SlideShare a Scribd company logo
1 of 20
Повышение производительности
программного коммутатора в
сетях SDN

Александр Шалимов, ЦПИКС
Вадим Сухомлинов, Intel
Растущая нагрузка в ЦОД
Сеть

Месяцы на развертывание
новых сервисов1

СХД

40% рост данных ежегодно
90% неструктурированого3

Сервера

Средняя утилизация <50%
несмотря на виртуализацию4

Новые проблемы впереди…
1: Источник: оценки Intel IT; 2: 3: IDC’s Digital Universe Study, sponsored by EMC, December 2012; 4: IDC Server Virtualization and The Cloud 2012

2
Архитектура ЦОД
Программно-конфигурируемая
инфраструктура

ЦОД Сегодня

Private

Идея
сервиса
Ручная
Настройка
устройств

ИТ изучает
потребности

Баланс
потребностей
пользователей

Установка
компонентов
сервиса, сборка ПО

Сервис
запущен

Время развертывания нового
сервиса - месяцы 1

1: Source: Intel IT internal estimate

?

Идея
сервиса

Public
Портал
самообслужив Автоматическое
ания
выделение ресурсов

Сборка компонентов ПО

Сервис запущен

Развертывание нового сервиса
за минуты

3
Мы менялись и раньше…
Выделенные сервера
Низкая утилизация
Растущее энергопотребление
и занимаемое пространство
ПО привязано к аппаратной части

Виртуальные
сервера

Разделяемая, гибкая аппаратная часть
Снижение стоимости владения
Управление инфраструктурой проще

Инновации Intel для Виртуализации
Source: Intel Analysis

4
SDN: Вершина Айсберга

SDN в ЦОД

SDN + NFV
Сервиспровайдера

Серверы, Коммутаторы,
Маршрутизаторы

Доступ:
Базовые станции LTE
Облачный RAN
Граница:
Пограничный сетевой шлюз
Медиа шлюз
Ядро:
Evolved packet core
NFV и SDN движут изменением архитектуры

От этого…
Firewall

VPN

К этому…
Intrusion
Detection
System

VM:
Firewall

VM:
VPN

VM:
Intrusion
Detection
System

SDN

ASIC, DSP, FPGA,ASSP

6

TEM/OEM
специализированная ОС

Стандартный
процессор

Сетевая Ускоритель
Ядро
Linux
карта
обработки Коммутатора
Программно-конфигурируемые сети в Intel
OpenStack*
Управление
Программное
обеспечение

Сетевые
приложения

SDI
South Bound API
Определяют
маршруты
Конфигурируют
(вирт.)
коммутаторы

7

Контролле
р

Контролле
р

Узел

Узел

Узел

Узел

Узел

Узел

Top of Rack
Switch

Server Pool

Micro
Servers

RSA

Virtual
Servers

NFV
Требования к маршрутизации

Открытый API для управления

Физическая маршрутизация

VM

VM

VM

Виртуальный
маршрутизатор

Сервер

8

VM

VM

VM

Виртуальная маршрутизация

Виртуальный
маршрутизатор

Сервер

Гибридная маршрутизация
Многие компания пропагандирует схожий
подход

9
Преобразование Сети: Элементы Intel
Строительные блоки
Архитектура Intel®

Ускорение обработки
Intel Communications
Chipset

Intel VT-X
Intel VT-d

Поддержка экосистемы

Intel Open Network Platform
Server Reference Design
Intel® Network Builders

Intel® Ethernet
ONP w/Alta
Intel NIC
Switch
Intel VT-c

Программное
обеспечение

QuickAssist API

Высокая
Производительность
Открытые стандарты

Открытые
компоненты и API
Организация виртуальной платформы
Firewall, VPN, IDS, …

VM

Open vSwitch
Intel© DPDK

VM

VM

Software Switch
VM:
VM:
VM:
Firewall
VPN
Intrusion
High performance
Detection
OS/Linux
datapath OS/Linux
System
SDN

Стандартный
процессор

11

VM

Hardware

Сетевая Ускоритель
Ядро
Linux
карта
обработки Коммутатора
Intel DPDK
DPDK = Data Plane
Development Kit
http://intel.com/go/dpdk/
• Intel DPDK – это набор библиотек и драйверов
для быстрой обработки пакетов на платформах
Intel.
• Использование больших виртуальных страниц
(huge pages 2mb/1gb).
• Размещение объектов равномерно по всем
каналам оперативной памяти.
• Адресное пространство карточки доступно из
userspace.
• Неблокирующие очереди для передачи пакетов.
• Нет прерываний в драйверах DPDK – активный
цикл.
• Активное использование SSE инструкций для
обработки пакетов.
• Выделение целых ядер процессоров под задачи.
• Open vSwitch - это виртуальный программный
коммутатор, который обеспечивает соединение
между виртуальными машинами и физическими
интерфейсами.
• Поддерживает обычную Ethernet коммутацию с
VLAN, SPAN, RSPAN, GRE, sFlow, Netflow.
• Частичная поддержка OpenFlow 1.2.

13
Архитектура Open vSwitch

Intel© DPDK

14
Результаты
Open vSwitch
PHY-toPHY

1.1 Mpps

Open vSwitch +
DPDK
10 Mpps

VM-toPHY
VM-to-VM

0.3 Mpps

4 Mpps

0.3 Mpps

2 Mpps

* на 10 Gb канале
** на udp пакетах, 64 байта (самый сложный
сценарий)
*** теоретический максимум 15 Mpps
15
Open Networking Summit 2013
Intel announced new reference architectures
(Sunrise Trail and accelerated Open vSwitch)

16
Итог: платформа виртуализации

Подробнее:
• Написано на Intel
DPDK
• Многопоточная и
многоядерная
архитектура
• Высокоскоростное
взаимодействие с VM
• Управляется OVS

17
Carrier Edge Network with NFV
CPE-Func

CG-NAT

CPE-Func

CG-NAT

CPE
CPE-Func

DPI

BRAS

DPI

CPE-Func

BRAS

BRAS

DPI

BRAS

Standard High Volume
Network Function-VMs
Servers/Storage/Switches
Firewall
Monitor
Monitor

Carrier Grade
CG-NAT
NAT

CPE-Func
CPE-Func

Monitor

Edge

DPI

Core

Monitor

WAN Accelerator
CDN

Monitor
CPE-Func
CPE-Func

WAN-Accl

CDN

BRAS

CPE-Func

CDN

BRAS

CPE-Func

OLT

CG-NAT

CDN

WAN-Accl

DSLAM

5/31/2013

CDN

BRAS

CPE-Func

CDN

BRAS

CPE-Func

CDN

WAN-Accl

Access

CDN

WAN-Accl

DSLAM

CDN

DPI

Syrcose2013

18
NFV with the SDN Control Plane
BRAS

BRAS

WAN-Accel

DPI

VM + Network Orchestration
Load
Balancer

VM Mgmt

NF-VM

SDN Controller

NF-VM

NF-VM

CG-NAT

NF-VM

NF-VM

Firewall

NF-VM

NF-VM
NF-VM

NF-VM

NF-VM

NF-VM

NF-VM

NF-VM

NF-VM

NF-VM
NF-VM

NF-VM

NF-VM

Core
Edge

5/31/2013

Syrcose2013
Access

19
Повышение производительности программного коммутатора в сетях SDN

More Related Content

What's hot

Рецепт здоровья проектов по VDI от Dell, Крок и Citrix
Рецепт здоровья проектов по VDI от Dell, Крок и CitrixРецепт здоровья проектов по VDI от Dell, Крок и Citrix
Рецепт здоровья проектов по VDI от Dell, Крок и Citrix
DellTeam
 
Принципы построения кампусных сетей для внедрения тонких клиентов VDI.
 Принципы построения кампусных сетей для внедрения тонких клиентов VDI.  Принципы построения кампусных сетей для внедрения тонких клиентов VDI.
Принципы построения кампусных сетей для внедрения тонких клиентов VDI.
Cisco Russia
 
Device lock - Эффективная защита от утечек данных
Device lock - Эффективная защита от утечек данныхDevice lock - Эффективная защита от утечек данных
Device lock - Эффективная защита от утечек данных
Expolink
 
Система управления инфраструктурой частного облака Cisco UCS Director
Система управления инфраструктурой частного облака Cisco UCS DirectorСистема управления инфраструктурой частного облака Cisco UCS Director
Система управления инфраструктурой частного облака Cisco UCS Director
Cisco Russia
 

What's hot (13)

Сеть дата-центров КРОК
Сеть дата-центров КРОКСеть дата-центров КРОК
Сеть дата-центров КРОК
 
Oblachnye vychisleniya -_ponyatiya_i_tehnologii
Oblachnye vychisleniya -_ponyatiya_i_tehnologiiOblachnye vychisleniya -_ponyatiya_i_tehnologii
Oblachnye vychisleniya -_ponyatiya_i_tehnologii
 
Дмитрий Бутмалай (IBS). Использование облачных технологий в ВПК
Дмитрий Бутмалай (IBS). Использование облачных технологий в ВПКДмитрий Бутмалай (IBS). Использование облачных технологий в ВПК
Дмитрий Бутмалай (IBS). Использование облачных технологий в ВПК
 
Рецепт здоровья проектов по VDI от Dell, Крок и Citrix
Рецепт здоровья проектов по VDI от Dell, Крок и CitrixРецепт здоровья проектов по VDI от Dell, Крок и Citrix
Рецепт здоровья проектов по VDI от Dell, Крок и Citrix
 
Новые возможности Windows Server 2016 и его преимущества для решения Ваших би...
Новые возможности Windows Server 2016 и его преимущества для решения Ваших би...Новые возможности Windows Server 2016 и его преимущества для решения Ваших би...
Новые возможности Windows Server 2016 и его преимущества для решения Ваших би...
 
Решения резервного копирования Symantec. Новый Backup Exec 2014 – быстрая, ги...
Решения резервного копирования Symantec. Новый Backup Exec 2014 – быстрая, ги...Решения резервного копирования Symantec. Новый Backup Exec 2014 – быстрая, ги...
Решения резервного копирования Symantec. Новый Backup Exec 2014 – быстрая, ги...
 
Desktop virtualization
Desktop virtualizationDesktop virtualization
Desktop virtualization
 
Принципы построения кампусных сетей для внедрения тонких клиентов VDI.
 Принципы построения кампусных сетей для внедрения тонких клиентов VDI.  Принципы построения кампусных сетей для внедрения тонких клиентов VDI.
Принципы построения кампусных сетей для внедрения тонких клиентов VDI.
 
Device lock - Эффективная защита от утечек данных
Device lock - Эффективная защита от утечек данныхDevice lock - Эффективная защита от утечек данных
Device lock - Эффективная защита от утечек данных
 
Mасштабируемое управление и автоматизация серверной платформы и интегрирован...
Mасштабируемое управление и автоматизация серверной платформы и интегрирован...Mасштабируемое управление и автоматизация серверной платформы и интегрирован...
Mасштабируемое управление и автоматизация серверной платформы и интегрирован...
 
Новый Windows Server
Новый Windows ServerНовый Windows Server
Новый Windows Server
 
Управление ИТ-инфраструктурой с технологиями Dell Software
Управление ИТ-инфраструктурой с технологиями Dell SoftwareУправление ИТ-инфраструктурой с технологиями Dell Software
Управление ИТ-инфраструктурой с технологиями Dell Software
 
Система управления инфраструктурой частного облака Cisco UCS Director
Система управления инфраструктурой частного облака Cisco UCS DirectorСистема управления инфраструктурой частного облака Cisco UCS Director
Система управления инфраструктурой частного облака Cisco UCS Director
 

Viewers also liked

Программно-конфигурируемые технологии. CISEG, Богдан Вакулюк
Программно-конфигурируемые технологии. CISEG, Богдан ВакулюкПрограммно-конфигурируемые технологии. CISEG, Богдан Вакулюк
Программно-конфигурируемые технологии. CISEG, Богдан Вакулюк
Bogdan Vakulyuk
 
всепогодная точка доступа Wi fi 2
всепогодная точка доступа Wi fi 2всепогодная точка доступа Wi fi 2
всепогодная точка доступа Wi fi 2
olga_ruo
 
Основные инженерные решения сети дата-центра КРОК
Основные инженерные решения сети дата-центра КРОКОсновные инженерные решения сети дата-центра КРОК
Основные инженерные решения сети дата-центра КРОК
КРОК
 

Viewers also liked (11)

SDN: возможности и реалии
SDN: возможности и реалииSDN: возможности и реалии
SDN: возможности и реалии
 
Программно-конфигурируемые сети и Виртуализация сетевых сервисов – новый вызо...
Программно-конфигурируемые сети и Виртуализация сетевых сервисов – новый вызо...Программно-конфигурируемые сети и Виртуализация сетевых сервисов – новый вызо...
Программно-конфигурируемые сети и Виртуализация сетевых сервисов – новый вызо...
 
Mis vacaciones
Mis vacacionesMis vacaciones
Mis vacaciones
 
Программно-конфигурируемые технологии. CISEG, Богдан Вакулюк
Программно-конфигурируемые технологии. CISEG, Богдан ВакулюкПрограммно-конфигурируемые технологии. CISEG, Богдан Вакулюк
Программно-конфигурируемые технологии. CISEG, Богдан Вакулюк
 
всепогодная точка доступа Wi fi 2
всепогодная точка доступа Wi fi 2всепогодная точка доступа Wi fi 2
всепогодная точка доступа Wi fi 2
 
Платформа для консолидированного управления ресурсами ЦОД
Платформа для консолидированного управления ресурсами ЦОДПлатформа для консолидированного управления ресурсами ЦОД
Платформа для консолидированного управления ресурсами ЦОД
 
Исследования программно-конфигурируемых сетей в Оренбургском государственном ...
Исследования программно-конфигурируемых сетей в Оренбургском государственном ...Исследования программно-конфигурируемых сетей в Оренбургском государственном ...
Исследования программно-конфигурируемых сетей в Оренбургском государственном ...
 
Sdn nov-21-v1.1
Sdn nov-21-v1.1Sdn nov-21-v1.1
Sdn nov-21-v1.1
 
Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей
Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетейМифы и реальность программно-конфигурируемых сетей
Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей
 
Основные инженерные решения сети дата-центра КРОК
Основные инженерные решения сети дата-центра КРОКОсновные инженерные решения сети дата-центра КРОК
Основные инженерные решения сети дата-центра КРОК
 
Универсальный контроллер для сетей WiFI высокой плотности и его интеграция с ...
Универсальный контроллер для сетей WiFI высокой плотности и его интеграция с ...Универсальный контроллер для сетей WiFI высокой плотности и его интеграция с ...
Универсальный контроллер для сетей WiFI высокой плотности и его интеграция с ...
 

Similar to Повышение производительности программного коммутатора в сетях SDN

Тенденции в развитии сетей операторов связи
Тенденции в развитии сетей операторов связиТенденции в развитии сетей операторов связи
Тенденции в развитии сетей операторов связи
Cisco Russia
 
Безопасность ЦОД-часть 2
Безопасность ЦОД-часть 2Безопасность ЦОД-часть 2
Безопасность ЦОД-часть 2
Cisco Russia
 
Программируемая сеть, думающая за вас: ночной кошмар или светлое будущее?!
Программируемая сеть, думающая за вас: ночной кошмар или светлое будущее?!Программируемая сеть, думающая за вас: ночной кошмар или светлое будущее?!
Программируемая сеть, думающая за вас: ночной кошмар или светлое будущее?!
Cisco Russia
 
VMDC: Архитектура для ITaaS
VMDC: Архитектура для ITaaSVMDC: Архитектура для ITaaS
VMDC: Архитектура для ITaaS
Cisco Russia
 
краткий, неполный и в основном неверный обзор сетевой подсистемы в Windows. а...
краткий, неполный и в основном неверный обзор сетевой подсистемы в Windows. а...краткий, неполный и в основном неверный обзор сетевой подсистемы в Windows. а...
краткий, неполный и в основном неверный обзор сетевой подсистемы в Windows. а...
rit2011
 

Similar to Повышение производительности программного коммутатора в сетях SDN (20)

Виртуализированный highload (NFV), Александр Шалимов (ЦПИКС)
Виртуализированный highload (NFV), Александр Шалимов (ЦПИКС)Виртуализированный highload (NFV), Александр Шалимов (ЦПИКС)
Виртуализированный highload (NFV), Александр Шалимов (ЦПИКС)
 
SDN & NFV: от абонента до Internet eXchange
SDN & NFV: от абонента до Internet eXchangeSDN & NFV: от абонента до Internet eXchange
SDN & NFV: от абонента до Internet eXchange
 
Практическое применение SDN/NFV в современных сетях: от CPE до Internet eXchange
Практическое применение SDN/NFV в современных сетях: от CPE до Internet eXchangeПрактическое применение SDN/NFV в современных сетях: от CPE до Internet eXchange
Практическое применение SDN/NFV в современных сетях: от CPE до Internet eXchange
 
Защита данных от Dell Software: краткий обзор и планы развития продуктов
Защита данных от Dell Software: краткий обзор и планы  развития продуктов   Защита данных от Dell Software: краткий обзор и планы  развития продуктов
Защита данных от Dell Software: краткий обзор и планы развития продуктов
 
Презентация Защита данных от Dell Software: краткий обзор и планы развития ...
Презентация Защита данных от Dell Software:  краткий обзор и планы  развития ...Презентация Защита данных от Dell Software:  краткий обзор и планы  развития ...
Презентация Защита данных от Dell Software: краткий обзор и планы развития ...
 
Тенденции в развитии сетей операторов связи
Тенденции в развитии сетей операторов связиТенденции в развитии сетей операторов связи
Тенденции в развитии сетей операторов связи
 
Безопасность ЦОД-часть 2
Безопасность ЦОД-часть 2Безопасность ЦОД-часть 2
Безопасность ЦОД-часть 2
 
Новое поколение серверов Dell
Новое поколение серверов DellНовое поколение серверов Dell
Новое поколение серверов Dell
 
Jelastic для разработчиков ПО
Jelastic для разработчиков ПОJelastic для разработчиков ПО
Jelastic для разработчиков ПО
 
Программируемая сеть, думающая за вас: ночной кошмар или светлое будущее?!
Программируемая сеть, думающая за вас: ночной кошмар или светлое будущее?!Программируемая сеть, думающая за вас: ночной кошмар или светлое будущее?!
Программируемая сеть, думающая за вас: ночной кошмар или светлое будущее?!
 
Облака в Украине и ЕС как инструменты защиты ИТ: практические аспекты
Облака в Украине и ЕС как инструменты защиты ИТ: практические аспектыОблака в Украине и ЕС как инструменты защиты ИТ: практические аспекты
Облака в Украине и ЕС как инструменты защиты ИТ: практические аспекты
 
VMDC: Архитектура для ITaaS
VMDC: Архитектура для ITaaSVMDC: Архитектура для ITaaS
VMDC: Архитектура для ITaaS
 
Возможности импортозамещения коммутационного оборудования в сетях нового пок...
Возможности импортозамещения коммутационного оборудования  в сетях нового пок...Возможности импортозамещения коммутационного оборудования  в сетях нового пок...
Возможности импортозамещения коммутационного оборудования в сетях нового пок...
 
Решения Brocade для построения IP сетей будущего
Решения Brocade для построения IP сетей будущегоРешения Brocade для построения IP сетей будущего
Решения Brocade для построения IP сетей будущего
 
Parallels VDI
Parallels VDIParallels VDI
Parallels VDI
 
EVO:RAIL — гиперконвергентное инфраструктурное решение от VMware и Dell
EVO:RAIL — гиперконвергентное инфраструктурное решение от VMware и DellEVO:RAIL — гиперконвергентное инфраструктурное решение от VMware и Dell
EVO:RAIL — гиперконвергентное инфраструктурное решение от VMware и Dell
 
краткий, неполный и в основном неверный обзор сетевой подсистемы в Windows. а...
краткий, неполный и в основном неверный обзор сетевой подсистемы в Windows. а...краткий, неполный и в основном неверный обзор сетевой подсистемы в Windows. а...
краткий, неполный и в основном неверный обзор сетевой подсистемы в Windows. а...
 
Телекоммуникационная инфраструктура для ЦОД
Телекоммуникационная инфраструктура для ЦОДТелекоммуникационная инфраструктура для ЦОД
Телекоммуникационная инфраструктура для ЦОД
 
Решения КРОК для виртуализации и консолидации вычислительных и системных ресу...
Решения КРОК для виртуализации и консолидации вычислительных и системных ресу...Решения КРОК для виртуализации и консолидации вычислительных и системных ресу...
Решения КРОК для виртуализации и консолидации вычислительных и системных ресу...
 
VMware NSX и интеграция с продуктами Juniper
VMware NSX и интеграция с  продуктами JuniperVMware NSX и интеграция с  продуктами Juniper
VMware NSX и интеграция с продуктами Juniper
 

More from ARCCN

More from ARCCN (20)

Построение транспортных SDN сетей для операторов связи
Построение транспортных SDN сетей для операторов связиПостроение транспортных SDN сетей для операторов связи
Построение транспортных SDN сетей для операторов связи
 
Магистерская программа «Распределённые системы и компьютерные сети»
Магистерская программа «Распределённые системы и компьютерные сети»Магистерская программа «Распределённые системы и компьютерные сети»
Магистерская программа «Распределённые системы и компьютерные сети»
 
Особенности интеграции сторонних сервисов в облачную MANO платформу
Особенности интеграции сторонних сервисов в облачную MANO платформуОсобенности интеграции сторонних сервисов в облачную MANO платформу
Особенности интеграции сторонних сервисов в облачную MANO платформу
 
Основные направления развития ФГБОУ ВО «РГРТУ» в области программно-конфигури...
Основные направления развития ФГБОУ ВО «РГРТУ» в области программно-конфигури...Основные направления развития ФГБОУ ВО «РГРТУ» в области программно-конфигури...
Основные направления развития ФГБОУ ВО «РГРТУ» в области программно-конфигури...
 
Методика стратегического управления развитием SDN&NFV-сети оператора связи и ...
Методика стратегического управления развитием SDN&NFV-сети оператора связи и ...Методика стратегического управления развитием SDN&NFV-сети оператора связи и ...
Методика стратегического управления развитием SDN&NFV-сети оператора связи и ...
 
Перспективы развития SDN  в МИЭТ на базе кафедры ТКС
Перспективы развития SDN  в МИЭТ на базе кафедры ТКСПерспективы развития SDN  в МИЭТ на базе кафедры ТКС
Перспективы развития SDN  в МИЭТ на базе кафедры ТКС
 
MetaCloud Computing Environment
MetaCloud Computing EnvironmentMetaCloud Computing Environment
MetaCloud Computing Environment
 
Пилотные зоны для тестирования и апробирования SDN&NFV разработок и решений в...
Пилотные зоны для тестирования и апробирования SDN&NFV разработок и решений в...Пилотные зоны для тестирования и апробирования SDN&NFV разработок и решений в...
Пилотные зоны для тестирования и апробирования SDN&NFV разработок и решений в...
 
Внедрение SDN в сети телеком-оператора
Внедрение SDN в сети телеком-оператораВнедрение SDN в сети телеком-оператора
Внедрение SDN в сети телеком-оператора
 
Об одном подходе переноса функциональности CPE устройств в ЦОД телеком оператора
Об одном подходе переноса функциональности CPE устройств в ЦОД телеком оператораОб одном подходе переноса функциональности CPE устройств в ЦОД телеком оператора
Об одном подходе переноса функциональности CPE устройств в ЦОД телеком оператора
 
A Perspective on the Future of Computer Architecture
A Perspective on the  Future of Computer ArchitectureA Perspective on the  Future of Computer Architecture
A Perspective on the Future of Computer Architecture
 
Radical step in computer architecture
Radical step in computer architectureRadical step in computer architecture
Radical step in computer architecture
 
Облачная платформа Cloud Conductor
Облачная платформа Cloud ConductorОблачная платформа Cloud Conductor
Облачная платформа Cloud Conductor
 
Типовые сервисы региональной сети передачи данных
Типовые сервисы региональной сети передачи данныхТиповые сервисы региональной сети передачи данных
Типовые сервисы региональной сети передачи данных
 
Разработка OpenFlow-коммутатора на базе сетевого процессора EZchip
Разработка OpenFlow-коммутатора на базе сетевого процессора EZchipРазработка OpenFlow-коммутатора на базе сетевого процессора EZchip
Разработка OpenFlow-коммутатора на базе сетевого процессора EZchip
 
Исследования SDN в Оренбургском государственном университете: сетевая безопас...
Исследования SDN в Оренбургском государственном университете: сетевая безопас...Исследования SDN в Оренбургском государственном университете: сетевая безопас...
Исследования SDN в Оренбургском государственном университете: сетевая безопас...
 
Цели и задачи МИЭТ, как участника Консорциума на примере кафедры "Телекоммуни...
Цели и задачи МИЭТ, как участника Консорциума на примере кафедры "Телекоммуни...Цели и задачи МИЭТ, как участника Консорциума на примере кафедры "Телекоммуни...
Цели и задачи МИЭТ, как участника Консорциума на примере кафедры "Телекоммуни...
 
SDN и защищенные квантовые коммуникации
SDN и защищенные квантовые коммуникацииSDN и защищенные квантовые коммуникации
SDN и защищенные квантовые коммуникации
 
Отчет по проектах ЦПИКС
Отчет по проектах ЦПИКСОтчет по проектах ЦПИКС
Отчет по проектах ЦПИКС
 
Учебно-методическая работа по тематике ПКС и ВСС
Учебно-методическая работа по тематике ПКС и ВССУчебно-методическая работа по тематике ПКС и ВСС
Учебно-методическая работа по тематике ПКС и ВСС
 

Повышение производительности программного коммутатора в сетях SDN

  • 1. Повышение производительности программного коммутатора в сетях SDN Александр Шалимов, ЦПИКС Вадим Сухомлинов, Intel
  • 2. Растущая нагрузка в ЦОД Сеть Месяцы на развертывание новых сервисов1 СХД 40% рост данных ежегодно 90% неструктурированого3 Сервера Средняя утилизация <50% несмотря на виртуализацию4 Новые проблемы впереди… 1: Источник: оценки Intel IT; 2: 3: IDC’s Digital Universe Study, sponsored by EMC, December 2012; 4: IDC Server Virtualization and The Cloud 2012 2
  • 3. Архитектура ЦОД Программно-конфигурируемая инфраструктура ЦОД Сегодня Private Идея сервиса Ручная Настройка устройств ИТ изучает потребности Баланс потребностей пользователей Установка компонентов сервиса, сборка ПО Сервис запущен Время развертывания нового сервиса - месяцы 1 1: Source: Intel IT internal estimate ? Идея сервиса Public Портал самообслужив Автоматическое ания выделение ресурсов Сборка компонентов ПО Сервис запущен Развертывание нового сервиса за минуты 3
  • 4. Мы менялись и раньше… Выделенные сервера Низкая утилизация Растущее энергопотребление и занимаемое пространство ПО привязано к аппаратной части Виртуальные сервера Разделяемая, гибкая аппаратная часть Снижение стоимости владения Управление инфраструктурой проще Инновации Intel для Виртуализации Source: Intel Analysis 4
  • 5. SDN: Вершина Айсберга SDN в ЦОД SDN + NFV Сервиспровайдера Серверы, Коммутаторы, Маршрутизаторы Доступ: Базовые станции LTE Облачный RAN Граница: Пограничный сетевой шлюз Медиа шлюз Ядро: Evolved packet core
  • 6. NFV и SDN движут изменением архитектуры От этого… Firewall VPN К этому… Intrusion Detection System VM: Firewall VM: VPN VM: Intrusion Detection System SDN ASIC, DSP, FPGA,ASSP 6 TEM/OEM специализированная ОС Стандартный процессор Сетевая Ускоритель Ядро Linux карта обработки Коммутатора
  • 7. Программно-конфигурируемые сети в Intel OpenStack* Управление Программное обеспечение Сетевые приложения SDI South Bound API Определяют маршруты Конфигурируют (вирт.) коммутаторы 7 Контролле р Контролле р Узел Узел Узел Узел Узел Узел Top of Rack Switch Server Pool Micro Servers RSA Virtual Servers NFV
  • 8. Требования к маршрутизации Открытый API для управления Физическая маршрутизация VM VM VM Виртуальный маршрутизатор Сервер 8 VM VM VM Виртуальная маршрутизация Виртуальный маршрутизатор Сервер Гибридная маршрутизация
  • 10. Преобразование Сети: Элементы Intel Строительные блоки Архитектура Intel® Ускорение обработки Intel Communications Chipset Intel VT-X Intel VT-d Поддержка экосистемы Intel Open Network Platform Server Reference Design Intel® Network Builders Intel® Ethernet ONP w/Alta Intel NIC Switch Intel VT-c Программное обеспечение QuickAssist API Высокая Производительность Открытые стандарты Открытые компоненты и API
  • 11. Организация виртуальной платформы Firewall, VPN, IDS, … VM Open vSwitch Intel© DPDK VM VM Software Switch VM: VM: VM: Firewall VPN Intrusion High performance Detection OS/Linux datapath OS/Linux System SDN Стандартный процессор 11 VM Hardware Сетевая Ускоритель Ядро Linux карта обработки Коммутатора
  • 12. Intel DPDK DPDK = Data Plane Development Kit http://intel.com/go/dpdk/ • Intel DPDK – это набор библиотек и драйверов для быстрой обработки пакетов на платформах Intel. • Использование больших виртуальных страниц (huge pages 2mb/1gb). • Размещение объектов равномерно по всем каналам оперативной памяти. • Адресное пространство карточки доступно из userspace. • Неблокирующие очереди для передачи пакетов. • Нет прерываний в драйверах DPDK – активный цикл. • Активное использование SSE инструкций для обработки пакетов. • Выделение целых ядер процессоров под задачи.
  • 13. • Open vSwitch - это виртуальный программный коммутатор, который обеспечивает соединение между виртуальными машинами и физическими интерфейсами. • Поддерживает обычную Ethernet коммутацию с VLAN, SPAN, RSPAN, GRE, sFlow, Netflow. • Частичная поддержка OpenFlow 1.2. 13
  • 15. Результаты Open vSwitch PHY-toPHY 1.1 Mpps Open vSwitch + DPDK 10 Mpps VM-toPHY VM-to-VM 0.3 Mpps 4 Mpps 0.3 Mpps 2 Mpps * на 10 Gb канале ** на udp пакетах, 64 байта (самый сложный сценарий) *** теоретический максимум 15 Mpps 15
  • 16. Open Networking Summit 2013 Intel announced new reference architectures (Sunrise Trail and accelerated Open vSwitch) 16
  • 17. Итог: платформа виртуализации Подробнее: • Написано на Intel DPDK • Многопоточная и многоядерная архитектура • Высокоскоростное взаимодействие с VM • Управляется OVS 17
  • 18. Carrier Edge Network with NFV CPE-Func CG-NAT CPE-Func CG-NAT CPE CPE-Func DPI BRAS DPI CPE-Func BRAS BRAS DPI BRAS Standard High Volume Network Function-VMs Servers/Storage/Switches Firewall Monitor Monitor Carrier Grade CG-NAT NAT CPE-Func CPE-Func Monitor Edge DPI Core Monitor WAN Accelerator CDN Monitor CPE-Func CPE-Func WAN-Accl CDN BRAS CPE-Func CDN BRAS CPE-Func OLT CG-NAT CDN WAN-Accl DSLAM 5/31/2013 CDN BRAS CPE-Func CDN BRAS CPE-Func CDN WAN-Accl Access CDN WAN-Accl DSLAM CDN DPI Syrcose2013 18
  • 19. NFV with the SDN Control Plane BRAS BRAS WAN-Accel DPI VM + Network Orchestration Load Balancer VM Mgmt NF-VM SDN Controller NF-VM NF-VM CG-NAT NF-VM NF-VM Firewall NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM Core Edge 5/31/2013 Syrcose2013 Access 19

Editor's Notes

  1. we understand some of the constraints the datacenter is facing. You’re required to increase your storage capacity almost without limit, taking away budget from what could allow you to provide new services such as cloud-like capabilities or improving efficiencies to be parity with the best practices in the industry. Then let’s talk about the time – that storage capacity you purchased isn’t useful if it isn’t installed and provisioned. How do you connect it? Getting the network connections provisioned is not automated – you have to touch each vendor specific CLI. That’s not cheap either – how many of you have an entire team whose primary expertise is how to work the ins and outs of a vendor’s CLI? Intel IT has over a hundred in our shop ….so storage is taking space, budget &amp; power. Networking is taking your time. How do you possibly get out of this spiral?
  2. Today, how do services get provisioned? Somebody has an idea for a service and then they have to call IT. A number of people in IT go ahead and scope their needs. IT sharpens their pencils, they look at what the requirements are for reliability, for capacity, how much web services access do they need? Then they balance that against the rest of the infrastructure and all of the user demands.They&apos;re having to look at profitability, they&apos;re looking at cost, they&apos;re looking at the capacity that they know they have based on their archives and databases, to give them a paper estimate of the capacity they really have installed. Once they&apos;ve got that in place, and procure the needed equipment, they have to manually configure it.Manually configuring a device means you touch everyone. Whether it is having to actually physically plug in an Ethernet plug and make the connection between different boxes, or whether it&apos;s simply having to touch the command line interface of every single box to configure and provision it appropriately there is a human touch at every point along the way. Once those are connected and configured, then they actually have to set up service. This pulls together the server and the storage and the data store so that the service is actually running and allows the original service requestor to develop the software and services they had in mind in the first place Then and only then do you have the service running. The service is available &amp; ready for customers to do business. The time to provision there is months, minimally speaking, about eight weeks according to the Intel IT internal estimates. What should we be moving to? The end state of the future, the vision of re-architecting the data center and the result is something called software-defined infrastructure. Once there&apos;s an idea for a service, the LOB customer can pull together very quickly from private or, public, cloud services, or from their own internal capabilities, using a self-service portal that orchestrates the services they need from an online catalog. Things like location, security, online payments can be pulled together automatically –then the customer can assemble the software components from a list that&apos;s available to them, whether from their internal IT department or a repository like GitHub. The service level agreement that the orchestrator creates tells the infrastructure orchestrator what resources do I need? What kind of availability do I need? How much storage do I need? How fast of a connection do I need between the compute and the storage? Then, how do I manage power and how do I manage temperature demands if I&apos;m in a particularly intense workload? All of this happens automatically. After the services are orchestrated, the infrastructure is orchestrated, the service is running. The time to provision a new service is minutes. Depending on how quickly somebody can put the software together, it should be push button - done
  3. This all sounds very challenging – but we’ve been here before as an industry. Look at how Servers have evolved even in the last 5 or 10 years We started out with a server dedicated to a workload – or even a department. This resulted in fairly low utilization on each server, which drove increased power and space demands in the datacenter. The software was dedicated and loaded directly on the hardware, making upgrades and regular maintenance labor intensive and slowIn the case of virtualization, it’s had a huge impact on the datacenter – annual energy cost savings of ~86%. TCO savings of 70% and a 1/10th the number of servers in the server footprintDue to virtualization, SW and HW are decoupled, allowing SW to be upgraded without changing hardware – and allowing HW maintenance or upgrades to occur without having to disrupt the software
  4. There are a lot of companies talking about “software defined” – there is general recognition in the industry that the only effective path forward towards new levels of service agility and capacity is rearchitecting the current datacenter to be software defined.
  5. Call for more information (9/16/13)ONP Switch/Ethernet/Alta/Red Rock Canyon: Steve SchultzIntel communications chipset: Frank Schapfel Intel Network Builders: Renu NavaleQuickAssist and DPDK: Frank Schapfel and Jim St. LegerSDN: Rene TorresIntel offers a number of building blocks to start the journey towards transformation of the network: 10GbE Adapters (X520/X54010/40 Switch Chips (Alta)ONP Switch Platform10/40 GbE Adapters coming in ‘14/’15 (Fortville)Red Rock Canyon (‘15 RSA Compute Fabric)SDN with Open Flow 1.3Intel Infrastructure Builders Software: Intel is offering the Quick Assist APIs to provide seamless interfaces to any implementation of a networking workload – software and HW accelerated. These interfaces sit on top of bothQuickAssist accelerated HW as well as SW libraries such as the dataplane development kit (DPDK)Dataplane development kit offers a set of software libraries to accelerate packet movement and IO on an Intel architecture processor