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Naoya Takeda
Senior Systems Engineer
Jun 8, 2016
次世代サービス チェイニング NSH
欲しいサービスを、必要な時に、必要なだけ
展開スピード
ユーザ毎のサービス定義
シンプルな設定と管理
End-to-End サービス提供
即時開通可能なオンデマンド サービス
カスタマイズされたショッピング ポータル
柔軟な変更
クラウドとのセキュアでシームレスな連携
多種多様化するユーザの要求 サービスプロバイダーに求められるもの
サービス チェイニングによる柔軟なネットワークの実現
サービス チェインとは?
一つのサービスとして提供される単一または複数の機能の集まり
• How this linkage can happen ?
• Hmmm… many ways
• We will learn quite a bit of it today
• A classifier and mapping logic function ensures traffic matching the policy is
directed towards the service chain
• The policy can be as simple as match on VLAN or VRF or match flow rules
• Or it could be complex policies including subscriber ID and application parameters
NAT FW DPI FW LB
Web
Web
Classifier
& Mapping
Logic
Classifier
& Mapping
Logic
Classifier
& Mapping
Logic
• Service Function の例:NAT, FW, IPS, DPI, ロードバランサ
• VLAN スティッチングや PBR、ルーティング等による強制的なパス操作
• Hop-by-Hop でスタティックな変更のため、スケールしない
• アンダーレイに依存した管理、全体視点の欠如
従来のサービス チェイニングは大変
IPSFWNAT DPI
設定変更 設定変更 設定変更
複雑な設計静的&手作業 効率性低下
NSH によって全ての課題を解決
 アンダーレイに依存しないサービス管理
 動的なサービス プロビジョニングとオーバーレイ
 メタデータに基づいたポリシー決定
NSH
Powered
IPSFWNAT DPI
サービスID
の指定
サービスIDに対応する
ポリシーに応じて
自動的にオーバーレイ
オーバーレイの選択肢
VXLAN-GPE,
LISP, MPLS
シンプルな設計動的&自動 End-to-End
NSH アーキテクチャ
Service
Function (SF)
仮想
Service
Function (SF)
物理
Service
Function (SF)
仮想
Service
Function (SF)
物理
サービス チェイニング
オーケストレーション
(v)switch
フォワー
ディング
Service Function
Forwarder (SFF)
コントロール
プレーン
ポリシー
プレーン
(v)switch
フォワー
ディング
Service Function
Forwarder (SFF)ネットワーク
オーバーレイ
+サービスヘッダ
サービスヘッダ
Service
Classifier
(SC)
Service
Classifier
(SC)
オーケストレーション
サービス チェインの定義とサービス パスの作成
データプレーン
トラフィック ステアリングとメタデータ
コントロール/ポリシープレーン
ポリシーに準じたサービス チェインの作成
NSH Powered
• ネットワークサービス ヘッダ (NSH) にメタデータとサービス パス情報を記載
• アウター ヘッダとしてパケットに NSH を付与
• Mandatory: ベース ヘッダ (4-bytes) + サービス パス ヘッダ (4-bytes) + コンテキスト ヘッダ (4-bytes) x4
• Optional: 可変長のコンテキスト ヘッダ
NSH ヘッダ フォーマット
0
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9
3
0
1
Ver O C R R R R R R Length (6) MD Type (8) Next Protocol (8)
Service Path Identifier (24) Service Index (8)
Mandatory Context Header (1) - Network Platform Context
Mandatory Context Header (2) - Network Shared Context
Mandatory Context Header (3) - Service Platform Context
Mandatory Context Header (4) - Service Shared Context
Optional Variable Length Context Headers
ペイ ロード
NSH 活用例:オーケストレーション
Open DayLight
コントローラ
SFC
アプリケーション
REST
NETCONF/YANG
SF1 = vNBAR SF2 = vASA SF(N) = vDNS
マイクロ DC
…
① サービス チェインを定義し、サービス
パスを作成
② コントロール/ポリシー プレーンが
サービス チェインとポリシーをプログラム
MPLS-VPN
Internet
パブリック クラウド
NSH Powered
PE
NSH 活用例:データ プレーン NSH Powered
Service
Classification
(SC)
Service Function Forwarder (SFF)
SF1 = vNBAR SF2 = vASA SF(N) = vDNS
マイクロ DC
…
IP
Payload
③ ポリシーに基づいてパケットを分類し、
NSH ヘッダを付与
• Service Path ID (SPI) = 100
• Service Index (SI) = 255
• メタ データ
MPLS-VPN
Internet
パブリック クラウド
Open DayLight
コントローラ
SFC
アプリケーション
REST
NETCONF/YANG
PE
NSH 活用例:データ プレーン NSH Powered
Service
Classification
(SC)
Service Function Forwarder (SFF)
SF1 = vNBAR SF2 = vASA SF(N) = vDNS
マイクロ DC
…
④ SFF がパケットを SF に送信
• SFF は NSH ヘッダを見て転送先を決定
• オーバーレイ ヘッダを挿入(VxLAN-GPE/GRE)
• SF(n) に向けてパケットを送信
MPLS-VPN
Internet
パブリック クラウド
Open DayLight
コントローラ
SFC
アプリケーション
REST
NETCONF/YANG
PE
NSH 活用例:データ プレーン NSH Powered
Service
Classification
(SC)
Service Function Forwarder (SFF)
SF1 = vNBAR SF2 = vASA SF(N) = vDNS
マイクロ DC
…
Terminate
⑤ SF
• オーバーレイ ヘッダを剥がして NSH ヘッダを見る
• SI はホップごとに 1 ずつ減算
• メタ データも利用可能
• オーバーレイ ヘッダを付与して SFF に戻す
MPLS-VPN
Internet
パブリック クラウド
Open DayLight
コントローラ
SFC
アプリケーション
REST
NETCONF/YANG
PE
NSH 活用例:データ プレーン NSH Powered
Service
Classification
(SC)
Service Function Forwarder (SFF)
SF1 = vNBAR SF2 = vASA SF(N) = vDNS
マイクロ DC
…
⑥ SFF
• オーバーレイ ヘッダを剥がして NSH ヘッダを確認
• 再度オーバーレイ ヘッダを挿入 (VxLAN-GPE/GRE)
• SF(n) に向けてパケットを送信
MPLS-VPN
Internet
Open DayLight
コントローラ
SFC
アプリケーション
REST
NETCONF/YANG
PE
NSH 活用例:データ プレーン NSH Powered
Service
Classification
(SC)
Service Function Forwarder (SFF)
SF1 = vNBAR SF2 = vASA SF(N) = vDNS
マイクロ DC
…
⑦ SFF Terminate
• サービス チェイニング完了
• 通常のフォワーディングを再開
• メタ データをもとにトラフィック ステアリング
MPLS-VPN
Internet
パブリック クラウド
Open DayLight
コントローラ
SFC
アプリケーション
REST
NETCONF/YANG
PE
IP
Payload
MPLS
IP
Payload
MPLS
IP
Payload
• IETF における標準化活動
Service Function Chaining (SFC) working group
http://datatracker.ietf.org/wg/sfc/charter/
Network Service Header
https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-sfc-nsh
• 各標準化組織への貢献 ETSI NFV, BBF, 3GPP, ONF, ATIS
• 様々なオープンソース ソフトウェアへの貢献 OVS, OpenDaylight
NSH はオープンなプロトコル
• NSH は、動的で柔軟なサービス チェイニングを可能にする
パワフルなソリューション
• NSH をサポートした Cisco 製品が今年中(2016年中旬頃)
に出荷開始予定
• サービスプロバイダーブースにて NSH with OpenDayLight
のデモンストレーション実施中!!
Key Takeaway
【Interop Tokyo 2016】 次世代サービス チェイニング NSH (Network Service Header)

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JAWS DAYS 2024 E-3 ランチにまつわるちょっといい話 〜給食がない町の小中学生に温かい昼食を〜
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チームで開発するための環境を整える
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【Interop Tokyo 2016】 次世代サービス チェイニング NSH (Network Service Header)

  • 2. 欲しいサービスを、必要な時に、必要なだけ 展開スピード ユーザ毎のサービス定義 シンプルな設定と管理 End-to-End サービス提供 即時開通可能なオンデマンド サービス カスタマイズされたショッピング ポータル 柔軟な変更 クラウドとのセキュアでシームレスな連携 多種多様化するユーザの要求 サービスプロバイダーに求められるもの サービス チェイニングによる柔軟なネットワークの実現
  • 3. サービス チェインとは? 一つのサービスとして提供される単一または複数の機能の集まり • How this linkage can happen ? • Hmmm… many ways • We will learn quite a bit of it today • A classifier and mapping logic function ensures traffic matching the policy is directed towards the service chain • The policy can be as simple as match on VLAN or VRF or match flow rules • Or it could be complex policies including subscriber ID and application parameters NAT FW DPI FW LB Web Web Classifier & Mapping Logic Classifier & Mapping Logic Classifier & Mapping Logic • Service Function の例:NAT, FW, IPS, DPI, ロードバランサ
  • 4. • VLAN スティッチングや PBR、ルーティング等による強制的なパス操作 • Hop-by-Hop でスタティックな変更のため、スケールしない • アンダーレイに依存した管理、全体視点の欠如 従来のサービス チェイニングは大変 IPSFWNAT DPI 設定変更 設定変更 設定変更 複雑な設計静的&手作業 効率性低下
  • 5. NSH によって全ての課題を解決  アンダーレイに依存しないサービス管理  動的なサービス プロビジョニングとオーバーレイ  メタデータに基づいたポリシー決定 NSH Powered IPSFWNAT DPI サービスID の指定 サービスIDに対応する ポリシーに応じて 自動的にオーバーレイ オーバーレイの選択肢 VXLAN-GPE, LISP, MPLS シンプルな設計動的&自動 End-to-End
  • 6. NSH アーキテクチャ Service Function (SF) 仮想 Service Function (SF) 物理 Service Function (SF) 仮想 Service Function (SF) 物理 サービス チェイニング オーケストレーション (v)switch フォワー ディング Service Function Forwarder (SFF) コントロール プレーン ポリシー プレーン (v)switch フォワー ディング Service Function Forwarder (SFF)ネットワーク オーバーレイ +サービスヘッダ サービスヘッダ Service Classifier (SC) Service Classifier (SC) オーケストレーション サービス チェインの定義とサービス パスの作成 データプレーン トラフィック ステアリングとメタデータ コントロール/ポリシープレーン ポリシーに準じたサービス チェインの作成 NSH Powered
  • 7. • ネットワークサービス ヘッダ (NSH) にメタデータとサービス パス情報を記載 • アウター ヘッダとしてパケットに NSH を付与 • Mandatory: ベース ヘッダ (4-bytes) + サービス パス ヘッダ (4-bytes) + コンテキスト ヘッダ (4-bytes) x4 • Optional: 可変長のコンテキスト ヘッダ NSH ヘッダ フォーマット 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3 0 1 Ver O C R R R R R R Length (6) MD Type (8) Next Protocol (8) Service Path Identifier (24) Service Index (8) Mandatory Context Header (1) - Network Platform Context Mandatory Context Header (2) - Network Shared Context Mandatory Context Header (3) - Service Platform Context Mandatory Context Header (4) - Service Shared Context Optional Variable Length Context Headers ペイ ロード
  • 8. NSH 活用例:オーケストレーション Open DayLight コントローラ SFC アプリケーション REST NETCONF/YANG SF1 = vNBAR SF2 = vASA SF(N) = vDNS マイクロ DC … ① サービス チェインを定義し、サービス パスを作成 ② コントロール/ポリシー プレーンが サービス チェインとポリシーをプログラム MPLS-VPN Internet パブリック クラウド NSH Powered PE
  • 9. NSH 活用例:データ プレーン NSH Powered Service Classification (SC) Service Function Forwarder (SFF) SF1 = vNBAR SF2 = vASA SF(N) = vDNS マイクロ DC … IP Payload ③ ポリシーに基づいてパケットを分類し、 NSH ヘッダを付与 • Service Path ID (SPI) = 100 • Service Index (SI) = 255 • メタ データ MPLS-VPN Internet パブリック クラウド Open DayLight コントローラ SFC アプリケーション REST NETCONF/YANG PE
  • 10. NSH 活用例:データ プレーン NSH Powered Service Classification (SC) Service Function Forwarder (SFF) SF1 = vNBAR SF2 = vASA SF(N) = vDNS マイクロ DC … ④ SFF がパケットを SF に送信 • SFF は NSH ヘッダを見て転送先を決定 • オーバーレイ ヘッダを挿入(VxLAN-GPE/GRE) • SF(n) に向けてパケットを送信 MPLS-VPN Internet パブリック クラウド Open DayLight コントローラ SFC アプリケーション REST NETCONF/YANG PE
  • 11. NSH 活用例:データ プレーン NSH Powered Service Classification (SC) Service Function Forwarder (SFF) SF1 = vNBAR SF2 = vASA SF(N) = vDNS マイクロ DC … Terminate ⑤ SF • オーバーレイ ヘッダを剥がして NSH ヘッダを見る • SI はホップごとに 1 ずつ減算 • メタ データも利用可能 • オーバーレイ ヘッダを付与して SFF に戻す MPLS-VPN Internet パブリック クラウド Open DayLight コントローラ SFC アプリケーション REST NETCONF/YANG PE
  • 12. NSH 活用例:データ プレーン NSH Powered Service Classification (SC) Service Function Forwarder (SFF) SF1 = vNBAR SF2 = vASA SF(N) = vDNS マイクロ DC … ⑥ SFF • オーバーレイ ヘッダを剥がして NSH ヘッダを確認 • 再度オーバーレイ ヘッダを挿入 (VxLAN-GPE/GRE) • SF(n) に向けてパケットを送信 MPLS-VPN Internet Open DayLight コントローラ SFC アプリケーション REST NETCONF/YANG PE
  • 13. NSH 活用例:データ プレーン NSH Powered Service Classification (SC) Service Function Forwarder (SFF) SF1 = vNBAR SF2 = vASA SF(N) = vDNS マイクロ DC … ⑦ SFF Terminate • サービス チェイニング完了 • 通常のフォワーディングを再開 • メタ データをもとにトラフィック ステアリング MPLS-VPN Internet パブリック クラウド Open DayLight コントローラ SFC アプリケーション REST NETCONF/YANG PE IP Payload MPLS IP Payload MPLS IP Payload
  • 14. • IETF における標準化活動 Service Function Chaining (SFC) working group http://datatracker.ietf.org/wg/sfc/charter/ Network Service Header https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-sfc-nsh • 各標準化組織への貢献 ETSI NFV, BBF, 3GPP, ONF, ATIS • 様々なオープンソース ソフトウェアへの貢献 OVS, OpenDaylight NSH はオープンなプロトコル
  • 15. • NSH は、動的で柔軟なサービス チェイニングを可能にする パワフルなソリューション • NSH をサポートした Cisco 製品が今年中(2016年中旬頃) に出荷開始予定 • サービスプロバイダーブースにて NSH with OpenDayLight のデモンストレーション実施中!! Key Takeaway