2-ой Международный Ethernet Форум Москва, 24 октября · Armor5 Enterprise Mobile Security ... Передачи пакетов и функция управления

SDN и OpenFlowЭра ПО в сетевых технологиях.

NEC Corporation

2-ой Международный Ethernet ФорумМосква, 24 октября

NEC Confidential

Более 6000 RFC

Интернет Технологии …период застоя…

Page 2

Интернет протокол (IP) является фундаментом современных сетей связи

…технология родом из семидесятыхразличные дополнения позволили дожить ей до настоящего времени

Ещё работает, но...

не развиваетсяОтсутствие инноваций!!!

маршрутизация, управление,VPN …

Миллионы строк программного кода

Миллиарды вентилей

Закрытые “проприетарные” системы

© NEC Corporation 2013

NEC ConfidentialPage 3

Эволюция сетевых технологий

▐ OpenFlow позволяет перенести логику сети на уровень приложений и отделить программную составляющую сети от аппаратной

▐ Возможность программирования потоков позволяет создать с помощью OpenFlow по настоящему виртуальную сеть.

ハードウェアパケット転送機能

ソフトウェア

通信経路制御機能

Сетевая ОСOpenFlowконтроллер

OpenFlowкоммутатор

Передача пакетов

Существующая сетьАвтономное и распре-делённое управление

Изоляция

SDN Сеть

Централизованное управление

Интеграция

Интеграция ИТ и сетиПриложения SDN

SoftwareУправление коммутацией

HardwareПередача пакетов

Сеть, как “чёрный ящик”

OSPF/BGP

OpenFlowOpenFlow

Управление потоками данных


NEC Confidential

Что такое SDN ?

Автономные распределённые сети(стандартная архитектура)

Software Defined NetworkОблачные сетевые услуги, контроллер

Виртуализованыелогические сети

Виртуальный сетевой контроллер

Автоматическое создание виртуальных сетей

• Каждый производитель имеет свои особенности реализации• консольное управление сетевыми элементами• сложности интеграции с системами управления

Config

ConfigConfig

Config

Config

OSPF/BGP

Virtual NW

• Логическая консолидация сети• Программное управление (программируемость)! Oператор/владелец сети может создавать ПО управления сетью! Предоставляется стандартный открытый API для сетевых приложений

ЭтоSDN

А это реальная ценность

SDN

1. Стандартизация на базе OpenFlow

2. Управление Централизованнымконтроллером

Page 4

Software Defined Network – Программно конфигурируемые сети


NEC Confidential

Семейство коммутаторовProgrammableFlow

ProgrammableFlowКонтроллер

NEC▐ Первое в мире SDN решение на базе OpenFlow, включающее контроллер и

коммутаторы

▐ Более 3-ёх лет на рынке коммерческих решений

▐ PFlow поставляется с версией ПО 5.0.0.1 (соответствие OF1.0 и OF1.3.1)

1G/10G Коммутаторы

PF6800 PF5820PF5248

© NEC Corporation 2013Page 5

ProgrammableFlowProgrammableProgrammableFlowFlow

PF5240 PF5459

10/40G Коммутаторы


Открытая архитектура SDN (OF 1.0, OF1.3)Коммерческие контроллеры

Другие

OpenSourceконтроллеры

Floodlight

Trema

Ruy

MUL

…

КонтролерNEC PF6800

Коммутаторылюбых

производителейВ том числе OpenvSwitch

Функциональность сети определяется возможностями

контроллеров и SDN приложений

Приложения SDN

От производителейконтроллеров

От независимых разработчиков ПО

Собственные приложения оператора

Компиляция приложения под API

контроллера

OF коммутаторы

NEC Confidential

NEC SDN Application Center


ProgrammableFlowконтроллер

NB Open API (xml)

SB Open API (OF 1.0)

1. Red Hat’s Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform (Management Applications); 2. Radware’s DefenseFlow attack detection framework (Security Applications); 3. ISC8’s Cyber adAPT (Security Applications); 4. Armor5 Enterprise Mobile Security (Security Applications); 5. A10 AX Series Application Delivery Controller (Optimization Applications).

Interop New York, USA (2-4 октября, 2013г.)

Open Networking Summit 2013 (15-17 апреля), Santa Clara, USA

- Arista Networks (Arista 7050 Series);- Brocade (Brocade MLXe Series); - Centec Networks (V330); - Dell (Dell Networking S4810); - Extreme Networks (Summit X670®); - Intel (Intel® Open Network Platform);- Microsoft Corp. (Windows Server 2012 with NEC extensible virtual switch PF1000).

NEC Confidential© NEC Corporation 2012Page 8

NEC и OpenSourceProgrammableFlowProgrammableProgrammableFlowFlow

Пример установки дистрибутива для Fedora 19

Пример сотрудничества NEC и российских участников OpenSource communityИли сетевой экран до 150 000 IPv4 префиксов за 10 минут

TremaRuby

CВаше С-приложение

Ваше Ruby-приложение PF5240

Trema – один из самых простых в изучении контроллеров, распространяемый на условиях GPL.Разработка Trema ведётся на GitHub и в открытой почтовой рассылке trema-dev


Обзор контроллера NEC ProgrammableFlow

ProgrammableFlow Controller

Преимущества• Значительное снижение расходов на эксплуатацию сети за счёт упрощения управления сетью

• Упрощает создание и изменение услуг за счёт возможности управления сетью из единой точки

• Ускоряет возврат инвестиций за счёт повышения эффективности использования сети и серверного оборудования.

• Уменьшает затраты на электропитание и размещение оборудования по сравнению с существующим сетевыми решениями.

• Позволяет достичь высочайшей надёжности сети даже в случае выхода из строя отдельных узлов

• Позволяет строить мультивендорные сетевые решения OpenFlow Control

Physical Topology ManagerPhysical Topology Manager

Path ControlPath Control

L2L3 Stack

• Распознаваниетопологии, самовосстановление

• Виртуализациясети (NFV)

• Управлениезаписями втаблице потоков

• Распределениепотоков всоответствие сполитиками

• Управлениеполитиками

VTNVTN VTNVTN VTNVTN

API

Контроллер OpenFlow NEC PF6800 V5.0.0.1 (OpenFlow 1.3.1)


P-Flow - Ethernet фабрика на базе OpenFlow, и предоставляющая ряд функций, недоступных для существующих Ethernet сетей:- Визуализация- Оптимизация (автоматизация)- Виртуализация

NEC демоProgrammableFlowProgrammableProgrammableFlowFlow

Внедрение P-Flow SDN предполагает замену существующей L2/L3 инфраструктуры, что обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с наложенными SDN решениями:- Устранение работ по администрированию физической сети - Устранение ограничений, связанных с работой SDN поверх

традиционной сети.- Значительное снижение операционных затрат связанное с необходимостью поддержания существующих систем управления и систем управления наложенной SDN.

P-Flow позволяет организовать поэтапную миграцию существующих сетей к сетям OpenFlow. Поддержка E-OAM и MCLAG обеспечивают высокую надёжность не только внутри SDN, но и на стыке с IP сетями.



Интерфейса NEC PFС(GUI & CLI)

Визуализация сети и трафикаСчётчики трафика внутри VTN

Демонстрация 1



Виртуализация сети (NFV)

Авто-распознавание физической топологии.

Создание VTN (логические сети)

Независимость физической и логических сетей




Оптимизация и автоматизация

Расширение пространства VLANМиграции VM.

Перестройка сети



Rule Action StatisticsRule Action Statistics

Как работает OpenFlow▐ Передачи пакетов и функция управления маршрутизацией разделены с

помощью протокола управления потоками (flow control protocol).▐ Контролируя трафик на уровне отдельных потоков становятся возможными

управление маршрутизацией, виртуализация и визуализация сети.

OpenFlow контроллер

Server

Режимы настроек потоков (Flow Setup modes):Проактивный (Proactive) – контроллер прописывает правила в таблицах потоков до начала передачи трафикаРеактивный (Reactive) – если коммутатор принимает поток, запись о котором отсутствует в таблице, он запрашивает контроллер о правилах обработки данного потока.

Flow Table

Передача пакетов

OpenFlow коммутатор

Управление сетью


Поток (Flow) определяется комбинацией адреса и других полей (L1, L2, L3, L4).Оперируя потоками, потоковая коммутация позволяет выбирать оптимальный маршрут из конца в конец основываясь на указанных политиках (Action).

Определение коммутации потоков OpenFlowOpenFlow коммутация потоков: управление передачей с

помощью потоков “Flow”

Ｌ１Ｌ２Ｌ３Ｌ４

DataSrcMAC

VLANPriority

SrcIP

TCP/UDPSrc Port

TCP/UDPDst Port

DstMAC

DstIP

IngressPort

EtherType

VLANid

IPToS

IPProto

Существующая сеть:

L2 (MAC) Switching L3 (IP) Routing

Управление передачей осуществляется по L2/L3 адресу получателя на каждом узле сети

Fire wall etc...


Правила(точные и исключения) Действие Статистика

Определение потока и программируемость

Поток 1.

Поток N.

Операции с потокамиНа уровне коммутатора: Unicast, Multcast, управление полосой,

фильтрация, балансировка нагрузки, обнаружение неисправностей, тунелирование, кодирование

Определение фильтрации потоков

Коммутатор: Port, VLAN ID, L2, L3, L4 …

Статистика потоковНа уровне коммутатора:

Кол-во пакетов и байтов, время соединения.

Пример операций с потоками Multicast

Rule(точные и wildcard) Действие по умолчанию Статистика

Waypoints• Middleware

• Intrusion detection

2. 4.

1.

Unicast Multipath• Load-balancing• Redundancy

3.


- Модели для ЦОД и LAN- Взаимодействие SDN и IP сетей- SDN Application Center


Готовые решения для бизнеса или конструктор для инноваций?

NEC

NEC Confidential

Подход NEC к эволюции сети

NEC ProgrammableFlow, основанное на технологии OpenFlow, обеспечивает эволюцию ЦОД и СПД в

долгосрочной перспективе.

Сети операторовBackbone Backhaul

Edge TerminalAccess

Metro

IP технология

Эволюция IP технологии

Эволюция SDN

Рождение IP технологии

Частные ЦОД

Эволюция интернет

Публичные иоператорские

ЦОД

НастоящееПрошлое Будущее

Виртуализация сети (NFV)


NEC Confidential

Ценность SDN для операторов

SDN – основа для построения взаимовыгодных отношений с пользователями и поставщиками услуг, и, как следствие,

источник новых доходов.

Абоненты(Частные/Корпоративные)

безопасность

стоимость

безопасностькачествостоимость

Основны

е требования

Поставщики услуг

Справедливость

Управляемость

БезопасностьСправедливость

НадёжностьУправляемость

Телеком операторы

Простота эксплуатацииОтвод трафикаВиртуализация

Различные услуги

и бизнес

снижение OPEX/CAPEXувеличение доходов

надёжностьмасштабируемость

гибкость

Большая гибкость Больше игроков

SDN

Additional Value


NEC Confidential

Решения ProgrammableFlow для ЦОД▐ Предоставляет OpenFlow/SDN структуру, позволяющую создание виртуальных сетей и

автоматическое конфигурирование соответствующих ресурсов из соответствующего пула.

▐ Поддерживает эффективное управление серверами, хранилищами и сетевыми элементами через взаимодействие с менеджером облачной инфраструктуры (Cloud service manager)

VTN2vRouter vBridge vBridge

FW SLB VM StorageVTN1

ProgrammableFlowконтроллер

Пул сетевых ресурсов Пул серверов Пул систем хранения

Физические ресурсы

Виртуальные сети

Cloud Manager (MasterScope, OpenStack и т.д.)Сеть Серверы СХД

ProgrammableFlowSwitch

vRouter vBridge vBridge

FW SLB VM Storage

Server Storage

Система управлениявиртуальными серверами

Система управления виртуальными СХД

vBridgevRouterВиртуальные ресурсы

Виртуализация

Интеграция ИКТ услуг

Cloud SystemStandard API

（OpenStack/ONF etc）

Load balancerFirewall


NEC Confidential

MasterScope Cloud Manager поддерживает управление облачными услугамиMasterScope vDC Automation Обеспечивает гибкость, безопасность и автоматизацию управления ЦОД и управление жизненным циклом IT ресурсов

GA: Dec. 2012

Sub Resource Pool (Dept.A) Sub Resource Pool (Dept. B)

Networks

Resource Pool

Service Users (Dept. A)

Операции VMОперации VM Монитор нагрузокМонитор нагрузок

Admin

Cloud Service Mgmt ‘ MasterScope Cloud Manager’

СчетаСчета Webサーバ APサーバ DBサーバ

VLAN/LB

Allocation (per multiple VMs)

Портал самообслуживанияПортал самообслуживания

Управление контрактамиУправление контрактами

ОтчётностьОтчётность

МониторингАварийная инф-цияАналитика произв-ти

МониторингАварийная инф-цияАналитика произв-ти

обновленияобновления

Управление пулом

ресурсовУправление пулом

ресурсов

Orchestration (Request Mgmt, Scheduling, Workflow)Orchestration (Request Mgmt, Scheduling, Workflow)

Контроль ёмкостиКонтроль ёмкости

DC Mgmt Automation ‘MasterScope vDC Automation ’

StoragesServers

Портал управленияПортал управления

Service Request

Software

Каталог услугКаталог услуг

упр-ние инцидентамиупр-ние инцидентами

ProvisioningProvisioning

Price ListWeb 3tier(L) | \10,000/MonthWeb 3tier(H) | \13,000/Month

Администратор


Общая инфраструктура ПО облачного ЦОД NEC

NEC Confidential

Cloud Manager

Network pool Server pool

SDN для публичного облака OpenStack и ProgrammableFlow

SDN для частного облакаWebSAM и ProgrammableFlow

SDN для частного облакаWebSAM и ProgrammableFlow

Cloud Manager

Network pool Server pool

Service users

IaaSManager

Virtual servercontroller

Centralized CentralizedVirtual server

controller

Enterprise/IaaS operator

IaaSOperator

Фирменные решения NEC для требовательных корпоративных клиентов и операторов IaaS

Операторы IaaS с собственными настройками

／Trema

ProgrammableFlow switch Firewall Load

BalancerServer Storage Programmable

Flow switchServer Storage

Resource

ProgrammableFlow 4.0Экспериментальное гибридное облако представленное на выставке Interop TOKYO

Виртуализованная сеть

http://wiki.openstack.org/QuantumNEC OpenStack плагин доступен в community


Постоянное улучшение “REAL IT PLATFORM G2” в качестве облачной инфраструктуры

IaaSPaaSSaaS

Automated DC operation

To automate and make effective DC Operation by visualizing complex IT resources, Automate provisioning,

And power consumption

Cloud service mgmtTo realize critical features for cloudServices by self service portal and

hybrid cloud functions

Secure environmentTo visualize security risk, defense

for system and platform

Service interoperabilityTo realize flexible and high reliable

Service environments by multi tenant,

mush up and Service interoperability

by data collaboration with legacy system

Information mgmtTo realize data access with high

performance and high scalability

by data collaboration with legacy system

Power consumption /

Effective resource allocationTo realize robustness in virtualized

Environment and multi‐tenant NW

virtualization

High efficiency infrastructure

Service execution platform

Cloud oriented DB

Server Storage Network

Cloud Platform Suite

AP Execution PFEnhanced

New

System service management

Service execution mgm

tHigh efficiency infra m

gmt

DC operating automationvDC Automation

Cloud service management

Cloud Manager

SecurityEnhanced

Enhanced

Operating mgmt

New

New

Архитектура программной инфраструктуры облачного ЦОД NEC

NEC Confidential

PFlow. Пример агрегации 10G серверов

Page 24

External Network

StorageController Controller

PF5248 PF5248

Sever ServerServer

Stack Link for MCLAG

PF5240 PF5240

External Network

PF5248 PF5248

Stack Link for MCLAG

PF5240 PF5240

PF5459 PF5459 PF5459 PF5459

10GBlue & RedNIC Teaming(except IP LB)

StorageController Controller

Sever ServerServer

40G

10G

NEC Confidential

Пример внедрения Programmable Flow для LAN

Частичная миграция сети доступа и распределительной сети на PFlow Обеспечивает создание “плоской” сети, позволяющей свободное

перемещение физических хостов и ВМ внутри создаваемого виртуального L3 пространства за пределами существующего L3 сегмента, физически разделяемого L3SW и L2SW

• Simplify configuration, flow-base efficient routing control, and fast rerouting in case of a failure

Для подключения фрагмента SDN к существующей сети достаточно изменить настройки одного из L3SWПубличная

сеть

Ядро(L3SW)

агрегация(L3SW)

Доступ(L2SW)

Существующая конфигурацияСуществующая конфигурация

VRRP

Redistribution of ＢＧＰ/ＯＳＰＦ

“Плоская ” сеть c возможностью свободного перемещения физических хостов и ВМ

Ｓｔａｔｉｃ route СетьProgrammableFlow

Introduction of Programmable FlowIntroduction of Programmable Flow


Виртуальноепространство L3

Ядро(L3SW)

агрегация(L3SW)

Доступ(L2SW)

Публичная сеть

NEC Confidential

Пример расчёта кол-ва потоков (Flow) для офисной сети

Page 26

Базовые условияCondition Внутрення сеть

・1000 x ПК （200 ПК/1 сегмент x 5 сегментов）・ Использование Proxy сервера для интернет. ・Каждый ПК имеет доступ к файл серверу. ・Отсутствие связи между ПК・Статическая маршрутизация vRouter во внешнюю сеть

DMZ・4 сервера （2 x WEB, 2 x DB）・FW и LB имеют виртуальные IP адреса для

резервирования. (FW VIP①② и FW VIP①②)

★DMZ○L2

・SV ⇔ LB = 8 Flows・LB ⇔ FW = 2 Flows・FW ⇔ Router = 2 Flow

Internet

Firewall# Firewall#2

LB#1 LB#2

SV(web)#1 SV(web)#2 SV(DB)#3 SV(DB)#4

Routerl#1 Router#2

Firewall#3 Firewall#4

vRouterl

10.0.3.0/24

10.0.2.0/24

10.0.1.0/24

10.1.1.0/24

10.2.1.0/24

10.1.2.0/24

Proxy File SV

10.3.1.0/24

10.3.2.0/24

10.3.3.0/24

10.3.4.0/24

10.3.5.0/24

DMZ

Intra NW

PC 201 PC 400

PC 401 PC 600

PC 001 PC 200

PC 601 PC 800

PC 801 PC 1000

・・・・・

・・・・・

・・・・・

・・・・・

・・・・・

FW VIP①

FW VIP②

LB VIP①

LB VIP②

Router VIP①

Router VIP②

FW VIP③

FW VIP④

★Внутренняя сеть○L2

・FW ⇔ Router = 2 Flows○L3

・PC ⇔ Proxy = 2000 Flows・Proxy ⇔ FW = 2 Flows

・PC ⇔ File SV = 2000 Flows


▐Возможность работы сети со 100% загрузкой каналов▐Возможность скрытия физической топологии сети▐Возможность создания, изменения и удаления виртуальных сетей ▐Возможность создавать, настраивать и управлять виртуальными сетями не затрагивая другие виртуальные сети

▐Автоматизация через API▐Автоматизированное всенаправленное масштабирование ▐Автоматизированный контроль надёжности из конца в конец▐Простота изменения физической топологии сети в процессе эксплуатации

▐Отсутствие необходимости конфигурирования физических портов и интерфейсов в процессе эксплуатации

▐Увеличение дохода за счёт предложения услуг на базе SDN приложений

Эффект виртуализации сетевой инфраструктуры

NEC ConfidentialPage 28© NEC Corporation 2011

NEC Group Vision 2017

To be a leading global companyleveraging the power of innovation

to realize an information societyfriendly to humans and the earth


Documents

2-ой Международный Ethernet Форум Москва, 24 октября · Armor5 Enterprise Mobile Security ... Передачи пакетов и функция управления