Enog trill-takasima-01

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This slide contains IETF TRILL & TRILL like proprietary implementation update.
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Enog trill-takasima-01

  1. 1. IETF TRILLUPDATEなんで独自実装ばっかで IETF TRILLはさっぱりこないのか 2013年2月22日 ENOG19 Meeting ブロケードコミュニケーションズシステムズ 株式会社 高嶋隆一 <rtakashi @ brocade.com>© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 1
  2. 2. WHAT IS “TRILL”?© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 2
  3. 3. ANSPARENT NTERCONNECTION OF OTS OF INKS© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 3
  4. 4. コンセプトAlgorhyme V2, by Ray Perlner from RFC6325I hope that we shall one day seeA graph more lovely than a tree.  ツリーもうやめようA graph to boost efficiencyWhile still configuration-free.  でも複雑な設定はNO!© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 4
  5. 5. コンセプト cont.Algorhyme V2, by Ray Perlner from RFC6325A network where RBridges canRoute packets to their target LAN.  最短経路で必要な所The paths they find, to our elation, にだけ流したいAre least cost paths to destination!© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 5
  6. 6. コンセプト cont.Algorhyme V2, by Ray Perlner from RFC6325  TTLが欲しいWith packet hop counts we now see,  ループ構成でもいいThe network need not be loop-free! じゃないRBridges work transparently,  エンドを変えずスパWithout a common spanning tree. ツリなしで動かすん だ!© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 6
  7. 7. 要はアンチSTP! Photo Credit: iloveportraits via Compfight cc© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 7
  8. 8. というかやり直し? RFC6325 authors  802.1D Spanning-Treeの生 R. Perlman みの親 Intel Labs D. Eastlake 3rd Huawei D. Dutt S. Gai Cisco Systems A. Ghanwani From Brocade http://en.wikipedia.org/wiki/Radia_Perlman© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 8
  9. 9. どんな感じで?© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 9
  10. 10. IS-ISによるControl Plane ルーティング 追加ヘッダで Data Plane Encapsulation© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 10
  11. 11. 大雑把なイメージ既存イーサ網 TRILL網 既存イーサ網 Shortest Path 元のフレーム 追加ヘッダ 元のフレーム 元のフレーム© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 11
  12. 12. 実はRFC6325のタイトルは “TRILL” ではない Router (L3) の様な動きをする Bridge (L2) なので “Routing Bridge” ※ 以下“Rbridge” “RB”© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 12
  13. 13. まずは Data Plane© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 13
  14. 14. TRILL FrameMAC-in-MAC Style Encapsulation ※ +--------------------------------+ | Outer Ethernet Header | +--------------------------------+ | TRILL Header | 追加ヘッダ +--------------------------------+ | Inner Ethernet Header | +--------------------------------+ | Ethernet Payload | +--------------------------------+ | Ethernet FCS | +--------------------------------+ RFC6325 Figure 2: An Ethernet Encapsulated TRILL Frame ※Ethernet以外にPPPもサポートするが今回は省略© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 14
  15. 15. TRILL Frameもうちょっと詳しく8bytes Preamble/SFD6bytes Dst MAC6bytes Src MAC Outer MAC4bytes 802.1Q ヘッダ2bytes Ether Type (=TRILL) / Size6bytes+ TRILL Header TRILL ヘッダ6bytes Dst MAC6bytes Src MAC Inner MAC TRILL4bytes 802.1Q2bytes Ether Type / Size ヘッダ ペイロード Payload4bytes CRC/FCS© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 15
  16. 16. TRILL FrameTRILL Header 2bytes Egress Rbridge Nickname 2bytes Ingress Rbridge Nickname 2bytes V R M Op-Len Hop-Count 0byte+ Option Egress Rbridge Nickname 宛先のRbridge Ingress Rbridge Nickname 送信元のRbridge M Multi Destination Hop-Count TTL その他 V: Version, R: Reserved, Op-Len: Option Length© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 16
  17. 17. 次に Control Plane© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 17
  18. 18. L2-IS-IS© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 18
  19. 19. IS-IS  ISIS  リンクステート型のルーティングプロトコル  L2上で直接動作し、L3設定不要  TLV形式のサポートにより、マルチプロトコ ル拡張が容易  SPF (Dijkstra法)による最短経路検索  ECMPのサポート© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 19
  20. 20. L2-IS-IS  L2-IS-IS  L3 IS-ISとは別の Ether Type を持ち、インス タンスも独立  Level-1 のみで構成されるシングルエリアで 動作  Hello  リンク上のNeighborの確立  リンク上のDesignated Rbridge (DRB)の決定  DRBはTRILLに使用するVLAN ID※を決定 ※ Outer MACのVLAN ID, Ethernetでの動作の場合© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 20
  21. 21. Unicast© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 21
  22. 22. 動作イメージ① ホストAはMACアドレスB宛てのフレームを送信 RB-5ホストA RB-3 ホストB RB-4 RB-6 RB-1 MAC=A MAC=B RB-2フレ DA SA USERー =B =A DATAム© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 22
  23. 23. 動作イメージ② Ingress Rbridge は Egress Rbridgeを検索 MAC Rbridge RB-5ホストA A RB-3 B RB-1 ホストB RB-4 RB-6 C RB-3 RB-6 RB-1 ・ ・ ・ ・ MAC=A ・ ・ MAC=B RB-2 N RB-Nフ Q MAC=Bに繋がっているRbridgeはどこか?レ DA SA USER A Rbridge-6ー =B =A DATAム Q どうやって検索するのか A Rbridge IDとMAC対応表を各Rbridgeが保持 ※ 従来のEgressポートとMAC対応表に相当 © 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 23
  24. 24. 動作イメージ③ 検索結果を元にTRILLヘッダ、Outer MACを付与 RB-5ホストA RB-3 ホストB RB-4 RB-6 RB-1 MAC=Z MAC=W MAC=A MAC=B RB-2 MAC=X MAC=Yフレ DA SA USER Ingress Rbridge = RB-1ー =B =A DATA Egress Rbridge = RB-6ム Source MAC = W 最短経路 DA SA ER IR DA SA USER Destination MAC = X Next-Hopへの =X =W =6 =1 =B =A DATA リンクのMAC© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 24
  25. 25. 動作イメージ④ 最短経路に沿って Hop by Hop で転送 RB-5ホストA RB-3 ホストB RB-4 RB-6 RB-1 MAC=Z MAC=W MAC=A MAC=B RB-2 MAC=X MAC=Y Outer MAC の SA/DAフレ はリンク毎に入れ替わるーム DA SA ER IR DA SA USER DA SA ER IR DA SA USER =X =W =6 =1 =B =A DATA =Z =Y =6 =1 =B =A DATA© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 25
  26. 26. 動作イメージ⑤ Egress Rbridge は TRILLヘッダ, Outer MAC を除去 RB-5ホストA RB-3 ホストB RB-4 RB-6 RB-1 MAC=Z MAC=W MAC=A MAC=B RB-2 MAC=X MAC=Yフ DA SA USERレ =B =A DATAーム DA SA ER IR DA SA USER =Z =Y =6 =1 =B =A DATA© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 26
  27. 27. Multi-Destination Broadcast BUM Unknown-Unicast Multicast© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 27
  28. 28. Multi-Destination 概要Distribution Tree による配布  TRILL網内では IS-IS SPF で作成された 双方向 Distribution Tree に沿って BUM 通信が行われる ホストBホストA RB-4 RB-3 RB-5 RB-6 RB-1 RB-2 ホストC RB-4 を Root とする SPF の例© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 28
  29. 29. Distribution Tree Basics  Distribution TreeにもRbrdige Nicknameが振られる  Egress RbridgeにDistribution Treeを指定  L2/L3 の Broadcast/Multicast Address と同じ Rbrdige Nickname を Tree に割当て ホストBホストA RB-4 RB-3 RB-5 RB-6 RB-1 RB-2 ホストC© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 29
  30. 30. Distribution Tree Basics  複数の Tree があってもよい  Ingress Bridge は最も近いRootを持つTreeを選択 RB-4をRootにもつTreeと RB-2をRootにもつTreeの例 ホストBホストA RB-4 RB-3 RB-5 RB-6 RB-1 RB-2 ホストC© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 30
  31. 31. Distribution Tree Basics  複数の Tree は同じ Root をもっていてもよい  Multicast でもロードバランス可能 ホストBホストA RB-4 RB-3 RB-5 RB-6 RB-1 RB-2 ホストC© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 31
  32. 32. Distribution Tree Basics  各Distribution Tree は用途に応じてPruningされる  VLAN, IP Multicast由来のL2 Multicastアドレス VLAN_A VLAN_A VLAN_B VLAN_B オリジナルのTree VLAN_A VLAN_B VLAN_A VLANによるPruning VLAN_A VLAN_A VLAN_B VLAN_B VLAN_A VLAN_B VLAN_A VLAN AのTree VLAN BのTree© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 32
  33. 33. Tree生成(Root Selection) L2-IS-IS のパラメータ比較 各Rbridgeが計算可能なTree数 Priority をリスト化 を比較し最小数=kを保持 最高PriorityのRbridgeがs個のrootを指定 (s≦k) s<k? YES NO (s=k) Priorityの高いRbridgeを (k-s)個追加rootに指定 各RbridgeはRootのリストを受けとり、SPFに従いTreeを生成© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 33
  34. 34. MAC学習© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 34
  35. 35. 5種類のMAC学習方法 ① Ingress Rbridgeで学習  ローカルの”Source Port↔MAC”を学習 ②Egress Rbridgeで学習  Decap時に”Ingress Rbridge↔MAC”を学習 ③L2 Registration プロトコル (IEEE802.11 Association等) ④TRILL ESADI プロトコルによる学習  Rbridge間で”Rbridge↔MAC”情報を同期 ⑤手動設定© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 35
  36. 36. 流れるフレームから学習 RB-5ホストA RB-3 ホストB RB-4 Port1 RB-6 RB-1 MAC=A MAC=B RB-2フレ DA SA USER DA SA ER IR DA SA USERー =B =A DATA =Z =Y =6 =1 =B =A DATAム MAC Rbridge MAC Rbridge ① A Local Port 1 ② A RB-1© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 36
  37. 37. TRILL ESADI Protocol nd tation ddress istribution nformation RFC6325 & draft-ietf-trill-esadi-02 (Expires: 2013-Aug-21)© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 37
  38. 38. TRILL ESADI Protocol 動作イメージ MAC RbridgeMAC Rbridge MAC Rbridge A RB-1 A RB-1 RB-5 A RB-1ホストA RB-3 RB-1 RB-4 Port1 RB-6 II MAC Rbridge MAC=A A RB-1フ I RB-2レ DA SA USER MAC Rbridgeー =B =A DATA A RB-1ム I. いずれかのRbridgeがMACを学習もしくは消去 II. ESADIプロコルにより該当VLANに属する全て のMAC学習テーブルが同期 ① © 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 38
  39. 39. ESADI Basics  ESADIはL2-IS-ISとは独立して動作する  TRILLのデータフレーム扱い  VLAN単位のDistribution Treeを通じて配布  ESADIによりRbidge間でのMAC学習テーブルは 同期される  BUMの低減  MAC削除時に直接接続されていない Bridge がMAC Age outまでブラックホールとなる状 況を回避© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 39
  40. 40. ESADI に関する注意概要がRFC6325にあるだけでまだRFC化されてません© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 40
  41. 41. 標準化動向© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 41
  42. 42. http://datatracker.ietf.org/doc/search/?name=TRILL&rfcs=on&activeDrafts=on&search_submit=© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 42
  43. 43. たくさん ありますが…© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 43
  44. 44. Fine-Grained Labeling© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 44
  45. 45. Status: WG Last Call© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 45
  46. 46. Fine-Grained LabelingVLANスケーラビリティの向上 Preamble/SFD Preamble/SFD Outer MAC (DA,SA,802.1Q) Ether Type (=TRILL) / Size Outer MAC (DA,SA,802.1Q) Ether Type (=TRILL) / Size TRILL Header TRILL Header Dst MAC Src MAC Dst MAC Src MAC Inner Label High Etype 0x893b 802.1Q Etype 0x8100 Inner Label Low Etype 0x893b Ether Type / Size Ether Type / Size Payload Payload VLAN 12bit = 4k FGL 24bit = 16M CRC/FCS CRC/FCS Original TRILL FGL© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 46
  47. 47. FGL Basics  VLAN-ID4096個の壁の突破  4,096*4,096=16,777,216個のネットワーク  802.1ad (Q-in-Q)の様に STAG, CTAG の2段構 成ではなく16M個をフラットに利用可能 4,096倍 VLAN-ID 4,096個 FGL 16,777,216個© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 47
  48. 48. FGL Basics  FGLのエッジポート  Untag/802.1QタグをFGLにマッピングし、同 一のフラッディングドメインを構成する  結果としてFGLネットワークはVLANタグ変 換機能も持つ事になる → VPLSのインスタンスに類似 マッピング マッピング CVLAN 10 FGL 1000 CVLAN 20 VLAN変換© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 48
  49. 49. マルチテナントの考慮  VLAN重複の許容 マッピング マッピング CVLAN 10 FGL 1000 CVLAN 10テナントA CVLAN 10 FGL 2000 CVLAN 10テナントBテナントAとテナントBは重複する CVLAN10を利用しているが、マッピングされているFGLが異なる為、別のネットワークとして動作© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 49
  50. 50. 802.1adとの共存  相互マッピング  802.1ad のVLANスペース 4,096x4,096 と同等の空 間を持っている為、802.1ad と相互マッピングも可能 マッピング マッピング SVLAN 200 SVLAN 200 FGL 819,210 CVLAN 10 CVLAN 10テナントA (4,096*200+10) CVLAN 100 CVLAN 100 FGL 409,610 CVLAN 10 CVLAN 10テナントB (4,096*100+10) 単純にCTAGをInner Label Low に、STAGをInner Label Highに割り当てた例© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 50
  51. 51. TRILLの実装© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 51
  52. 52. IETF標準TRILLの実装 ベンダ 実装 Control Plane Data Plane Solaris 11 OSの標準機 OSの標準機 Oracle (*2) 能として動作 能として動作 NUST Linux Quaggaにtrilld Linux Kernel (*1) (*3) を実装 に拡張 (*1) National University of Sciences & Technology (NUST), Pakistan (*2) http://docs.oracle.com/cd/E26924_01/html/E25834/rbridgesoverview.html (*3) http://www.ietf.org/proceedings/84/slides/slides-84-trill-2.pptx© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 52
  53. 53. TRILL Like な商用実装© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 53
  54. 54. どこが TRILL *Like*? ベンダ 実装 Control Plane Data Plane Fabric Path Pre Standard(*3), Pre Standard(*3), Cisco (*1) L2MP 独自フレーム VCS Fabric FibreChannel標準 IETF標準 Brocade (*2) FSPF(*4) フレーム (*1) http://www.cisco.com/web/JP/product/hs/switches/nexus7000/prodlit/white_paper_c11- 605488.html (*2) http://www.brocadejapan.com/solutions-technology/technology/vcs-technology/overview (*3) TRILLの標準化に先行してI-Dベースの情報とProprietary技術の組合せで実装, IS-IS ベース (*4) FibreChanel標準 (T11 FC-SW-2) からImport, IS-ISベース http://www.t11.org/t11/stat.nsf/89dcdcf87b06cf7e85256ebd000a3a96/70d54e897278fd078525660b 0071c502?OpenDocument© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 54
  55. 55. なんで独自実装ばっかで IETF TRILL はさっぱりこないのか© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 55
  56. 56. 標準化の遅れ© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 56
  57. 57. CY2010Q2  Brocade VCS ファブリックのコンセプトを発表  Cisco Fabric Pathのコンセプトを発表 CY2010Q4  Brocade VCS 対応製品を発売 ???  Cisco Fabric Path 対応ファームウェアをリリース 商用実装が先行 CY2011-July  TRILLのコアとなるI-DがRFC化  RFC6325: Routing Bridges: Base Protocol Specification  RFC6326: TRILL Use of IS-IS  RFC6327: Routing Bridges: Adjacency  RFC6439: Routing Bridges: Appointed Forwarders© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 57
  58. 58. CY2013-Feb 現在  RFC化されていない基本機能  draft-ietf-trill-esadi-02 (MAC学習)  draft-ietf-trill-rbridge-channel-08 (コントロールメッセージの取り扱い)  draft-ietf-trill-rbridge-vlan-mapping-08 (VLAN PCPとのマッピング)  コアとなるRFCのリバイス  draft-ietf-isis-rfc6326bis-00 (RFC6326)  draft-ietf-trill-rbridge-extension-05 (RFC6325)  draft-ietf-trill-clear-correct-06 (RFC6325,6327,6439) WG Draft に限定し、機能拡張を 除いてもこれだけある© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 58
  59. 59. 実装の難しさ© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 59
  60. 60. Multi-Destination Shortest Path Distribution Tree とは限らない による配布 RootにBUM が集中する 最適Root配置は? 複数 Tree による 自動? 手動?Traffic Engineering? 障害時の 取り扱いは?© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 60
  61. 61. ターゲットの違い© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 61
  62. 62. RFC6325のターゲット アンチSTP 元々のSTPの領域 キャンパスLAN© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 62
  63. 63. 商用実装のターゲット http://www.cisco.com/web/JP/prod uct/hs/switches/nexus7000/prodlit /white_paper_c11-605488.html http://www.brocade.com/soluti ons- technology/technology/vcs- technology/ データセンタネットワーク© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 63
  64. 64. データセンタネットワークの要求とTRILLのカバー範囲 TRILLのカバー範囲 ○ ECMP 広帯域 ○ ブロックポートの排除 ○ L2ループの排除 耐障害性向上 △ 中継ノード故障時の高速切替 断時間の短縮 × マルチシャーシLAG × ロジカルシャーシ 管理工数の削減 × 増設時の設定工数の削減 × ハイパーバイザ連携 仮想化アシスト × VM Aware QoS ストレージ × 低遅延 トラフィック統合 × DCB, FCoE, Loss-less iSCSI対応© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 64
  65. 65. では残りの要求の実装は? TRILLでは満たせない要求 実装方法 △ 中継ノード故障時の高速切替 TRILL以外の標準技術 × マルチシャーシLAG × ロジカルシャーシ × 増設時の設定工数の削減 ベンダ固有拡張 × ハイパーバイザ連携 × VM Aware QoS × 低遅延 ハードウェア実装 × DCB,FCoE※,Loss-less iSCSI対応 TRILL以外の標準技術 ※BrocadeがFSPFを利用しているのは multihop-FCoE の為という側面もある© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 65
  66. 66. では残りの要求の実装は? 現状はベンダ固有拡張 に頼る部分が大きい© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 66
  67. 67. × TRILLスイッチを作った DCスイッチにTRILL○ の一部機能をいれた© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 67
  68. 68. データセンタ以外 でのTRILLの適用© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 68
  69. 69. DC以外のユースケース キャンパスLAN 元々の要求にはあっているが、コストが見合うか STPとの併用ではあまり意味がない ※ エンドユーザからの需要が増えればあり得る ※TRILL自体はSTPとの相互接続を考慮している メトロエリアイーサネット 既存のPB/PBB、MPLS/VPLSに対して優位性があるか OAMやBUM制御等の機能が必要  機能の大幅追加がないと厳しい どちらも今すぐには難しそう© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 69
  70. 70. まとめ© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 70
  71. 71.  TRILLはSTPにかわるループフリーの L2制御プロトコル  標準化は基本的な機能を含めてまだ まだまだ進行中 まとめ  商用実装はRFC準拠機能に加え、独 自機能を実装して製品化されている  現状はデータセンタでの利用がメイン© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 71
  72. 72. Questions?© 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 72
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