SDN/NFV 기반 분산 클라우드 인프라

2015.06.23.

KRNet 2015

F3

ETRI/이범철

06072015

1 KRnet 2015

목 차

I. 인터넷 현황 1

II. 서비스 지향 인프라 5

III. SDN/NFV/Cloud 기술 현황 9

IV. SDN/NFV 기반 분산 클라우드 23

2 KRnet 2015

인터넷 현황(1/2)

Internet

Global Internet Core

Hyper

GiantsGoogle IDC YouTube IDC Facebook IDC

User

Regional/Local

Providers

Internet

Router/ Switch

Global Internet Core

InternetExchange

IDC(Internet

Data Center)User

Switch/

Router

현재의 인터넷 인프라는 서버-클라이언트 모델의 2차 플랫폼

서버(Hyper Giant)에서 수익 발생, 인터넷은 dumb pipe로만 사용

투자-수익 불균형 문제로 Contents Provider와 ISP 간 갈등 심화(신규 서비스 창출 곤란)

서버-클라이언트 서비스 포화

3 KRnet 2015

인터넷 현황(2/2)

새로운 서비스에 대해 맞춤 전용 장비(middle box) 제작 및 구축 필요 새로운 서비스 창출 곤란(time-to-market)

하드웨어 기반 네트워킹 및 컴퓨팅 서비스 별 전용 인프라 구축 및 관리

장비 수동 배치 및 관리 유지 비용 지속 증가

Service 1

RouterMiddleBoxMobile

Enterprise

Home

MegaData

CenterInternet

Service 2 Service 3

Server-

Client

Services

4 KRnet 2015

3차 플랫폼

수백만개 응용, 서비스, 정보, 콘텐츠, 경험수만개 응용들수천개 응용들

1차 플랫폼

Terminal

클라이언트

Mainframe

수백만명 사용자들

2차 플랫폼

PC LAN/Internet

수억명 사용자들

3차 플랫폼

수십억명 사용자들

모든 장치와 응용

Social

Cloud

Mobile

BigData

Trillions of Things

지식 산업 솔루션

서버

2차 플랫폼(서버 –클라이언트 모델)

서비스 시장(검색, Social Network 등) 포화

고품질, 대용량, 융합 서비스 제공 곤란

BigData, IoT 등 새로운 지식 산업 서비스 시장 수용 곤란

Hyper Giant(Google, MS 등) 위주의 시장

3차 플랫폼

클라우드, 모바일, BigData, Social Networking 기술 등이 융합된 플랫폼

3차 플랫폼이 ICT 세계 서비스 시장을 장악할 것으로 예측(IDC 2014/6)

IDC 2013

5 KRnet 2015

목 차

I. 인터넷 현황 1

II. 서비스 지향 인프라 5

III. SDN/NFV/Cloud 기술 현황 9

IV. SDN/NFV 기반 분산 클라우드 23

6 KRnet 2015

CSPs Digital Service Framework

Gartner 2014/3

CSP(Communication Service Provider)들은 API기반으로 Digital Service Framework를 구성

다양한 플랫폼을 유연하고 신속하게 구축 : 네트워킹, 컴퓨팅, 모바일, 미디어 등 통합 관리

Cloud, BigData, M2M 수용

Media, UCC 수용

Security

API 기반으로 다양한 서비스와 UX(User Experience)를 최적 대응 제공

7 KRnet 2015

OSS of CSP

Source: Gartner 2014/8

8 KRnet 2015

API based Cloud Network(Neutron)

Neutron 필요성 VLAN 확장을 넘어 네트워크에

tenant 제어 기능 필요

새로운 네트워크 기술에 대한 끊김

없는 연동 필요

Neutron 특징 기존 네트워크에 무관하게 API

기반 클라우드 네트워크 구성 가능

API 및 Plugin 기반으로 자동화,

이종 기술, 이종 회사 장비에 적용

가능

Network as a Service 지향

Neutron 기능 Multitenant 네트워크 구성

IP 주소 제어

네트워크 상태 감지

Neutron API extensions

– 진보된 제어+Visibility(QoS, Security), 진보된 네트워크서비스(FW, LB, ...)

새로운 기술 연동

– Network Overlay(VXLAN, ...)

– SDN/OpenFlow

Dynamic

Multitenant

Network

(Tenant View)VM

VM

Datacenter

/Enterprise

Network

Internet

(ISP Network)

Internet

L2L3L4-7GW/FW

Neutron Agent

· DB polling· Virtual Switch Control

NeutronServer

VMs+vSW

Dashboard

API

Neutron Agent

VirtualMachine

VirtualSwitch

VMApplication

ApplicationApplication

9 KRnet 2015

목 차

I. 인터넷 현황 1

II. 서비스 지향 인프라 5

III. SDN/NFV/Cloud 기술 현황 9

IV. SDN/NFV 기반 분산 클라우드 23

10 KRnet 2015

SDN – ODL(OpenDayLight)

개요

IT 글로벌 업체들(시스코, 주니퍼네트웍스, 에릭슨, VMware 등)로 구성된 오픈소스 프레임워크

개방형 SDN 플랫폼을 개발하기 위해 2013년 4월부터 Linux Foundation에 의해 주도

다양한 Legacy 장비 연동에 중점

SDN Evolution 모델

ODL 기술 특징

NBAPI와 MD-SAL(Model Driven-Service Abstration Layer): 새로운 서비스 및 이기종 장비에 대해 체계적(자동화)으로 대응

멀티 도메인(데이터센터, ISP 등)의 Legcy 장비에 대한 SB Plug-ins 구비

ODL LOC : 2.3M(Cost : $67M)

11 KRnet 2015

SDN – ONOS(Open Network OS)

개요

ON.Lab(Open Networking Lab)의 스탠포드, 버클리, AT&T 등 학계 및 통신사업자 주도

ONOS1.0(Avocet) 배포(2014년 12월)

정통 SDN 개념 및 캐리어급 집중

SDN Innovation 모델

ONOS 기술 특징

Application Intent Framework : 새로운 서비스에 대한 신속성

Distributed Core : 고성능, 고가용성(HA), Scaling

Legacy 연동 : Protocol Agnosticsm

White-box : 데이터플레인과 제어플레인 분리

12 KRnet 2015

VIM(Virtual Infrastructure Management)

Infrastructure Network Domain

Compute Domain

Hypervisor Domain

VNF(Virtual Network Function)

Ha/CSr-Ha/Nr Ex-Nf

CPU/Memory

Internal Storage

Acceleration

Storage Control

External StorageControl &

Admin Agents

Embedded Switch

Compute/Storage execution environment

Compute/Storage resource

sharing/management

Virtual Machine

Virtual Machine

Virtual Machine

Cont

rol &

Adm

in A

gent

s

Virtual Switch

Network resource sharing/management Virtualization Layer Resource

routing & sharing control

Virtual Network

Virtual Network

Net

wor

k Re

sour

ce

Net

wor

k Re

sour

ce

Net

wor

k Re

sour

ce

Net

wor

k Re

sour

ce

Net

wor

k Re

sour

ce

Virtual Network

Cont

rol &

Adm

in A

gent

s

VNFManager Agent

Orchestratin Agent

NFVI Control

NFVI Hypervisor

Control

NFVI Network Control

NFVI Compute Control

VNFC(Virtual Network Function Component)

VNFC(Virtual Network Function Component)

VNFC(Virtual Network Function Component)

[Nf-Vi]/H

[Nf-Vi]/C

[Nf-Vi]/N

Existing Network

VI-Vnfm

Or-Vi

[Vn-Nf]/VM

[Vn-Nf]/N

[VI-Ha]/CSr

Network Interface Card

VNF Manager

Ochestrator

VeVnfm

NFV Infrastructure

OSS/BSS(Operations Support Systems/Business Supporting Systems)

EM(Element Management)

NFV Management &Ochestration

Os-Ma

NFV Domains

NFV Management & Orchestration

Orchestrator, VNFM, VIM으로 구성

ETSI NFV ISG에서 표준화(Phase 2) 진행 중

NFVI Control

VNFI의 Hypervisor, Network, Compute 제어

OpenStack 영역

NFVI+VIM

OPNFV에서 상호 운용성 및 NFV 솔루션 개발 촉진

13 KRnet 2015

OPNFV (Open Platform for NFV)

개요

통신사업자 주도로 2014년 10월 출범

상호 운용성 보장 NFV 솔루션 개발 촉진

NFV 솔루션 개발을 위한 오픈소스 커뮤니티 활성화

Arno 배포 예정(2015년)

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 프로젝트

가상 인프라 관리 : OpenStack

네트워크 제어 : ODL

가상 스위치: Open vSwitch, Linux Bridge

데이터플레인 가속 : DPDK, ODP

운용체제 : Linux

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

New

Requirements

and Features

Deployment

and Testing

FuncTest

Build and

Integration

Network Virtualization

Control

Storage Virtualization

Control

Compute Virtualization

ControlOpenStack

KVM Ceph OpenDaylight

OVS

Compute Storage Network

Virtual Network Functions

Orchestration and Management

Octopus / Continuous Integration

Up

stre

am

Pro

ject

Co

llab

ora

tio

n

Documentation

Bootstrap /

GetStarted

Infrastructure

Pharos Project Compliant Community Labs

OPNFV Bare Metal Lab

Data Plane Accleration

DPDK ODP

14 KRnet 2015

Service Function Chaining

Network

Service Header

OpenFlow

Forwarding GraphsService FunctionService Function

SFF(Service

Function Forwarder)

SFF(Service

Function Forwarder)

ClassifierClassifier

SFC(Service

Function Controller)

SFC(Service

Function Controller)

SFF(Service

Function Forwarder)

SFF(Service

Function Forwarder)

ClassifierClassifier

SFC(Service

Function Controller)

SFC(Service

Function Controller)

Tunnel

Network

Service FunctionService Function

SFC ManagerSFC Manager

OrchestratorOrchestrator

15 KRnet 2015

클라우드와 NFV 특성 비교

구분 OpenStack Carrier 급 요구

가용성 및 신뢰성 Self-healing, No single of failure

성능 Line rate, Bare Metal

관리 능력 In-service upgrade, Security, Advanced

Orchestration

Fault Detection ~ 1 분 1초 이하

고장 VM 감지 1 분 이상 1초 이하

클라우드 서비스 고장 감지

약 1분 10초 이하

가상 스위치 성능 1~2Gbps 인터페이스 속도(적은 수의 코어로)

컴퓨터 노드에서 네트워크 고장 감지

- 50 msec

Love Migration(SR-IOV 및 DPDK 동작)

미지원 지원

Source: Carrier Grade NFV Platform, HP

16 KRnet 2015

Interconnection 비교

SDN and NFV How things fit together(Deutsche Telekom AG White Paper, 2013/9)

17 KRnet 2015

Interconnection of VNF

ETSI ISG NFV 자료 참조

Server Server

Virtual Function Block

Virtual Function Block

Hypervisor

Virtual Switch

Physical NIC

L2 Switch

Physical NIC

L2 Switch

Virtual Appliance

Virtual Appliance

Virtual Function Block

Virtual Function

Block

Hypervisor

Virtual Switch

Physical NIC

L2 Switch

Physical NIC

L2 Switch

Virtual Appliance

Virtual Appliance

OpenFlow Switch

L2 SwitchInter-Server

Overlay Tunnels

VEB

(Virtual

Edge

Bridge)

VEPA(Virtual Ethernet Port Aggregator)

18 KRnet 2015

Performance

2 Socket x86 Server Performance

Network Functions Virtualisation – White Paper #3 (2014)

DPDK 문제점

구성환경에 의존적이며 DPDK Expert가 필요

기존 응용 소프트웨어에 DPDK 적용 시에 노력 필요

비효율적인 소모 전력, resource 사용

지속적 발전할 기술로 보기 어려움

19 KRnet 2015

데이터센터 설치 모델 Node

Compute Node

Controller Node

Network Node

Network

Data Network

Management Network

External Network

Management

Server & Storage

Network

Converged/ Integrated Systems

통합 관리

2017년 세계 시장 140억 달러 (50%/년 성장)

Servers &Storages

TOR SW

Servers &Storages

TOR SW

Servers &Storages

TOR SW

Servers &Storages

TOR SW

Servers &Storages

TOR SW

Servers &Storages

TOR SW

Servers &Storages

TOR SW

Servers &Storages

TOR SW

Internet

Data Network

Network Node· Neutron-Metadata-Agent· Neutron-DHCP-Agent· Neutron-L3-Agent

· Neutron-Plugin-Agent

Network Management

Controller Node

· Neutron Server· Nova-API· Keystone· RabbiMQ

· MySQL

Acc

ess

Layer(

Sw

itch

)Aggre

gation

Layer(

Sw

itch

)Core

Layer

(Route

r/Sw

itch

)

Server & StorageManagement

Management Network

Management Network

External Network

REST API

API Network

ComputeNode· Nova-

Compute· Neutron-

Plugin-

Agent

20 KRnet 2015

Cloud Management Platform

Access ManagementTier

Service ManagementTier

ServiceOptimizationTier

Resource ManagementTier

ResourceTier Physical resources Virtual resources

Resource pools*Component managers and APIs*

Resource securityResource performance monitoring/usage metering*

Resource state management*

Resource governor/configuration management* (Allocation, Pooling, APIs)

Orchestration*

Service governor(policy management and optimization engine)

Abstraction layer to external service providers and to resource management tier

Federation

Service-level management

Service configuration management including

service provisioning

Service modelService catalog

Vendor/contract/license management

Service financial management, including metering, showback,

billing

Service demand and capacity management

Service availability and performance management

Identity and access management*Subscriber management*Programmable interface*

Self-service request interface

Clo

ud M

anagem

ent

Pla

tform

Virtu

al &

Physi

cal

Layers

ExternalManagement

AdapterIncident,

release, change, etc.,

management process

Analytical tools

Gartner 2014/4

21 KRnet 2015

Hype Cycle for Cloud Computing

22 KRnet 2015

저전력 서버 필요성 중앙 집중 기반의 연산 중심 응용

대비 Web 처리 Scale-out 응용 증가

데이터센터 운영비(전력) 절감 서버 설치 공간 저전력 CPU 기술 발전

Density 및 Workload 최적화 서버에 탑재되는 프로세서, 메모리,

스토리지 용량을 수행되는 Workload 속성에 따라 맞춤형으로 배치 가능

Rack 당 node 수를 1K개 이상 크게 할 수 있음

Web, 데이터베이스 검색에 유리

ELE Server SoC 기업10개 이상 범용 서버 기반으로 모든

통신장비가 개편됨에 따라 X86(Atom), ARM 기반에서 다른 프로세서 구조로 확장

ELE(Extreme Low-Energy)/Density Optimized Server

Percent

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Web Applications

Email/Messaging

Front-End Web

Others

HPC

Infrastructure

Streaming Media

Indexing

OLTP Database

Collaboration

Data Warehouse

Virtual Desktops

Workload Forecast by x86 Server Shipments

Source: Gartner

(September 2011)

0.7% 1%

2.1% 2.5%

4%

0

200

400

600

800

2013 2014 2015 2016 2017

K ELE Server 세계 시장 점유율(Gartner 2014/1)

23 KRnet 2015

목 차

I. 인터넷 현황 1

II. 서비스 지향 인프라 5

III. SDN/NFV/Cloud 기술 현황 9

IV. SDN/NFV 기반 분산 클라우드 23

24 KRnet 2015

NFV Roadmap

ATCA: Advanced Telecommunications Computing Architecture COTS: Commercial Off-the Shelf ICT: Information & Communication Technology

IDC 2013/6, Gartner 2014/2

Unvirtualized

ATCA or

Telecom

Platform

Network

Function

Virtual

Network

Function

Virtual

Machine

Virtual

Network

Function

Virtual

Machine

Virtualized COTS x86

based Server

Virtual

Network

Function

Virtual Machines

Virtual

Network

Function

Cloud

COTS x86 based

resource

Virtual

ICT

Function

Virtual Machines

Virtual

ICT

Function

Distributed

Cloud

Computing

resources

Legacy

Telecom

Plaform Open Plaform Integrated Platform Distributed Converged Platform

Distributed

Cloud

Computing

resources

Heavy Reading 2013/10

전용 장치에 네트워크 기능 구현

범용 서버에 가상화된 네트워크 기능 구현

범용 서버로 구성된 클라우드에 가상화된 네트워크 기능 구현

분산 클라우드에 가상화된 통신, 영상 처리 등 기능

구현

25 KRnet 2015

데이터 센터 비교

구분 Mega Data Center Micro Data Center

목표 시장 Hyper Giant, Public Cloud Google: 90만대 서버, 36개 센터 MS: 100만대 서버, 8개 센터

ISP, Private Cloud SMB(Small & Medium-sized

Business) Cloud: 5,000대 이하

기술 (자원 및 가상 기능

제외)

Mega Data Center 관리 기술 대규모 자원/서비스 관리 지술 대규모 자원 Orchestration 기술 대용량 Scalability(Scale out/Up

등) 기술 대규모 Data Center 설비 기술

분산 클라우드 관리 기술 지역-서비스-자원 배치 및

Orchestration 기술 클라우드 간 네트워킹 기술 가상 머신 네트워킹 고속화 기술

단점

Proximity, Locality 빈약 대규모 고도의 설비 필요 규모에 따라 설치 모델 다름 물리적 규모로 인해 가상화 및

이종 자원 통합 제어가 어려움 지역 내에 자원 별도 관리 어려움

Micro DC 통합 관리 시스템 필요 대규모에 따른 공유, 관리 비용

절감이 없음 Micro DC간 네트워킹 비용 발생 네트워킹-컴퓨팅 융합 기술 필요 규모가 커질 경우 DB 동기화

어려움 물리적 Security 취약

서비스 및 시장

서버-클라이언트 모델 서비스 검색, Social Network 등

가상화 서비스(VDI, vCPE, Virtual Home/Office 등)

고품질(CDN, UHDTV 등) 서비스 NFV, IoT/M2M

26 KRnet 2015

스마트 네트워크 - SDN/NFV 기반 분산 클라우드

컴퓨팅 및 네트워킹이 밀결합되고 개방ㆍ공유되어,

혁신적 서비스에 최적화 환경을 신속하게 제공하는 빠르고 똑똑한 인프라

새로운 서비스에 대해 맞춤 전용 장비 제작 및 구축 필요 새로운 서비스 창출 곤란

새로운 서비스에 대해 소프트웨어 기반 Application으로 대응 새로운 서비스 신속 창출

하드웨어 기반 네트워킹 및 컴퓨팅 서비스 별 전용 인프라 구축 및 관리

소프트웨어(응용) 기반 네트워킹 및 컴퓨팅 인프라 효율적인 통합 인프라

장비 수동 배치 및 관리 유지 비용 지속 증가 장비 자동 배치 및 관리 유지 비용 절감 및 설치 시간 단축

Service 1

RouterMiddleBoxMobile

Enterprise

Home

MegaData

Center

SmartInternet

LegacyRouterMobile

Enterprise

MegaData

Center

MDC

Micro Data Center(White Box)

MDC MDC

Internet

Service 2 Service 3

Server-Client

Services

Home

Software DefinedNetworking & Computing

Services & Solutions

27 KRnet 2015

스마트 네트워크 – 인터넷 신산업 혁신 Enabler

새롭고 다양한 서비스를

제공하는 플랫폼을 효율적이고 신속하게 구성

100배 신속, 5배 효율 개선

서비스 맞춤형으로 분산된 네트워킹 및 컴퓨팅 자원을 최적으로 구성 및 배치

API기반 맞춤형 플랫폼 제공으로 사업자들의 Digital Service Framework 실현

자원 및 기능 통합 관리로 구축 비용 및 관리 비용 절감

기존 서버-클라이언트 모델 서비스(웹, SNS 등) 제공뿐만 아니라 새로운 고품질 저비용 서비스 창출 환경 제공

1 hop 서비스 가능

서비스 맞춤형 가상 인프라

스마트복지

스마트IT

스마트교통

스마트농업

스마트기업

스마트워크

스마트교육

분산 ICT 자원통합 제어 및 관리

API(Application Programming Interface)

가상 ICT 자원 및 가상 기능

분산된네트워킹물리 자원

분산된컴퓨팅물리 자원

Open In

novatio

n C

onverg

ence

IC

T P

latfo

rm

SDN NFV Cloud OS

사용자 사업자

IoT

28 KRnet 2015

연구 개발 범위

목표 기술 영역 범위

유선 네트워크: 코어 네트워크, 서비스 Edge

클라우드 네트워크: 통신사업자의 클라우드

목표 기술 계층 범위

서비스 : NaaS, IaaS, 분산 VDI, 고품질 CDN

가상 기능 제어 및 관리, 오케스트레이션

가상 기능, 인프라 제어 및 관리

물리 및 가상 인프라: NFV용 HW 플랫폼(협력)

Core NetworkService Edge Service Edge

Physical Resources Physical Resources

Physical Resources

Packet Optical

Transport

Virtual Resources

Virtual Functions

Virtual Machine Virtual Storage Virtual Network

Data Plane Acceleration

vEPC*

Virtual Switch/Router

Virtual ADC/Gateway

Infrastructure Control & Management

Virtual Network Functions Control & Management

NFV Manager

Virtual ResourcesVirtual Storage

Virtual FunctionsVirtual

Network Functions

Virtual Machine

Virtual Switch/Router/ADC

Virtual Network

Infrastructure Control & Management(T-SDN)Multi-layer & Multi-technology

Integrated Management

Controller for High Availability & Scalability

Infrastructure Orchestration

Virtual Network Functions Control & Management

Cloud-NFV Integrated Manager

Infrastructure Orchestration

Infrastructure Control & Management

SDN Control & Management

Services

Distributed Cloud/Network Management & Service Interface

Distributed Cloud Management

Multi-domain Virtual Network Management

Service Orchestration

IaaS

ADC: Application Delivery Controller CDN: Contents Delivery Network IaaS: Infrastructure as a Services MANO: Management and Orchestration NFV: Network Function Virtualization OS:

Operating System VDI: Virtual Desktop Infrastructure vEPC: Virtual Evolved Packet Core

Open Interface

Se

rvic

es

Co

ntr

ol

& M

an

ag

em

en

t

Data Plane Acceleration

High Availability & Scalability

High Availability & Scalability

Open Platform** Open Platform**

Cloud Management

Policy based Dynamic Service Chaining

BigData basedAnalysis***

SD

N/N

FV

V

eri

fic

ati

on

Virtual Infrastructure Manager

Virtual Router/ADCVirtual Router/ADC

Virtual Screen Delivery

To

ols

SDN Control & Management

Cloud Management Virtual Infrastructure Manager

ETSI NFVMANO

Commercial HW* Commercial HW*Network OS* Network OS*

Network Server StorageNetworkServerStorage

Public

Cloud

Cloud-

NFV

Private

Cloud

AccessMobile

Core

EnterpriseCloud

based

NFV

CDN

Re

so

urc

es

(In

fra

str

uc

ture

)

Distributed VDINaaS

Do

ma

in

- Data Center Interworking

- Traffic Engineering

- Smart Traffic Steering

- NFV Chaining

29 KRnet 2015

스마트 네트워크 구조

Smart Internet

Smart Infrastructure Integrated Management

SDN/NFV based Micro DC

Distributed Cloud NFV Management

Cloud NFV Management

Physical Resources

VirtualResources

Virtual Network Function

API

Administrator

SDN Integrated Management

API

Packet/Optical Transport Network

Cloud SDNController

Network

Virtual Network

Tenant Network 1

Tenant Network 2

Services

Network

Interface

BigData

Resources Analysis

StorageServer

Virtual Machine

SDN/NFV based Micro DC

Cloud NFV Management

Physical Resources

VirtualResources

Virtual Network Function

Cloud SDNController

Network

Virtual Network

StorageServer

Virtual Machine

API

NetworkManagement

T-SDN Control

API

30 KRnet 2015

스마트 네트워킹 핵심기술 단계별 목표망

무선

Access Network 무선

Access Network

유선

Access Network 유선

Access Network

Micro DC

Network

(SDN-based)

Micro DC

운용자

SDN/NFV

Integrated Manger SDN Network

Control

Cloud Resource Control

SDN

Client Controller

Cloud

NFV

에지 라우터 에지 라우터

Micro DC

Micro DC

Network

(SDN-based)

SDN

Client Controller

Cloud

NFV

Server

Storage

SDN Network

Control

Server

Storage

Cloud Resource Control

Public Transport Network

L0 ROADM, L1 OTN, L2 MPLS-TP

SDN

Provider Controller

Public

Network

Control

개방형

자동화

연계 제어

Ethernet

MPLS

OTN

Ethernet

MPLS

OTN

OCES OCES

… …

ASP-1 ASP-2 ASP-n

End-to-End 스마트 네트워킹

L0 ~

L7

In

teg

rate

d C

on

tro

l

ITOA

1차년도(2014년) : 스마트 클라우드 네트워킹 핵심 기술 개발

2차년도(2015년) : 스마트 트랜스포트 네트워킹 핵심 기술 개발

3차년도(2016년) : 종단간 스마트 네트워킹 핵심 기술 개발 및 상용화

ITOA: IT Operational Analytics

31 KRnet 2015

SDN 논리적 구성 요소

단일 클라우드

NaaS 서비스

다중 클라우드

NaaS 서비스 Path BWoD Optical VPN …

클라우드 SDN 컨트롤러

(OpenIRIS)

클라우드 SDN 컨트롤러

(OpenIRIS)

SDN 기반

클라우드

SDN 기반

클라우드

EMS

EMS

SDN 기반 MDC

SDN 기반 MDC

GW

GW

GW

GW

SDN 기반 트랜스포트

OpenStack

RM PM FM RM PM FM

클라우드 네트워크 제어관리 트랜스포트 네트워크 제어관리

트랜스포트 SDN 컨트롤러

클라우드/트랜스포트 네트워크 오케스트레이션

Agent

1) SDN Use Cases 도출, 시스템 적용 및 BM 발굴

2) SDN 가상인프라 기반 통합

제어관리 → 프로비저닝 → 자원관리(VNE 포함) → 장애관리 → 성능관리(모니터링) 3) SDN 컨트롤러 → 클라우드(OpenIRIS) → 트랜스포트(ODL 기반) → ON.Lab 협력(ONOS

기반) 4) ODL 기반 HA/HS 고도화 5) 클라우드 네트워킹 → OpenStack 기반 클라우드 연동 → 연동 GW → SDN NaaS 응용 개발 및

TBD 구축 → 정책기반 패스 제어 → 서비스체이닝

E2E 서비스 오케스트레이션

서비스 포털 프로비젼 ITOA …

iNaaS Server

FM: Fault Management

ITOA: IT Operation Analysis

PM: Performance Management

RM: Resource Management

32 KRnet 2015

빅데이터 운영분석 프레임워크

Big Data Store

Multitenant Environment

Monitoring Analytics tool

Residential

Mobile

EnterpriseResidential

Mobile

Enterprise

Micro-DC Micro-DC

SDN/NFV

PTN/PoTN

Datacenter

Smart Alarm

AbnormalityDetection

Smart Networking Infrastructure

대규모 네트워크/클라우드 환경에서 생성되는 기능 및 자원의 지능형 제어를 위한 빅데이터 기반 운영 데이터 수집 및 분석 서비스 제공

클라우드/네트워크 운영분석 서비스 빅데이터 운영분석 환경 ICT 인프라와 밀결합된 멀티테넌트 분석 플랫폼

33 KRnet 2015

Integrated Systems - Market Impact

Integrated systems: A class

of data center systems that

deliver a combination of

servers, storage and

network devices in a pre-

integrated stack

Integrated system vendors

will increasingly focus on

the small or midsize

business (SMB) segment

from 2015

Total integrated system

spending will grow by a

24% CAGR from 2013

through 2018, reaching a

total of $19.0 billion

Overall data center

hardware spending will

have a CAGR of 2.4% from

2013 through 2018

34 KRnet 2015

NFV 통합 플랫폼

Linux Kernel for switch (driver, …)

Switch Data Plane(Switch Board, Backplane,...)

Switch Control Plane

Network Protocol Stack(L2)

Switch Management

High Availability

Shelf/Chassis Management

Server Blade(x86)

Linux OS Data Plane Acceleration

Virtual SwitchHypervisor

OpenStack Agent(compute, L2)

Guest OS

Guest OS

Guest OS

VNF VNF

Server (x86)

Linux OS

OpenStack(compute, network,

image, ...)

OpenStack Extension(NFV Forwarding Graph, ...)

VNF

Server (x86)

System OS(Linux, etc.)

Distributed Platform Control & Management

Automation Tools

VNF Manager

NFV Orchestration

API & Agent

Network & Compute Management (Controller Node)

Server, Compute Control & Management (Compute Node) Network (Data Network)

Distributed Platform & NFV Management

구분 1T급 4T급

스위치 용량

• 1T • 4T

Redundancy • 스위치 및 컨트롤러 1+1

• HA 지원

• 스위치 및 컨트롤러 2+1

• HA 지원

기능 • L2 스위치 • P/OTN(Packet/

Optical Transport Network)

• TOR 스위치+서버 통합

• SDN/NFV(’15년 개발)

• L2/L3 스위치 • Router • TOR

스위치+서버 통합

X86 기반[주1] 코어 실장수

/샤시

• 48 (Version 1) • >144 (Version

2, ’15년 개발)

• 120

물리적 크기 및

인터페이스

• 19 inch, 12U • 100GbE/10GbE

• 19 inch, 17U • 100GbE/10Gb

E

특징 • 랙단위(micro DC)로 modular 확장 가능

• 스위치, P/OTN, Cloud OS, NFV OS 통합 탑재 가능

• 랙단위(micro DC)로 modular 확장 가능

• 스위치, Router, Cloud OS 통합 탑재 가능

[주1] Version 1의 CPU E5-2697 v2, Version 2의 CPU E5-2699 v3.

35 KRnet 2015

Cloud NFV 서비스(예) – 분산 VDI

Cloud VDI 서비스 문제점 위치에 따른 QoS 문제 상

용서비스 한계 자원 집중화(특히, 트래픽집

중) 문제 MDC VDI 서비스 사용자 근접위치의 MDC를 통

해서 서비스를 제공하여 RTT 감소, 품질 향상

분산된 MDC를 통해서 트래픽 집중화 해소

기타 서비스 예 IoT/M2M Gateway 서비스

IDC

Micro Data Center

NIC

미디어 처리 서버

Hypervisor

VM

GPU

…

Cloud Game

Center

Smart Network

①인증

⑦ 접속 및 게임 실행

②Sera는 대전이군 !!

③ VM 생성 요청

⑥ IP전송

IDC 센터와 지리적으로 가까운 위치에 있는 클라우드 게임 서비스 이용자 IDC를 이용

고품질 3D 클라우드 게임 on Thin-Client

Sera

④VM 생성

⑤ VM 생성 결과 통보

대전

대구

강릉

• VM: Virtual Machine • NIC: Network Interface Card • GPU: Graphics Processing Unit

IDC 센터와 지리적으로 가깝지 않은 위치에 있는 클라우드 게임 서비스 이용자 MDC를 이용

36 KRnet 2015

연구망/사업자망 적용 계획

R&D 기간 내에 연구결과물(Open ICT Platform) 을 연구망에 단계별 적용

국제 PoC, 국내 통신 사업자 PoC 및 BMT 추진

연구결과물 연구망/상용망에서 실증 서비스 추진

< 연차별 연구결과물 적용 실적 및 계획>

구분 1 차년도 2차년도 3차년도

KOREN • 1단계 Open ICT Platform ETSI NFV PoC 수행

• 2단계 Open ICT Platform ETSI NFV PoC 수행

• 3단계 Open ICT Platform 실증 서비스 수행

KREONet • 협력협의 • 망 설계 및 규격 협의

• 2단계 Open ICT Platform KREONet PoC 수행

사업자 망 • 사업자 PoC 수행

• 사업자 BMT 수행

37 KRnet 2015

SDN/NFV Ecosystem

아이엔소프트 아이엔소프트

코위버

파이오링크

파이오링크 우리넷

우리넷

아이엔소프트

유미테크 파이오링크

넷비전텔레콤

텔레필드

파이오링크 모두텍

아이엔소프트

모두텍

다산네트웍스 유비쿼스

Ubiqube

38 KRnet 2015

감사합니다.