Программируемые и программно определяемые сети ЦОД

Виктор Пустошилов Системный Инженер

21.11.13 © 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Программируемые и программно определяемые сети ЦОД

10.12.13 © 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Демонстрация Cisco XNC Controller и Monitor Manager

2

План демо

•  Cisco OnePK •  Протокол OpenFlow •  Реализация OpenFlow на коммутаторах Cisco

-  LXC контейнеры

•  Настройка OpenFlow на Nexus 3000 •  Cisco XNC Контроллер •  Встроенные приложения XNC Контроллера •  Демо XNC Controller/Monitor Manager •  Демо OnePK на Nexus 7000

Традиционная архитектура коммутатора

Control plane и data plane находятся на одном и том же устройстве

Модуль I/O (линейная карта)

Супервизор

Модуль I/O (линейная карта)

Модуль I/O (линейная карта)

Control Plane: Протоколы маршрутизации (OSPF, IS-IS, BGP), Spanning Tree, SYSLOG, AAA (Authentication Authorization Accounting), CLI, SNMP Data Plane: L2/L3 switching, MPLS forwarding, VRF forwarding, QoS, Marking, Classification, Policing, ACL-и

Парадигма SDN …

Модуль I/O (линейная карта)

Супервизор

Модуль I/O (линейная карта)

Модуль I/O (линейная карта)

Control Plane: Протоколы маршрутизации (OSPF, IS-IS, BGP), Spanning Tree, SYSLOG, AAA (Authentication Authorization Accounting), CLI, SNMP Data Plane: L2/L3 switching, MPLS forwarding, VRF forwarding, QoS, Marking, Classification, Policing, ACL-и

SDN Контроллер

I/O Module (Line Card)

I/O Module (Line Card)

I/O Module (Line Card)

I/O Module (Line Card)

I/O Module (Line Card)

I/O Module (Line Card)

Коммутатор А Коммутатор B

APP 1 APP 2 APP 3

a

Industry’s Most Comprehensive Portfolio Hardware + Software Physical + Virtual Network + Compute

Network

Programmatic APIs

Controllers and Agents

Virtual Overlays

Apps Apps Apps

Classic SDN

DEVICE DEVICE DEVICE

Cisco Open Network Environment

Controller Virtual Overlay Multi-layer API

Архитектура Cisco OnePK

Linux контейнер (LXC) с приложением OnePK

Сервер OMI

Агент OpenFlow

Агент Chef

Агент Puppet

Chef Puppet OMI OpenFlow Контроллер

Собственное приложение

Собственный агент

IOS XE (Catalyst, ISR, ASR1K)

NXOS (Коммутаторы Nexus)

IOS XR (ASR 9K, CRS)

OnePK API

LXC контейнер на Nexus

•  Предоставляет защищенную и изолированную операционную среду для приложений

•  Виртуализация на уровне ОС

-  Общее ядро

-  Общие физические ресурсы

-  Изоляция через namespaces

•  Может запускать как приложения Cisco так и приложения сторонних разработчиков

Cisco XNC Контроллер (Виртуальная машина или физический сервер)

NXOS

onePK API

• Открытый стандартный протокол •  Собственный протокол

LXC контейнер

Внешнее приложение (опционально)

(Платформа Nexus)

Агент OnePK

Пример: XNC Контроллер и OpenFlow агент

Собственное приложение

Cisco XNC Контроллер

Коммутатор Nexus

NXOS

onePK API

OpenFlow протокол

onePK API

API-и уровня

устройства

API-и сетевого уровня

LXC

onePK API

Process hosted

End-node hosted

REST, JAVA

Коммутатор Nexus

Агент OpenFlow

C, JAVA, Python

Monitor Manager

Network Slicing

Transit Selection

Что такое ?

Определяет абстрактную модель устройства (коммутатора/маршутизатора) на основе потоков (устройство OpenFlow) и стандартный интерфейс взаимодействия (протокол OpenFlow)

Дек 31, 2009

OF 1.0.0 • Одна таблица потоков

• L2, IPv4 сопоставление

Феб 28, 2011

OF 1.1.0 • Несколько таблиц потоков

•  MPLS, VLAN сопоставление

•  Группы: {Any-,Multi-}cast

•  ECMP

OF 1.2

Дек 5, 2011

• IPv6 • Сопоставление по переменному полю

OF 1.3.0

Июнь 25, 2012

• 802.1ah PBB • Множество параллельных каналов между коммутатором и контроллером

OF 1.3.1

Септ 6, 2012

•  Поддержка TLV

OpenFlow = SDN ?

Software Defined Networking

OpenFlow не равняется SDN OpenFlow – одна из реализаций концепции SDN

Session Border Control

SIP-proxy/ SBC-SBE

SBC- DBE

SBC- DBE

SBC- DBE

H.248

Wireless LAN Control

WLC

AP AP AP

CAPWAP

Path Computation

PCC PCC PCC

PCE

PCEP

OpenFlow

OpenFlow

Control Program

OpenFlow 1.0 - детали реализации Политики определения трафика -  5-tuples: Source IP, Source Port, Dest

IP, Dest Port, Protocol -  Порт источника (s) -  IP TOS -  VLAN-ID Распределение трафика -  Один-к-одному или один-ко-многим -  Балансировка (логические порты) Действия -  Переопределить VLAN, убрать VLAN, изменить MAC источника/получателя, передать на один или несколько физических портов, передать на контроллер, удалить.

Агент Openflow •  Требуемое ПО:

-  NXOS: 6.0(2)U1(2) -  OVA: ofa-1.0.1-n3000-SPA-k9.ova -  Cisco EULA

•  Поддерживаемые коммутаторы: -  N3016 -  N3048 -  N3064

Агент OpenFlow – шаг 1

•  Активировать аппаратный профиль OpenFlow switch(config)# hardware profile openflow agent

•  Скопировать агента OpenFlow OVA на коммутатор Nexus 3000 copy scp://<user>@<ip>/path/n3k_ofa.ova bootflash:

•  Установить агента virtual-service install name ofa package bootflash:n3k_ofa.ova

•  Активировать сервис virtual-service ofa Activate

•  Проверить статус sh virtual-service list

•  Сконфигурировать логичексий OF коммутатор – добавить порты и подключить к Cisco XNC контроллеру onep applications ofa openflow v0.1 switch 1 interface ethernet1/45

interface ethernet1/46 interface ethernet1/47 interface ethernet1/48 controller ipv4 172.25.187.32 port 6633 vrf management

Примечание: не требуется пробел между ethernet и номером порта 1/xx. Добавление пробела приведет к смене контекста CLI.

Агент OpenFlow – шаг 2

Cisco ONE eXtensible Network Controller (XNC)

Что такое OpenDaylight ?

OpenDaylight – это проект с открытым исходным кодом, сформированный лидирующими компаниями под эгидой Linux Foundation. Целью проекта является расширение использования и развитие технологий SDN (Software Defined Networking) через создание общей, поддерживаемой всеми производителями, архитектуры.

Platinum Gold Silver

OpenDaylight Контроллер: базовые функции

Southbound APIs

Physical and Logical Topology Manager

Device Manager

Host Tracker

Forwarding Rules Manager

Dijkstra SPF Базовая инфраструктура

Java Bundle

H/A

Сетевые устройства

OF 1.0

Service Abstraction Layer (SAL)

GUI OpenDaylight Контроллер Northbound APIs OSGI RESTful

Приложения

ARP Handler

Локальная Аутентификация

Cisco XNC Контроллер Основан на OpenDaylight + расширенные функции и приложения

*Плагин onePK будет доступен после начала продаж XNC 1.0

Southbound APIs

Physical and Logical Topology Manager

Device Manager

Host Tracker ARP Handler

Forwarding Rules Manager

Dijkstra SPF L3 Interface Расширенная инфраструктура

Java Bundle

H/A

Сетевые устройства

OF 1.x OnePK*

Поиск неисправностей

Функционал продуктивных

сетей Встроенные приложения

Network Slicing, Custom

Forwarding и Monitor Manager

Cisco GUI с расширенными функциями

Service Abstraction Layer (SAL)

Динамические сетевые плагины

Расширенная аналитика и сервисы через

Cisco API

Аутентификация Monitor Manager

Topology Independent Forwarding (TIF)

Приложения Контроллера Slice Manager

Расширенные компоненты

Cisco GUI Cisco XNC Northbound APIs OSGI RESTful

Cisco Собственные 3те сторонние Приложения

Развитие сервисов из

OD

Cisco XNC Контроллер: Приложения

Network Slicing (Сегментация сети) Разделение сети с высокой степенью

детализации политик

Topology Independent Forwarding

(Управление трафиком) Статическое и

динамическое создание правил для каждого потока

на основе различных параметров

Использование стандартных

коммутаторов для передачи на основе политик

зеркалированного трафика к Инструментам анализа

Monitor Manager ( Сеть Matrix)

Продуктивная сеть

Приложение Cisco XNC Monitor Manager Традиционная сеть перехвата трафика

L1 Matrix коммутатор Статические фильтры и

форвардинг

IDS

Wireshark

Видео Монитор

SPAN порты

Сеть Matrix построена на специализированных коммутаторах

Инструменты

Приложение Monitor Manager Недостатки традиционного решения

•  Высокая стоимость традиционных matrix коммутаторов делает масштабирование неоправданно дорогим

• Правила фильтрации и передачи трафика настраиваются статически и не определяются высокоуровневыми приложениями

• Совместимость с инструментами мониторинга ограничена

D

Продуктивная сеть

Приложение Monitor Manager Подход Cisco – решение на основе SDN

Сеть Matrix заменяется на коммутаторы Nexus 3000, XNC Контроллер и приложение Monitor Manager

Инструменты С SDN решением CIsco Monitor Manager

Новое Прил. Собстве

нные приложения

Nexus 3000 с OpenFlow

Wireshark

Видео Монитор

Оптические TAP-ы

Cisco XNC Контроллер

Центральная точка перехвата

SPAN/ ERSPAN

Динамическая фильтрация и передача Обратная связь с приложением/ В режиме реального времени

Преимущества Monitor Manager

Непревзойденная экономия ü  Замена специализированных Matrix коммутаторов на коммутаторы

стандартной архитектуры делает доступным масштабирование ü  Логическое продолжение продуктивной сети ü  Управление и обслуживание знакомого сетевого оборудования

Автоматизация программирования потоков ü  Использование SDN подхода позволяет устанавливать политики

передачи в режиме реального времени и автоматически подстраиваться под изменения сети

Связь с инструментами анализа ü  Northbound интерфейс контроллера XNC позволяет программировать

передачу трафика между инструментами анализа

Демо XNC/Monitor Manager – топология

Продуктивная сеть

Eth1/6 Eth1/7

Eth1/13

N3048

Клиент 1/Источник Видео

10.0.0.40/24

10.0.0.2/24

Eth1/12

Видео Монитор 1/Wireshark 10.0.0.10/24

Клиент 2

10.0.0.20/24 10.0.0.30/24

Eth1/2 XNC Котроллер

10.0.0.1/24

Видео Монитор 2/ Wireshark

Cisco XNC Контроллер – графический интерфейс управления Веб интерфейс XNC поддерживает:

§  Управление устройствами §  Визуализация сетевой топологии §  Поиск неисправностей §  Программирование потоков §  Управление Network Slice §  Функции AAA Functions

Веб интерфейс приложения: §  Управление политиками мониторинга

§  Управление политиками передачи

Демо OnePK на Nexus 7000

Полезные ссылки

•  XNC на Cisco.com www.cisco.com/go/xnc

•  XNC At-A-Glance http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/netmgtsw/ps13397/ps13400/at_a_glance_c45-729454.pdf

•  XNC FAQ: http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/netmgtsw/ps13397/ps13400/qa_c67-729609.html

•  Технические описания XNC -  Controller:

http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/netmgtsw/ps13397/ps13400/data_sheet_c78-729453.html -  Monitor Manager:

http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/netmgtsw/ps13397/ps13400/data_sheet_c78-729452.html -  TIF и Network Slicing:

http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/netmgtsw/ps13397/ps13400/data_sheet_c78-729458.html

Q&A

10.12.13 © 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Пожалуйста, заполните анкеты. Ваше мнение очень важно для нас.

Спасибо

Контакты: Виктор Пустошилов vpustosh@cisco.com

CiscoRu Cisco CiscoRussia

#CiscoConnectRu