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사업자의 새로운 플랫폼을 위한OPNFV 활동 및 전망
2016.01.27.
HSN 2016S1-3ETRI/이범철
1 HSN 2016
목 차
I. OPNFV 개요 1II. OPNFV 프로젝트 현황 7III. OPNFV 플랫폼 구조 21IV. OPNFV 진화 방향 26
2 HSN 2016
Open Source Software Solutions
Source: Gartner(2014/7)
l TCO(Total Cost of Ownership) 감소
§상용 대비 유지비용은 증가
l Freedom§소프트웨어 사용§재배포
l Innovation§개발자 커뮤니티협업 달성 능력 향상
l Flexibility§구성원의 요구를최대로 만족시키는방법으로 소프트웨어개발
3 HSN 2016
OPNFV(Open Platform for NFV) 개요l 개요§ 통신사업자 주도로 2014년 10월 출범§ 상호 운용성 보장 NFV 솔루션 개발 촉진§ NFV 솔루션 개발을 위한 오픈소스 커뮤니티 활성화§ Arno 배포(2015/6), Bramaputra(2016/2 예정)
l OPNFV 특징§ OPNFV는 모듈 기반의 구조를 채택 : 이종 NFV
솔루션이 상호 운용될 수 있는 오픈소스 기반의 NFV 참조 플랫폼의 확장성 보장
§ OPNFV 관련 주요 상위 프로젝트ü 가상 인프라 관리 : OpenStackü 네트워크 제어 : ODLü 가상 스위치: Open vSwitch, Linux Bridgeü 데이터플레인 가속 : DPDK, ODPü 운용체제 : Linux
l OPNFV 주요 프로젝트§ Bootstrap/GetStarted : 상위 프로젝트와 연계하여
VNF 실행 인프라 구성§ Pharos(Test Infrastructure) : 회원사에 분산된 시험
환경 연합 구축§ FuncTest : OPNFV 플랫폼 시험, 검증 및 절차 제공
4 HSN 2016
NFV Domainsl NFV
Management & Orchestration
§ Orchestrator, VNFM, VIM으로구성
§ ETSI NFV ISG에서표준화(Phase 2) 진행 중
l NFVI Control § VNFI의 Hypervisor,
Network, Compute 제어
§ OpenStack 영역
l NFVI+VIM§ OPNFV에서 상호
운용성 및 NFV 솔루션 개발 촉진
5 HSN 2016
OPNFV 배포 현황배포판 주요 특징 비고
OPNFV A Arno(‘15/6/4)
§ OpenStack Juno release§ OpenDaylight Helium release§ KVM, OVS, Linux§ 베이스라인 플랫폼으로서의 가용성 제공§ 다양한 VNF들을 설치하고 테스트할 수 있는 환경 제공§ 커뮤니티가 제공하는 랩에서의 시험 인프라 가용성 ,
자동 통합 시험 환경 제공
§ Arno SR1(‘15/9/29) 배포판은 OPNFV Arno 버전에서 문제가 발견된컴포넌트에 대한 문제해결책을 제공하는안정화된 유지 보수 배포판
OPNFV BBramaputra(‘16/2/2예정)
§ ONOSFW: ONOS SDN 컨트롤러,오픈스택 Neutron ML2/ML3 플러그인, Compass installer, Fuel installer, JuJu installer, Apex installer, 서비스 기능 체이닝(SFC) 지원
§ HA: API§ Parser: 번역 도구§ Prediction: 유저 케이스,갭, 관련 코드§ SFC: 최소한의 서비스 체이닝 솔루션§ VNFFG: 구조, API 스펙 및 코드§ NFV for KVM: 인터럽트 지연 문제, VM간 통신과
라이브 마이그레이션 개선 제공§ Doctor: Upstream에서 개발된 내용 포함
§ OpenStack Liberty (Kilo èLiberty)
§ ODL Beryllium,§ ONOS 1.4§ OVS 2.4, DPDK 2.1§ Libvirt 1.3.x§ Ubuntu 14.04/Linux
Kernel 3.13/KVM 2.0§ Centos 7.0/Linux Kernel
3.10/KVM 2.xx
OPNFV CBramaputra 배포
6개월 이후
§ OpenStack Mitaka + Neutron OVN§ ODL Beryllium, ONOS 1.4§ OVS 2.5, DPDK 2.2§ Libvirt 1.3.x§ Ubuntu 14.04/Linux Kernel 3.13/KVM 2.0§ Centos 7.0/Linux Kernel 3.10/KVM 2.xx
6 HSN 2016
OPNFV Upstream Project Schedule
l OPNFV Bramaputra 관련Upstream 프로젝트스케줄
l OpenStack Liberty
l ODL Beryllium l ONOS 1.4l OVS 2.4l DPDK 2.1l Libvirt 1.3.xl Ubuntu
14.04/ Linux Kernel 3.13/ KVM 2.0
l Centos 7.0/ Linux Kernel 3.10/ KVM 2.xx
7 HSN 2016
목 차
I. OPNFV 개요 1II. OPNFV 프로젝트 현황 7III. OPNFV 플랫폼 구조 21IV. OPNFV 진화 방향 26
8 HSN 2016
OPNFV 프로젝트 현황 요약(1/4)
9 HSN 2016
OPNFV 프로젝트 현황 요약(2/4)구분 역할 프로젝트
요구사항정의
프로젝트
NFV를실현하기 위한요구사항을정의하여Upstream 프로젝트로피드백
l Doctor: 장애 관리 프로젝트l Copper: 가상 인프라 설치 정책 프로젝트l Promise: 자원 관리 프로젝트l Availability: OPNFV 고가용성 프로젝트l DPACC: 데이터 플레인 가속화 프로젝트l 오픈스택 기반 VNF 포워딩 그래프 프로젝트l Prediction: 장애 예측을 위한 데이터 수집 프로젝트: l RS: 자원 스케줄러 프로젝트l Movie: 모델 기반 가상화 인터페이스 프로젝트l Multisite: 멀티 사이트 가상화 인프라 관리 프로젝트l Escalator: 유연한 업그레이드 프로젝트l Inspector: Audit 프로젝트l LSOAPI: 연결기반 서비스 LSO 프로젝트l Genesis: OPNFV 설치하는 배포 도구 프로젝트l ENFV: 에지 NFV 프로젝트l Pinpoint : 장애 지역화 프로젝트
문서화프로젝트
프로젝트문서화
l OPNFV 문서화 프로젝트
테스트 랩프로젝트
커뮤니티테스트 랩구축 및 공유
l Pharos: 커뮤니티 테스트 랩을 구축하여 OPNFV 커뮤니티에 Lab-as-a-Service 로 제공하는 프로젝트
10 HSN 2016
OPNFV 프로젝트 현황 요약(3/4)구분 역할 프로젝트
통합 및테스트
프로젝트
NFV를실현하기 위한설치, 통합, 배포, 응용설치 및테스트를수행하는프로젝트들
l Doctor: 장애 관리 프로젝트l Octopus: 계속적인 통합 시험 프로젝트l BGS: Bootstrap/Get-startedl IPv6: IPv6-enabled OPNFVl vPerf: Telco NFV Use Cases에 대한 가상스위치 성능
측정 프로젝트l OSCAR: OPNFV 시스템 형상화 및 보고 프로젝트l FuncTest: 베이스 시스템 기능 시험 프로젝트l Qtip: 플랫폼 성능 벤치마킹 프로젝트l Parser: 배포 템플릿 번역 프로젝트l Yardstick: 인프라 검증 프로젝트l JOID: Juju OPNFV 인프라 배포 설치 프로젝트l Releng: 배포판 엔지니어링l Apex: OPNFV 자동 설치 프로젝트l Compass: OPNFV 자동 설치 프로젝트l Fuel: Fuel based OPNFV 자동 설치 프로젝트l Bottlenecks: OPNFV 인프라를 시험 검증하여 시스템
Bottleneck을 찾는 프로젝트l DoveTail: OPNFV 인증 프로젝트l ARMBand: ARM 기반 서버 프로젝트l StorPerf: NFVI를 위한 스토리지 성능 벤치마킹 프로젝트l Policytest: 정책 테스트 프로젝트
11 HSN 2016
OPNFV 프로젝트 현황 요약(4/4)구분 역할 프로젝트
협업개발
프로젝트
NFV를실현하기 위한Upstream 프로젝트와의협업 개발을수행하는프로젝트들
l 소프트웨어 기반 Fastpath 서비스 QOS 매트릭 프로젝트l ONOSFW: ONOS 기반 FW 프레임워크 프로젝트l Moon 보안 관리 모듈 프로젝트l SFC: 서비스 기능 체이닝 프로젝트l NFV를 위한 Hypervisors-kvm 프로젝트l OVS4NFV: NFV를 위한 OVS 프로젝트l OPNFV를 위한 OpenContrail 기반 가상 네트워킹
프로젝트l SDN VPN: SDN 분산 라우팅 및 VPN 프로젝트
승인 대기 중프로젝트
OPNFV승인 대기중인프로젝트들
l OVN for NFV§ 협업 개발 프로젝트§ Upstream Project: Openvswitch, networking-ovn,
tacker, networking-sfc§ OPNFV에서 OVN을 네트워크 제어를 위한 대안
옵션으로 사용하는 것을 목표로 하는 프로젝트§ Committers: Vikram Dham(Dell), Russell
Bryant(VmWare), Lingli Deng(China Mobile), Wenjing Chu, Gal Sagie, Murali Murali Rangachari
l Transformer: 네트워크 변형을 위한 캐리어 그레이드요구사항정의 프로젝트§ C-Release에 포함될 예정임
l OpenContrail Quickstart
12 HSN 2016
Intel DPDK*l 인텔 DPDK(Data Plane
Development Kit) 개요§ 인텔 + 6wind 개발§ dpdk.org 오픈 소스
프로젝트로 공개§ 다양한 CPU(인텔, ARM,
NPUs)에서 소프트웨어가속화 기반 네트워크응용 개발 라이브러리제공
§ 사용자 공간(User Space) 응용 개발
§ 코어별 Run-to-Completion 실행
l 인텔 DPDK 현황§ 2012년 9월 DPDK 1.2
LINUX 버전 공개§ 2013년 4월 DPDK 1.3
오픈 소스 공개§ 2015년 12월 DPDK 2.2
(최신 버전)§ OpenStack 및 OVS
통합 지원
문제 요인 조치 문제 요인 조치
Interrupt Context Switch Overhead
Polling 4K Paging Overhead
Huge Page
Kernel User Overhead
User Mode Driver
Lock Lockless Inter-core Communication
Core To Thread Scheduling Overhead
PthreadAffinity
PCI Bridge I/O Overhead
High Throughput Bulk Mod I/O Calls
Source: DPDK Optimization Techniques and Open vSwitch Enhancements for Netdev DPDK (http://openvswitch.org/support/ovscon2015/17/1335-jayakumar.pptx )
13 HSN 2016
OPNFV DPACC 프로젝트l DPACC 프로젝트: NFV를 위한
DPA 기술에 요구사항 정의l 프레임워크 정의 및 일부 usecase
시험l 프레임워크 및 시험 도구에 대한
오픈 소스 제공l 테스트 결과 배포, 통합 및 조정l 인터페이스 규격화
l 11 Committers:China Mobile, ARM, Cavium Network, Huawei, 6wind, DELL, AT&T, Freescale, Altera, Intel, ZTE
l 22 Contributors: ARM, BT, Xilinx, Ezchip, ZTE, Intel, 6wind, NSN, Huawei, Altera, Astri, Juniper, Freescale, ETRI
l DPACC Upstream 프로젝트: OpenDataPlane, DPDK, OpenCL, LibVirt , VirtIO, OpenStack
Source: Network Functions Virtualisation – White Paper #3 (2014)
Source: China DPDK Summit 2015
14 HSN 2016
Open Virtual Switch(OVS)*
l OVS 개요§ Nicira Networks 개발§ openvswitch.org 오픈
소스 프로젝트§ L2/L4 가상 스위치 물리
네트워크 IP ßà 가상머신 IP
§ OpenFlow 프로토콜 및OVSDB 프로토콜 지원
§ 플로우 기반 데이터 패스커널에서 처리
l OVS 현황§ 2010년 5월 OVS 1.0
버전 공개§ 2012년 1월 OVS 1.4
OpenStack 통합 지원§ 2013년11월 OVS 2.0
멀티쓰레드 지원§ 2015년 8월 OVS 2.4
DPDK 통합 지원 (최신버전)
Source: DPDK Optimization Techniques and Open vSwitch Enhancements for Netdev DPDK (http://openvswitch.org/support/ovscon2015/17/1335-jayakumar.pptx )
15 HSN 2016
OPNFV OVSNFV 프로젝트l OVSNFV 프로젝트:
사용자 공간의 DPDK 기반 OVS를OPNFV에서 설치할 수있도록 선택옵션을제공하는 프로젝트
§ OPNFV Bramaputra에포함 예정
§ 6 Committers: Intel, Redhat, Huawei, Ericsson
§ 7 Contributors: Intel, Nokia, ETRI, KDDILabs
l VPERF 프로젝트: OPNFV를 위한 OVS의성능 측정 프로젝트, 성능 테스트 계획, 성능테스트 케이스, 성능결과치 및 벤치마크데이터를 생성
§ OPNFV ARNO에포함됨
Source Open vSwitch for NFV - Original Project Proposal (https://wiki.opnfv.org/open_vswitch_for_nfv)
16 HSN 2016
Open Virtual Networking(OVN)*l OVN 개요§ VMware(ex. Nicira
Networks) 주도 제안§ OVS 기반 오픈 소스
분산 가상 네트워킹§ OVS 기반 L2/L3
logical 스위치/라우터§ 자체 OVN SDN
Controller 사용§ OVSDB 프로토콜 사용§ 터널링 프로토콜 지원
(Geneve, STT, VXLAN)
l OVN 현황§ 2015년 1월 OVN 공개§ LINUX(KVM, Xen),
Container(Docker) DPDK 지원
§ OpenStack Neutron, Docker 통합 지원
§ NAT, DHCP 지원§ SFC, LB, HA 지원 예정
Source: ovn4nfv(http://openvswitch.org/support/ovscon2015/17/1325-dham.pptx)
17 HSN 2016
OPNFV OVN4NFV 프로젝트l OPNFV 협업 개발
프로젝트l Upstream Project:
Openvswitch, networking-ovn, Tacker, networking-sfc
l OPNFV에서 OVN을네트워크 제어를 위한대안 옵션으로사용하는 것을 목표로하는 프로젝트
l OpenStack Neutron + OVN à Neutron Agent를 대체하여확장성 확보
l NFV에서 토폴로지기반의 서비스 추가를위해 OVN 포워딩파이프라인을확장하는 프로젝트
Source: ovn4nfv(http://openvswitch.org/support/ovscon2015/17/1325-dham.pptx)
18 HSN 2016
OPNFV Pharos 프로젝트
l Pharos 커뮤니티 랩프로젝트 하드웨어요구사항 반영
l Testbed 공동 사용을통한 시험 협업
l 실체 인프라를개발자에게 제공
l 다양한 구조 및환경에서 OPNFV 응용 확인
l 완성도 높고 호환성있는 배포판 창출
l 현재 13개의 테스트랩 사이트를 운용 중
Source: Pharos Project: Community Test Infrastructure(https://wiki.opnfv.org/pharos)
19 HSN 2016
OPNFV Platform
OPNFV HA
NFV Infrastructure (NFVI)
Compute Storage Network
Virtualization Layer
Virtual Compute
Virtual Storage
Virtual Network
EMS1
VNF1
EMS1
VNF1
EMS1
VNF1
l Service HA§ 서비스간의 Heart beat 필요§ NFVI와 서비스간 연동 필요§ NFVI와 VNF HA를 위한 API 필요
l NFV Platform HA§ 컨트롤/컴퓨트/네트워크 노드 대상§ 시스템 장애 관리 고도화 필요§ HA를 제공하기 위한 API 정의 필요
l Hardware HA§ 전통전인 HA Scheme 사용 가능§ 장애 검출, 장애 관리, 장애 예측, 장애 국부화
Standard Title
NFV-REL001 Resiliency Requirement
NFV-REL002 Report on Scalable Architectures for Reliability Management
NFV-REL003 E2E Reliability models
NFV-REL004 Active monitoring and failure detection
NFV-REL005 Quality Accountability Framework
Multi Site
Avaiability
Escalator
Doctor
PinPoint
Prediction
Source: Reliability Testing In OPNFV (OPNFV Summit, 2015/11)
20 HSN 2016
OPNFV PINPOINT/DOCTOR 프로젝트l OPNFV PINPOIN 프로젝트
§ OPNFV 요구사항 정의 프로젝트§ NFVI 와 VIM 계층을 위한 장애 국부화
프레임워크 요구 사항 정의§ 관측된 장애를 기반으로 신속한 분석
과정을 거쳐 정확한 장애 소스를 유추§ 장애뿐만 아니라 성능에 대한 병목
지점도 분석§ Fault isolation, alarm/event
correlation, and root cause analysis
l OPNFV DOCTOR 프로젝트
§ OPNFV 요구사항 정의 프로젝트§ 장애 관리와 유지 보수를 제공하기 위한
프로젝트§ NFVI 와 VIM 계층에서 동작하는
네트워크 서비스의 고 가용성 보장을위한 프레임워크 요구 사항 정의
§ VIM 으로 부터 가상화된 자원에 대한비가용 정보를 신속히 수신하고 이를복구하여 서비스의 연속성을 확보
Source: PINPOINT(https://wiki.opnfv.org/projects/pinpoint)
21 HSN 2016
목 차
I. OPNFV 개요 1II. OPNFV 프로젝트 현황 7III. OPNFV 플랫폼 구조 21IV. OPNFV 진화 방향 26
22 HSN 2016
데이터센터 설치 모델(OpenStack)*l Node
§ Compute Node§ Controller Node§ Network Node
l Network
§ Data Network§ Management
Network§ External Network
Acc
ess
Laye
r(Sw
itch
)A
ggre
gat
ion
Laye
r(Sw
itch
)Core
Lay
er(R
oute
r/Sw
itch
)
23 HSN 2016
OPNFV 플랫폼 설치 모델l Node
§ Compute Node: 최소2대
§ Controller Node: 최소 3대
§ Network Node: Router, FW, GW
§ Jump Sever
l Network
§ Private Network§ Admin Network§ Public Network§ Lights Out Network
l CPU§ Xeon E5-2600v2
series 이상l DISK§ 2*1TB HDD§ 1*100GB SSD
l MEMORY: 32G RAMl 단일 전원 공급원
ControllerNode 1
JumpServer
ControllerNode 2
ControllerNode 3
ComputeNode 2
ComputeNode 1
InternetFirewall VPN
GatewayRouter
24 HSN 2016
OPNFV 플랫폼 구조 (Arno)l OpenStack Juno,
OpenDaylightHelium, KVM, OVS, Linux 를 기반으로특정 컴포넌트에대한 계속적인 자동통합 시험 환경 제공
l Jump 서버를 통한자동 설치 (Fuel, Foreman) 및FuncTests 를 통한손쉬운 검증
l 기본 하드웨어형상은 1 Jump Server, 3 Control Nodes, 하나 이상의Computing Node 로 구성됨
Source: OPNFV ARNO(https://www.opnfv.org/arno)
Cloud InfraOpenStack(juno)
Software Define Network
Virtualization
HW Resource
OPNFV Infra Structure (OPNFV Arno)
HyperVisor(KVM, Xen, Vmware)
Compute Storage Network
Open Daylight (Helium) + OVS + DPDK
Linux Guest Linux Guest Linux Guest
VM VM VM
Software Instances
VNF InstancesVNF VNF VNF VNF
Logical Structure(Service Chaining)
VNF VNF VNF
VNF VNFEnd Point
End Point
25 HSN 2016
OPNFV 플랫폼 구조 (Bramaputra)
l OpenStack Liberty, ODL Beryllium, ONS 1.4, OVS 2.4 Linux 를 기반으로다양한 Upstream Project 컴포넌트를반영
§ ONOSFW : ONOS 기반SFC
§ SFC: ODL 기반 SFC § HA: API 기반의 HA 기능§ Parser: 배포 템플리트
변환§ Prediction: 장애 예측§ VNFFG: VNFFG 구조, API
스펙 및 코드§ NFV for KVM: 인터럽트
지연 문제, VM간 통신과라이브 마이그레이션 개선
§ Doctor: 장애 관리
Source: OPNFV Brahmaputr(https://wiki.opnfv.org/releases/brahmaputra/release_plan)
Cloud InfraOpenStack(Liberty)
Software Define Network
Virtualization
HW Resource
OPNFV Infra Structure (Bramaputra)
HyperVisor(KVM, Xen, Vmware)
Compute Storage Network
Open Daylight (Beryllium) + ONOS1.4 + OVS 2.4 + DPDK 2.1
Linux Guest Linux Guest Linux Guest
VM VM VM
Software Instances
VNF InstancesVNF VNF VNF VNF
Logical Structure(Service Chaining)
VNF VNF VNF
VNF VNFEnd Point
End Point
26 HSN 2016
목 차
I. OPNFV 개요 1II. OPNFV 프로젝트 현황 7III. OPNFV 플랫폼 구조 21IV. OPNFV 진화 방향 26
27 HSN 2016
OSS Orchestration Architecture for SDN/NFV
Source: CSPs Require Innovation of Their Operations Support System Architecture to Secure the Success of SDN and NFV(Gartner 2015/8)
28 HSN 2016
Configurable & Orchestrating Networks
86
6962 59
45
3428
40
102030405060708090
100
NFV Deployment Drivers
Service Agility
Fast Promotion ofNew ServiceUsing COTS
Enhance O&MEfficencyMulti-tenant
Realtime NetworkOptPower Saving
Involve MoreVendor
49
2520
4
31
71
0
10
20
30
40
50
60
70
80
2013 2014
NFV Deployment Drivers
OpEx Saving
CapEx Saving
Enable NewService
Infonetics 2014/11 Infonetics 2014/11
(%) (%)
29 HSN 2016
One Cloud Multi-Workloadsl Multi-domain 서비스
l 액세스 네트워크를포함한 공통 통합 인프라
l 전체적으로 프로그래밍가능한 네트워크
l 최적의 인프라 유동성
l Multi-domain 통합 관리
l 프로그래밍 가능한 자원및 기능
Source: Envision OPNFV Beyond Telco Cloud(OPNFV/2015/11)
30 HSN 2016
OPNFV 진화 방향
l OPNFV: NFV에 대한플랫폼 OPNFV
Source: Envision OPNFV Beyond Telco Cloud(OPNFV/2015/11)
l OPNFV: Telecom과IT에 대한 선택적플랫폼
l OPNFV: 모든Workload에 대한 선택적플랫폼
lOPNFV는 NFV 산업에 대한 Reference 솔루션을 지향l전통적 표준화와 구현 사이를 연결(병행, 요구사항 반영)l Telecom Grade 추구
31 HSN 2016
감사합니다.
