라 업그레이드 방안(OpenStack TrippleO / Rally)
클라우드에 PaaS Platform 적용 방안(Kubernetes + CoreOS on OverCloud)
Multi / Hybrid Cloud (OpenStack Nova / Heat Resource Handler Enhancement)
NFV IaaS w/ OpenStack
NFV Architecturing(NFV) Python ProjectAgentEngine
IpTablesKeepAlivedRouteManage
ManoOpenstack Driver
NFV Scheme Base
OpenStack w/ OpenDaylight
Reference Architecture
OSS 기반 DataCenter 구성(OSS 기반) SDDC Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
NFV with Service Chaining
NFV with Openstack Network Nodes
OPNFV
NFV In OpenStack
SDN/NFV in (Cloud) SDDC
2
SD DataCenter 자동화 연계 프로세스 적용된 관제시스템
SDN NMS in SDDC OSS/BSS
Reference Architecture(OSS 기반) SDDC Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
SDDC Infra1
3
SDN OpenSource/Vendor solution 구성
소프트웨어 정의 데이터 센터의 buildup 기술
SDN /NFV ArchitecturingEnhancement
flow
DataCenter & Service Architecture Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Source : wuawei
SDN / NFV Reference Architecture
• OpenStack Network• SDN w/ OpenDaylight• OpenStack ML2
– OpenStack & OpenDaylight Plugin (Overlay/VTN)
• Reference Architecture– Overlay Network w/ Legacy.– Inter DC
Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
– Inter DC• SDN + MPLS Scen• SDN WAN (PCEP, BGP-LS, BGP-FS, Segment Routing)• WAN Orchestate, WAE demo.
– vCPE NFV– w/ GPB(Group Policy)– LISP– w/ Monitoring ..
OpenStack Networking IssuesReference Architecture
OpenStack NetworkSDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
w/ ODL
Extension
Neutron ArchitectureReference Architecture
OpenStack NetworkSDN / NFV Reference Architecture
Network Node
Controller Side
Queue
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Compute Node
Network Devices Reference Architecture
OpenStack NetworkSDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회32
Neutron w/ SDN ArchitectureReference Architecture
OpenStack NetworkSDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
NB
SB
Neutron w/ SDN ArchitectureOpenDaylight Integration
Reference ArchitectureSDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
• OpenDaylight exposes a single common OpenStack Service Northbound• API exposed matches Neutron API Precisely• Different implementations plug in under it, in ODL, as Provides
• OpenDaylight OpenStack Neutron Plugin simply passes through• Simplifies OpenStack Plugin• Pushes complexity to OpenDaylight
Neutron w/ SDN ArchitectureOpenDaylight Integration
Reference ArchitectureSDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
OpenStack ML2 : OpenDaylight PluginReference Architecture
SDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
OpenDaylight Status Reference Architecture
ControllerVTNOpenDoveAffinity Management ServiceLISP Mapping ServiceYang ToolsDefense4AllBGP-LS/PCEPOpenFlow ProtocolOpenFlow SB PluginOVSDBSNMP4SDNDLUXSIT
SDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
SIT
ContainerMulti-tenant를 제공해주는 개념네트윅 장비들은 Default Container 에 연결 되어 제공됨
Static RoutingStatic Routing 경로 추가 삭제 및 조회
Connection ManagerController 에 연결된 Node 관리
Controller NorthboundAPIBase Network Service Function API
TopologyController에서 관리하는 네트웍 디바이스의 topology 정보를 제공하는 API
Switch ManagerNodes, NodeConnector 및 해당 속성 정보 조회/생성/삭제
User Manager사용자 등록 및 삭제 기능
ODL Release ModelVirtualization Edition & Network Virtualization Model
Reference ArchitectureSDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Physical Network Control- Topology Detection- Isolation of Tenants- Traffic Control..
Network Modeling
• OpenDaylight Projects:– Controller– Yang Tools– GUI– Integration Testing– VTN– OpenDove– Affinity Management Servi
ce– LISP Mapping Service– Defense4All– BGP-LS/PCEP Plugin– OpenFlow SB Plugin– OVSDB Plugin– SNMP4SDN– OpenStack– OpenFlow Protocol
Reference Architecture
ODL Release ModelSDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
OpenDaylight 1st Release : Hydrogen
Application
• Management GUI/CLI• VTN Coordinator• OpenStack Neutron• DDoS Protection
ServiceLayer
• DOVE Manager• Affinity Metadata Service• Traffic Redirection• LISP Service • VTN Manager
Reference Architecture
ODL Release ModelSDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Controller BaseNetworkService
• Topology Manager• Stats Manager• Switch Manager• Host Tracker• Shortest Path Forwarding
ServiceAbstractionLayer
• Plugin Manager• Capability Abstractions• Flow Programming• Inventory
South Bound OpenFlow, OVSDB, Netconf, LISP, BGP, PCEP, SNMP
Builder Open Source (Java)
Physical Network Topology Infra-Architecture Defined
ODL Hydrogen PoCs
• vCPE PoC : Extending the L2 network overlay using in datacenter to the Operator’s Access network (Border Network Gateway BNG)
– Configuration of both DC network (using OpenStack neutron) and heterogeneous network elements (vSwitches, IP routers..) using OVSDB and OF interfaces.
– ODL is in charge of deploying all the VXLAN tunnels required and of managing the flow rules– > Some Contributions and bugs have been reported to ODL
• Self-Healing network PoC– Self-modeling based Diagnosis– Using ODL topology manager to automatically generate a model of the network topology– Drawbacks: it takes long time to retrieve the topology
Reference ArchitectureSDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
• L2/L3 VPN PoC– Dynamic L2 and L3 VPN provisioning using L2 and L3 network elements and NETCONF interface
• Patches have been submitted to solve the NETCONF interop issues with commercial network element
• PCE based SDN WAN Controller PoC– Test BGP-LS for topology discovery and synchronization– Test PCEP for Tunnels discovery and enforcement– > Drawbacks : Adding our own Path Computation Algorithms seems very complex
OpenDaylight 2nd Release : Helium
Application
• DLUX• VTN Coordinator• OpenStack Neutron• SDNI Wrapper• DDoS Protection
ServiceLayer
• OpenStack Service
• GBP Service• SFC • AAA• LISP Service• L2Switch• SNBI Service• SDNI Aggregation
• VTN Manager• OVSDB Neutron• Plugin20C
Reference Architecture
ODL Release ModelSDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Controller
BaseNetworkService
• Topology Manager• Stats Manager• Switch Manager• FRM • Host Tracker
ServiceAbstractionLayer
• Plugin Manager • Capability Abstractions• Flow Programming• Inventory
South Bound OpenFlow, OVSDB, Netconf, PCMM/COPS, SNBI, Plugin , LISP, BGP, PCEP, SNMP
Builder Open Source (Java)
Physical Network Topology Infra-Architecture Defined
Lithium Project Dependencies Reference Architecture
ODL Release ModelSDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Block Architecture & ODL Reference ArchitectureSDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Source : IBM
OpenStack for NFV
• OpenStack : Management & Orchestration platform for– Virtualized Infrastructure (Neutron)– VNFs
• Create cloud-based, multi-tenant networks for NFV (XaaS)• Resource manager & Scheduler• Could become an open solution for service chaining• NaaS
– Silver of Network (connectivity) + resources (compute, storage) + apps
Reference ArchitectureSDN / NFV Reference Architecture
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
– Silver of Network (connectivity) + resources (compute, storage) + apps– VNOs (Virtual Network Operators)– Bandwidth-on-demand(to tenants, users)– New business models (auction/brokering, ephemeral clouds)
• Extend OpenStack to include monitoring & analytics tools for NFV
• Richness of APIs
SCENARIO
• USE CASE FOR DC• Overlay Network w/ Legacy.• LISP (Mobile Network)• DDoS Protection
• USE CASE FOR DC WAN– WAN SDN
Reference Architecturew/ ODL
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• USE CASE FOR ENT NET – vCPE NFV
• Application Awared Architecture– w/ GPB(Group Policy)– w/ Monitoring
USE CASE FOR DATA CENTER
Why SDN Needed Benefits ODL
Network Virtualization –Multi Tenant Net
DC 브로드캐스트 도메인이나 숫자(4K)에 대한 VLAN의 한계를 극복하여데이터센터 내에서 동적으로 토폴로지를 생성
데이터 센터 자원 사용량의 20~30% 정도향상 할 수 있는 예상을 하며, 대형화 할수록 효과는 더 클 수 있다. 자동화 API를 사용하면 개별 네트워크의 생성 시간을 주(週) 단위 시간에서 분(分) 단위 시간까지단축 할 수 있다.
ODL- VTN- OPENDOVEIBM- SDN-VE
Network Virtualization –Stretched
Networks
DC 랙(Rack)간(間)이나 데이터 센터 간(間)에 VM의 이동이나 동적으로 자원을 다시 할당하는 경우 물리적 위치와 독립적으로 생성 가능한 관리
복잡한 코딩 없는 쉬운 애플리케이션으로작업이 가능한 VM들에 자원이 할당되어Disaster 센터 등의 복구 시간을 향상 한다. 정책에 따라 에너지를 절감하는 솔루션으로 응용이 가능하다.
ODL- LISP- VM Migration
(Ip Sustain + Data Path Tunneling)
MOBILITY
TENANT
HYBRID
Reference Architecturew/ ODL
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Path Tunneling)
Service Insertion(Service
Chaining)
테넌트(Tenant)별 필요한 L4-7 서비스 연결을 동적으로 생성하여 필요한 서비스를 제공 하거나 DDoS공격의 경우 정책 기반으로 필요한 방화벽, IPS 그리고 DPI 기능등을 서비스체이닝으로 빠르게 제공
서비스 제공 시간은 주(週) 단위 시간에서분(分) 단위까지 단축 할 수 있어 낮은 비용으로 빠른 서비스 제공이나 새로운 매출의기회를 제공 할 수 있다. 그리고 새로운 공격에 대해 빠르게 대응 할 수 있다.
ODL- Defense4All
SECURITY
CHAINING
HYBRID
VTN(Virtual Tenant network) : Tenant OpenFlow 가상화 모델
Single Single vBridgevBridge Multi Controller with VTN CoordinatorMulti Controller with VTN Coordinator
VTN (Virtual Tenant Network) • Virtual network environment • Each VTN network is isolated with each other vBridge (Virtual Bridge) • Virtual L2 switch in VTN • Construct virtual broadcast domain by associating
the physical network with vBridge
(Multi-Tenancy 구성) w/ VTN Coordinator & VTN Manager
USE CASE FOR DATA CENTERNetwork Virtualization – Multi Tenant Net
Reference Architecturew/ ODL
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Single Single vBridgevBridge Multi Controller with VTN CoordinatorMulti Controller with VTN Coordinator
ODMC : OpenDOVE Management ConsoleOVS-DS : OVS-based DOVE switchODCS : OpenDOVE Connectivity ServiceODGW : OpenDOVE GatewayODCS-CSP : CDS Client/Server ProtocolODCS-CP : DCS Cluster ProtocolDaylight Clustering : native clustering from Daylight controller platform
OpenDOVE: Tenant Overlay 가상화 모델
USE CASE FOR DATA CENTERReference Architecture
w/ ODL
Network Virtualization – Multi Tenant Net
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
L2/L3 연결과 access control 정책을 통해 통신을 제어할 수 있는 기능을 제공하여 각 tenant가 가상 네트워크 추상화될 수 있도록 해준다. Virtual Network와 Gateway 설정에 따른 VM간 traffic을 테스트 한다.
DOVE GatewayDOVE Gateway
DOVEEncap / Decap
DOVEEncap / Decap
ExternalConnection
ExternalConnection
VLANConnection
VLANConnection
DOVE Overlay NetworkDOVE Overlay Network
DOVE Overlay NetworkDOVE Overlay Network
VMVM VMVM VMVM
VMVM VMVM VMVM
10.1.1.5 10.1.1.7 10.1.1.8
10.1.2.6 10.1.2.3 10.1.2.8
VMVM VMVM
10.1.2.6 10.1.2.3
VLAN Segment
129.42.56.158(ibm.com)
74.125.227.96(google.com)
Extenal / PhysicalNetwork
Overlay Network w/ Legacy.
• ODL Architecture w/ OVS DB– 서버팜 내부 Overlay SDN (with VxLAN)
USE CASE FOR DATA CENTERReference Architecture
w/ ODL
§ VxLAN/NVGRE 등을 사용하여 터널링 기술을 통한 네트워크 가상화 방법§ 단일 도메인 내부의 네트워크 경로 가상화
Cloud Controller
SDN Controller
Compute 1 Compute 2
Network Virtualization – Multi Tenant Net
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Network Domain
VxLAN
VM1 VM2
LANTORSwitch
TORSwitch
VxLAN
VM3 VM4
OVS OVS
Security
• Defense4All : Detecting and mitigating DDoS attacks
USE CASE FOR DATA CENTERReference Architecture
w/ ODL
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Detecting and mitigating DDoS attacks
1. Protected traffic 경로 확인.2. Attacked traffic으로 판명된 traffic 경로 AMS(Attack Mitigration Services) 로 수정
• Defense4All position
Network application,Orchestartion, and servicesNetwork application,Orchestartion, and services
ODL API (REST)ODL API (REST)
User InterfaceUser InterfaceNetwork applications, orchestration, and services
Defense4All APIDefense4All API
AnormalyDetectorAnormalyDetector
Mitigation Mgr
Mitigation Mgr
StatisticsService APIStatistics
Service APITrafficRedirection Service APITrafficRedirection Service API
Defense4All
Security USE CASE FOR DATA CENTERReference Architecture
w/ ODL
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Service Abstraction Layer(SAL)Service Abstraction Layer(SAL)
Network Service Functions
Network Service Functions
Platform ServicesPlatform Services
Data plane elements(virtual switches, physical device interfaces)
OpenFlowOpenFlow
Controllerplatform
Southbound interfaces & protocols
Other standard protocols(ONF, IETF,…)
Other standard protocols(ONF, IETF,…)
vendor-specificinterfaces
vendor-specificinterfaces
StatisticsService
StatisticsService
TrafficRedirection Service
TrafficRedirection Service
Mitigation Device(s)
Defense4All APIDefense4All API
Defense4All
Anomaly Detector• Builds peace time (normal) traffic baselines• Identifies deviations from normal traffic baselines• Pluggable system to support:
• Multiple vendors• Different detection techniques• Extensiblity (detect new attacks)• etc
Mitigation Manager• Configuring the network such that the
suspicious traffic (and only the suspicious traffic) is diverted to scrubbing center
• After attacks, restores the network to original configuration
• Configures external mitigation device(s)• e.g. pass to device baselines to
expedite detection• Monitoring of extenal mitigation devic
e(s)e.g. attack ended
Security USE CASE FOR DATA CENTERReference Architecture
w/ ODL
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Anormaly DetectorAnormaly Detector Mitigation MgrMitigation Mgr
StatisticsService APIStatistics
Service APITrafficRedirection S
ervice APITrafficRedirection S
ervice API
StatisticsService
StatisticsService
TrafficRedirection Service
TrafficRedirection Service
Statistics Service• addCounter(selector)• readCounter()• removeCounter()• resetCounter()
DetectorPlugin
DetectorPlugin
MitigatorDriver
MitigatorDriver
Mitigation Device(s)
e(s)• e.g. attack ended
Vendor independent• Interested vendors/service providers ca
n connect to the system by written a Mitigator Driver (think device driver in OS)
Network Virtualization – Stretched NET
: (동작중인) VM을 이전시. 실제 수행시에는 Network Issue
– 세션 유지– VM의 MAC/IP 주소가 변경되지
않아야 함• QoS 설정, ACL, 방화벽 정책,
보안 정책의 변경/이전• VM 자체나 vSwitch 내의 실시
간 동작 정보 유지• MAC 테이블, ARP 테이블, 멀
티케스트의 멤버쉽 테이블등의 업데이트
Use Case : VM Migration Net via SDN Controller + LISP (IP sustaining)
HypervisorHypervisor
Network/Network/
Data Center Data Center
HypervisorHypervisor
VM1
VM1
VM2VM2VM1
VM1
VM2VM2
Service Manager
Service Manager
SDN Controller
SDN Controller
Ip sustaining w/ LISP
USE CASE FOR DATA CENTERReference Architecture
w/ ODL
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
의 업데이트Network/Router/Switch
es
Network/Router/Switch
esTunnelTunnelNetwork/
Router/SwitchesNetwork/
Router/Switches
Data Plane :
Encapsulation protocol to build a Multitenant Overlay
MAC in IP / IP in IP
Control Plane :
Mapping of Overlay address Space to underlying physical Network including policy routing
Any Physical Network :
- LAN, WAN, Hybrid
Network Virtualization – Stretched NET
• Locator/ID Separation Protocol - policy
Data Plane :
Multitenant Overlay
Control Plane :
Mapping (+policy) of overlay to underlaying network
policy :
- Multihoming
USE CASE FOR DATA CENTERReference Architecture
w/ ODL
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
Data Plane :
Multitenant Overlay
Control Plane :
Mapping (+policy) of overlay to underlaying network
policy :
- Traffic Engineering
- Service Chaining
- Multihoming
- Load Balancing
- Disaster Recovery
USE CASE FOR WAN
Why SDN Needed Benefits ODL
Dynamic WAN reroute
Service Provider/Enterprise Edge
인증 받은 프로그램으로 접속이 가능한접속 위치에서 API를 사용하여 플로우수준의 바이패스로 레거시 네트워크를연동 (신뢰하는 데이터는 서비스를 위한기기들의 바이패스 경로 구성)
신뢰하는 트래픽에 대해 고가의 10Gbps 또는100Gbps L4-7 방화벽, 로드밸런서, IPS/IDS 등의 불필요한 프로세싱을 하지 않아 투자를 절약한다.
Dynamic WAN interconnects
Service Provider
비용 효율적인 고성능의 스위치를 사용하는 기업들 간이나 서비스 사업자들 간
연결을 자동화 하여 스스로 동적으로 즉시 생성연결 하는 기능은 운영 비용을 절약.
WAN
Reference Architecturew/ ODL
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interconnects Provider 하는 기업들 간이나 서비스 사업자들 간에 동적인 WAN 접속을 생성
연결 하는 기능은 운영 비용을 절약.
Bandwidth on Demand
Service Provider
프로그램 제어가 가능하여 필요시 요청한 추가의 대역폭을 제공 할 수 있는 기능 (e.g. DR, backups)
가입자에 의한 셀프서비스가 가능하여 운영 비용을 절약 할 뿐만 아니라 비즈니스의 신속성(Agility)을 이용한 새로운 서비스 제공 가능 (향후 Big Data 서비스 등에 활용)
NetApp- Automated QoS : VLAN-Based QoSModel for VoIP ODL - PCMM
WAN
WAN
Inter DC SDN
• Inter DC– SDN + MPLS Scen– SDN WAN (PCEP, BGP-LS, BGP-FS, Segment Routing)– WAN Orchestrate, WAE demo.
USE CASE FOR WAN SDNReference Architecture
w/ ODL
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Google SDN Architecture (WAN SDN)
Dynamic WAN reroute (w/ TE)
q WAN (w/ Path & Topology Mgt)
Application
Control Plane
SDN Controller
Application
PathDB
TopologyDB
Orchestration
Policy
SDN Ctr
Orchestation & Asset
Service-chaining across physical and virtual network elements (for WAN Control : DCI Handle)
USE CASE FOR WAN SDNReference Architecture
w/ ODL
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DEMO : SDN + MPLS OpenDaylight REST CONF a PCEP/BGP-LS
• PCE (Path Computation Elelement) : PATH 수정• BGP-LS (Link State) : TOPOLOGY 상태 갱신• RESTCONF a YANG
Plane
Data Plane
MPLS Net
PCEP BPG-LS
SDN-initiatedExplicit Path
* DCI : Data Center Interconnection
Dynamic WAN reroute (w/ TE)
ANALYZE OPTIMIZE VIRTUALIZE
Routing CSPF Algorithms PCEP Netconf/YANG
Topology Discovery Path Computation Path Installation
Netconf/YANG (may include : BGP, DMI, OpenFlow, I2RS)
PCEP installs TE LSPIGP(ISIS/OSPF) & BGP-LS(One session per head node)
USE CASE FOR WAN SDNReference Architecture
w/ ODL
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PCEP installs TE LSP(One session per head node)
(One session per head node)
Why SDN Needed Benefits
Dynamic WAN reroute
Service Provider/Enterprise Edge
인증 받은 프로그램으로 접속이 가능한접속 위치에서 API를 사용하여 플로우수준의 바이패스로 레거시 네트워크를연동 (신뢰하는 데이터는 서비스를 위한 기기들의 바이패스 경로 구성)
신뢰하는 트래픽에 대해 고가의 10Gbps 또는100Gbps L4-7 방화벽, 로드밸런서, IPS/IDS 등의불필요한 프로세싱을 하지 않아 투자를 절약 한다.
1. BGP-LS를 통한 세션 정보 얻음2. Topology 찾고 Path 계산3. 경로 수정
BGP & BGP-TEEx) MPLS Net & MPLS-TE
WAN Interconnects
• SDN & ROUTING DOMAIN INTEGRATION- DC 구간의 SDN 과 WAN 구간의 Edge Rouging Handing
Routing- Interworking w/ VPN- Proven Scalability- Flexible transport
: L2/L3, P2P, MP2MP
OpenFlow- Optimized for fast protection- Scale by distribution
OSS/Service Orchestration
DC Orche
DC Orche
SDN Controller
SDNController
BGP/VPN
USE CASE FOR WAN SDNReference Architecture
w/ ODL
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Why SDN Needed BenefitsDynamic WAN interconnects
Service Provider
비용 효율적인 고성능의 스위치를 사용하는 기업들 간이나 서비스 사업자들 간에 동적인 WAN 접속을 생성
기업들 간의 연결을 자동화 하여 스스로 동적으로즉시 생성 연결 하는 기능은 운영 비용을 절약한다.
- Optimized for fast protection- Scale by distribution- Continue to build extension
LDP/RSVPOptional w/ IP PWE
Virtual PE (HW/SW GW) Virtual PE (SW Overlay)
Forwarding
DC Fabric
EDGE
EDGEMPLSMPLS DC Fabric
Forwarding
앞선 Rerouting Scen 과의 관계Interconnection 구간(DCI) 에 대한Dynamic Rerouting
* DCI : Data Center Interconnect
Dynamic WAN Interconnection
L3 Gateway
L2 Gateway
USE CASE FOR WAN SDNReference Architecture
w/ ODL
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• DCI를 위한 방법들 : – Inter DC : V(x)LAN DOVE/ OTV(LISP)/ MPLS/…– Intra DC : V(x)LAN, VPLS, EVPN, GRE …
• L3 Gateway Capability– Intra-Data Center VxLAN Routing– Inter-Data Center VxLAN Routing– L3 Multicast routing for VXLAN
q L2 Gateway Capability- Physical Data Center Connectivity
- Hybrid Cloud
- VM Motion over Distance
* (Dynamic)WAN Interconnection - Used Streched Network Backend
Bandwidth on Demand
• Bandwidth On Demand in SDN
w/ Policy Based ModelAutomated QoS Network Service Application Overview
USE CASE FOR WAN SDNReference Architecture
w/ ODL
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QOS CASE- 가입자 단에 QoS (split bandwidth) + vEdge. 서비스. - 백본단에 QoS (reroute)
Bandwidth on Demand
q VLAN-Based QoS Model for VoIP
USE CASE FOR WAN SDNReference Architecture
w/ ODL
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Why SDN Needed Benefits
Bandwidth on Demand
프로그램 제어가 가능하여 필요시 요청한추가의 대역폭을 제공 할 수 있는 기능(e.g. DR, backups)
가입자에 의한 셀프서비스가 가능하여 운영 비용을 절약 할 뿐만 아니라 비즈니스의 신속성(Agility)을 이용한 새로운 서비스 제공 가능(향후 Big Data 서비스 등에 활용)
NetApp- Automated QoS : VLAN-Based QoSModel for VoIP ODL - PCMM
• Packet PCMM (Subscribe QoS)Bandwidth on Demand USE CASE FOR WAN SDN
Reference Architecturew/ ODL
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Media Cable Network 제어. - SDN APP 으로 부터 정책(User/Contents) 받아서- PCMM 장비 제어 / 케이블 모뎀 밴드 조절. (High/Low)
* PCMM : Packet Cable MultiMedia* CMTS : Cable Model Ternination System
Use Case for Service Provider Net
Why SDN Needed Benefits VendorVirtual Edge Service
Provider Access Networks
가상 에지를 서비스하는 NFV와 결합하여 기존의 댁내나 비즈니스 용으로설치한 CPE (Customer Premises Equipment) 장비를 대체. 대체한 단순하고 동일한 기능을 제공하는 경량의 장비로 복잡한 기능은 SP 데이터센터나 POP (points-of-presence) 에서 처리
단말 장치의 수명을 연장하고, 장애 해결을 개선하며, 수송량을 줄이고 새로운 서비스에 대한 유연성을 제공 한다.
HOST –CONNECTION to WAN
• Large L2 + Inter DC + DCI.
Service Provider Net.
Reference Architecturew/ ODL
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• Large L2 + Inter DC + DCI. • Campus Network. (Inter Domain) + Large L2
Virtual Edge• UseCase : EDGE to DC Interconnect (vCPE NFV + Service Chaining)
OSS / Service Orchestrator OSS / Service Orchestrator
DC Orchestrator
DC Orchestrator
SDNController
SDNController
BGP L2/L3 VPN
IGP
Service VMEdge VPNConfiguration
Service Edge 와 DC 간의 Interconnect 핸들링을 통한 서비스 채널 생성. Orchestration & Asset
Reference Architecturew/ ODL
Use Case for Service Provider Net.
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Virtual MPLS PE
MPLSMPLSEdge
Core Core
DC FabricDC Fabric
GW
SW Overlay • Transparent to DC infra• No DC/HW requirements – tunnels MPLS ov
er L2/L3• Tunnels MPLS frames to VM public VNI IP
SW Overlay • Transparent to DC infra• No DC/HW requirements – tunnels MPLS ov
er L2/L3• Tunnels MPLS frames to VM public VNI IP
WAN interworking• Interconnect natively with WAN Residential Gateways an
d business PE’s• Support L2/L3 VPN and multi cast services
WAN interworking• Interconnect natively with WAN Residential Gateways an
d business PE’s• Support L2/L3 VPN and multi cast services
SDN Ctr
RegidentalGW
Tunnel (VNI)
소형사업장
Virtual Edge
• Virtual Network Function (VNF) Examples:– Infrastructure
• Addressing (NAT), load balancing, secure tunneling, EPC.
– Security • Content filtering, IPS, SFW, ALG, Anti-virus/malware, UTM
– Optimization• Content cache & delivery, WAN acceleration,
transcode/transform
– Monitoring • DPI, Intercept/tap, SLA, analysis and reporting
Appliance & Virtual Edge
Physical service appliances
virtual services on x86 pools
Service scale up service scale out (improves : HA, elasticity)
Static router configuration
Dynamics service chain controller
Appliance vs VNFs AT THE EDGE
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
• DPI, Intercept/tap, SLA, analysis and reporting
– Virtual CPE • hosted and managed service like DNS, DHCP, routing. Etc
– Communication • VoIP, SBC, Video and Other Communication Services
configuration
Manual provisioning API automated via B/OSS workflow (lowers time to service)
q Use Cases
- Managed service provider vCPE
Case : EDGE to DC Interconnect - Service Edge 와 DC 간의 Interconnect 핸들링을 통한 서비스 채널 생성.
* Data Center Bridging (DCB)
* ALG : Application Layer Gateway
OPNFV BootStrapReference Architecture
OPNFV
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OpenDaylight Helium SR2 Reference ArchitectureOPNFV
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Additional Components and SoftwareReference Architecture
OPNFV
Network setup
Describe which L2 segments are configured (i.e. for management, control, use by client VNFs, etc.), how these segments are realized (e.g. VXLAN between OVSs) and which segment numbering (e.g. VLAN IDs, VXLAN IDs) are used. Describe which IP addresses are used, which DNS entries (if any are configured), default gateways, etc. Describe if/how segments are interconnected etc.
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ays, etc. Describe if/how segments are interconnected etc.
List and purpose of used subnets as defined here: Network addressing and topology blueprint - FOREMAN
Admin (Management) - 192.168.0.0/24 - Admin network for PXE Boot, node configuration via puppetPrivate (Control) - 192.168.11.0/24 - API traffic and inner-tenant communicationStorage - 192.168.12.0/24 - separate VLAN for storagePublic (Traffic) - management IP of Ostack/ODL + trafficNetwork addressing and topology blueprint - FUEL
Admin (PXE) - 10.20.0.0/16 - FUEL Admin network (PXE Boot, cobbler/nailgun/mcollective work)Public (Tagged VLAN) - Subnet is up to the users network - this is used for external communication of the Control nodes as well as for L3 Nating (configurable subnet range)Storage (Tagged VLAN)) - 192.168.1.0/24 (default)MGMT (Tagged VLAN) - 192.168.0.0/24 (default) used for Openstack CommunicationCurrently there are two approaches to VLAN tagging:
Fuel - tagging/untagging is done on the Linux hosts, the switch should be configured to pass tagged traffic.Foreman - VLANs are configured on switch and packets are coming to/from Linux hosts untagged.There was agreed not use VLAN tagging unless the target hardware lacked the appropriate number of interfaces. It is still viable however for users who want to implement the target system in a restricted hardware environment to use tagging.
Following picture shows ODL connects to Neutron through ML2 pugin and to nova-compute through OVS bridge. (not yet finished, ceph storage will be added, approach with ODL in docker container will be added.)
Reference ArchitectureOPNFV
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
[별첨] SDDC Platform : Application Aware Support (Network)
SDDC Platform Asset : Workload (Template&Image…)
SDN Platform Mgt : 과제 NG NMS
SDDC Platform : Deployment- Application Template
SDDC Platform : Diagnostics- Application Monitoring / Diagnostics
SDDC Platform : Deployment- Orchestration w/ Resource, Northbound API
Physical & Virtual Workloads
Simplified Management of Virtual & Physical Networks
Application Isolation and Security
Application Template(or Profile)
Network-level Application and Trouble-shooting
Network Automation
1
3
4
7 8
9
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회SDN Platform : OPNFV (Switch / Router)
SDDC Platform CloudOS : - Security Group - NFV : Firewall / IDS.SDN Network OS : - Tenant Network / Tunnel..
SDDC Platform CloudOS, HA/DR : - LiveMigration
SDN Platform : - Working Group- NFVIaaS + Service Chaining
Physical & Virtual Networks (L2-3)
Security
Application Placement & Migration
L4-L7 Service Insertion and Chaining
2
4
5
6
[별첨] SDDC Platform : Application Aware Support (Network)
SDN Platform Network : OPNFV (Switch / Router)
SDDC Platform Asset : Workload (Template&Image…)
SDN Platform Mgt :
SDDC Platform CloudOS : - Security Group - NFV : Firewall / IDS.SDN Network OS :
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3
4
제8회 2015 한국 소프트웨어 아키텍트 대회
SDN Network OS : - Tenant Network / Tunnel..
SDDC Platform CloudOS, HA/DR : - LiveMigration, Hybrid Cloud
SDN Platform : - Working Group- NFVIaaS + Service Chaining
SDDC Platform : Deployment- Application Template
SDDC Platform : Diagnostics- Application Monitoring / DiagnosticsSDDC Platform : Deployment- Orchestration w/ Resource, Northbound API
5
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7
8
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