クラウドが直面する課題への提案2013年6月14日
Copyright ©2013 Midokura All rights reserved本セッションの目的2Ø  クラウドネットワークについてお悩みの方々対象者Ø  クラウドネットワーク固有の問題を洗い出し、その解法について考えてみる!狙い
Copyright ©2013 Midokura All rights reservedスピーカー紹介3ミドクラジャパン	高嶋隆一さくらインターネット	大久保修一
クラウドが直面する課題4大久保さん、	お願いします!
(C)Copyright  1996-‐‑‒2013  SAKURA  Internet  Inc.IaaSクラウドネットワークの課題さくらインターネット株式会社  研究所  ⼤大久保  修⼀一INTEROP2013  SDN  ShowCase
データセンターへの⼊入局や機器の設置といった物理理作業のすべてを代⾏行行するサービスサービスラインアップ6ハウジングサービス会員制サイト、キャンペーンサイトエンタープライズインターネットメール、Webサイト運営ネットビジネス、電⼦子商取引、動画...
クラウド化の流流れ•  所有から利利⽤用へ–  初期投資の軽減、資産不不要、財務的なメリット•  オンデマンド、セルフサービス–  必要なときにすぐに、必要なだけ•  災害対策(ディザスタリカバリ)–  東⽇日本⼤大震災にて、多くの⾃自治体が被...
データセンターネットワークの要件8あらゆるノードを即時に接続できる柔軟なネットワークが必要ネットワーク仮想化が必須コンピューティングリソースのプール化プラットフォーム化プライベート接続モビリティ
IaaSクラウドネットワークの構成例例9インターネット VPNルータ ルータコアL2スイッチToRスイッチホストサーバ ホストサーバToRスイッチ⼤大量量のVLANをあらかじめ設定
ボトルネックの表⾯面化10ネットワーク仮想化を進めていくと、思わぬボトルネックが表⾯面化する物理理環境の場合•  帯域•  ポート数•  バックプレーン容量量仮想環境の場合•  VLAN数•  MACアドレス数スケーラビリティに影響論論理理リソ...
East-‐‑‒Westトラフィックの爆発11仮想環境だとファイアウォールロードバランサWebサーバDBサーバ物理理環境だとトラフィックが4倍に膨れ上がる
仮想アプライアンスの性能12ハードウェアアプライアンス仮想アプライアンススループット仮想ルータや仮想ロードバランサなどHWに⽐比べると性能が出にくい
課題の整理理•  VLAN数の不不⾜足•  MACアドレス数の収容上限•  L2ネットワークのスケーラビリティ•  East-‐‑‒Westトラフィックの爆発•  仮想アプライアンスの性能13これらを解決するソリューションは?⾼高嶋さん、よろし...
Midokura & MidoNet超サマリ14
Copyright ©2013 Midokura All rights reserved“ミドクラと”は?15
Copyright ©2013 Midokura All rights reservedWhat’s MidoNet ?16MidoNet は、IaaS クラウド のためのネットワーク抽象化 プラットフォームです
Copyright ©2013 Midokura All rights reservedUpstream ISPThe InternetVMMidoNetCompute NodeVMMidoNetCompute NodeVMMidoNetCom...
クラウドが直面する課題【Discussion & Solution 編】18
Copyright ©2013 Midokura All rights reservedVLAN数19VID 4,096 の壁Photo	 Credit:	 Alex Barth	 via	 Compfight	 	 cc	 VLAN は便利だ...
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Copyright ©2013 Midokura All rights reservedMACアドレス数21VM高密度収容による限界VM を多重収容する事により、1スイッチあたりで学習しなくてはいけない MAC 数が激増Photo	 Credi...
Copyright ©2013 Midokura All rights reservedMACアドレス数22MidoNetの場合		Upstream ISPVMMidoNetCompute NodeVMMidoNetCompute NodeVM...
Copyright ©2013 Midokura All rights reservedL2 ネットワークのスケーラビリティ23フラット L2 への要求Photo	 Credit:	 skarpi - www.skarpi.is 	 via	 ...
Copyright ©2013 Midokura All rights reservedL2 ネットワークのスケーラビリティ24MidoNet の場合	Upstream ISPVMMidoNetCompute NodeVMMidoNetComp...
Copyright ©2013 Midokura All rights reservedEast-West トラフィックの爆発25ホスト間往復ビンタ問題ルータVM等、トラフィックを集約するVMを収容するノードへ負荷が集中してしまう
Copyright ©2013 Midokura All rights reservedEast-West トラフィックの爆発26MidoNet の場合従来のVirtual RouterUpstream ISP Upstream ISPBack...
Copyright ©2013 Midokura All rights reserved高レイヤネットワーク機能の性能上限27FW, Load Balancer, etc …Virtual Physicalまだまだ Virtual Applia...
Copyright ©2013 Midokura All rights reserved高レイヤネットワーク機能の性能上限28MidoNet の場合パケットフォワーディングと同じく分散処理の為、ボトルネックが発生しづらいVirtual Appl...
まとめ29
Copyright ©2013 Midokura All rights reservedまとめ30ü IaaSクラウドでは従来のネットワークと異なるボトルネックが発生しますü MidoNet は、分散アーキテクチャを持つIaaS のための ...
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20130614 Interop SDN ShowCase-OpenStage2-MidoNet with Sakura Internet

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Interop : SDN ShowCase OpenStageにて、さくらインターネットの大久保氏とのコラボセッションに使用しましたスライド。
MidoNetの概要、さくらインターネット様がお困りだったポイント、それにMidoNetがどう応えたかについてお話させて頂きました。

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20130614 Interop SDN ShowCase-OpenStage2-MidoNet with Sakura Internet

  1. 1. クラウドが直面する課題への提案2013年6月14日
  2. 2. Copyright ©2013 Midokura All rights reserved本セッションの目的2Ø  クラウドネットワークについてお悩みの方々対象者Ø  クラウドネットワーク固有の問題を洗い出し、その解法について考えてみる!狙い
  3. 3. Copyright ©2013 Midokura All rights reservedスピーカー紹介3ミドクラジャパン 高嶋隆一さくらインターネット 大久保修一
  4. 4. クラウドが直面する課題4大久保さん、 お願いします!
  5. 5. (C)Copyright  1996-‐‑‒2013  SAKURA  Internet  Inc.IaaSクラウドネットワークの課題さくらインターネット株式会社  研究所  ⼤大久保  修⼀一INTEROP2013  SDN  ShowCase
  6. 6. データセンターへの⼊入局や機器の設置といった物理理作業のすべてを代⾏行行するサービスサービスラインアップ6ハウジングサービス会員制サイト、キャンペーンサイトエンタープライズインターネットメール、Webサイト運営ネットビジネス、電⼦子商取引、動画・⾳音楽配信専⽤用サーバ  Platform  St専⽤用サーバ  Platform  Adレンタルサーバサービスハウジング専⽤用サーバサービスさくらのマネージドサーバさくらのレンタルサーバ1台を共有1台を専有1台    〜~    複数台・サービスの主な利利⽤用⽤用途仮想サーバサービスさくらのVPS仮想化技術を⽤用いて、1台の物理理サーバ上に複数の仮想サーバを構築し、仮想専⽤用サーバとして利利⽤用するサービスクラウドサービス⾼高性能サーバと拡張性の⾼高いネットワークを圧倒的なコストパフォーマンスで実現SNS、Webアプリケーション、SaaS、ASPリモートハウジング※⽯石狩データセンターで提供
  7. 7. クラウド化の流流れ•  所有から利利⽤用へ–  初期投資の軽減、資産不不要、財務的なメリット•  オンデマンド、セルフサービス–  必要なときにすぐに、必要なだけ•  災害対策(ディザスタリカバリ)–  東⽇日本⼤大震災にて、多くの⾃自治体が被害に–  情報拡散のため多くのクラウド環境が利利⽤用された7オンプレミスからクラウドへの移⾏行行が進んでいる
  8. 8. データセンターネットワークの要件8あらゆるノードを即時に接続できる柔軟なネットワークが必要ネットワーク仮想化が必須コンピューティングリソースのプール化プラットフォーム化プライベート接続モビリティ
  9. 9. IaaSクラウドネットワークの構成例例9インターネット VPNルータ ルータコアL2スイッチToRスイッチホストサーバ ホストサーバToRスイッチ⼤大量量のVLANをあらかじめ設定
  10. 10. ボトルネックの表⾯面化10ネットワーク仮想化を進めていくと、思わぬボトルネックが表⾯面化する物理理環境の場合•  帯域•  ポート数•  バックプレーン容量量仮想環境の場合•  VLAN数•  MACアドレス数スケーラビリティに影響論論理理リソースに注意
  11. 11. East-‐‑‒Westトラフィックの爆発11仮想環境だとファイアウォールロードバランサWebサーバDBサーバ物理理環境だとトラフィックが4倍に膨れ上がる
  12. 12. 仮想アプライアンスの性能12ハードウェアアプライアンス仮想アプライアンススループット仮想ルータや仮想ロードバランサなどHWに⽐比べると性能が出にくい
  13. 13. 課題の整理理•  VLAN数の不不⾜足•  MACアドレス数の収容上限•  L2ネットワークのスケーラビリティ•  East-‐‑‒Westトラフィックの爆発•  仮想アプライアンスの性能13これらを解決するソリューションは?⾼高嶋さん、よろしくお願いします。
  14. 14. Midokura & MidoNet超サマリ14
  15. 15. Copyright ©2013 Midokura All rights reserved“ミドクラと”は?15
  16. 16. Copyright ©2013 Midokura All rights reservedWhat’s MidoNet ?16MidoNet は、IaaS クラウド のためのネットワーク抽象化 プラットフォームです
  17. 17. Copyright ©2013 Midokura All rights reservedUpstream ISPThe InternetVMMidoNetCompute NodeVMMidoNetCompute NodeVMMidoNetCompute NodeMidoNetGateway NodeMidoNetGateway NodeBack-end NetworkNetwork State NodeNW State DB NW State DB NW State DB 物理トポロジ (アンダーレイ)BGP uplinkAPI NodeCloud Mgmt SystemOnlyrequirement isan IPreachability!MidoNet 超サマリ17VMUpstream ISPvPortvPortvPortvPortVM VMvPortvPortVM VMvPortTenant A Router Tenant A Bridge 1 Tenant A Bridge 2 Tenant B Bridge 1 Tenant B Router The Internet論理トポロジ (オーバーレイ)BGP uplinkMidoNet は個々のNW機器ではなく、論理トポロジ全体をエミュレートProvider Router Point!
  18. 18. クラウドが直面する課題【Discussion & Solution 編】18
  19. 19. Copyright ©2013 Midokura All rights reservedVLAN数19VID 4,096 の壁Photo Credit: Alex Barth via Compfight cc VLAN は便利だが IaaS クラウドのテナント識別子としてはあまりにも少ない
  20. 20. Copyright ©2013 Midokura All rights reservedVLAN数20MidoNetの場合 Upstream ISPVMMidoNetCompute NodeVMMidoNetCompute NodeVMMidoNetCompute NodeMidoNetGateway NodeMidoNetGateway NodeBack-end NetworkNetwork State NodeNW State DB NW State DB NW State DB BGP uplinkCloud Mgmt SystemAPI NodeVLANを利用しないトポロジエミュレーションの為、4,096 の壁に制限されずスケールアウトが可能Point!
  21. 21. Copyright ©2013 Midokura All rights reservedMACアドレス数21VM高密度収容による限界VM を多重収容する事により、1スイッチあたりで学習しなくてはいけない MAC 数が激増Photo Credit: the bpp via Compfight cc
  22. 22. Copyright ©2013 Midokura All rights reservedMACアドレス数22MidoNetの場合 Upstream ISPVMMidoNetCompute NodeVMMidoNetCompute NodeVMMidoNetCompute NodeMidoNetGateway NodeMidoNetGateway NodeBack-end NetworkNetwork State NodeNW State DB NW State DB NW State DB BGP uplinkCloud Mgmt SystemAPI NodeMAC学習結果はクラスタDB上の格納される為、スケールアウト可能。 大規模なMACエントリ数に対応Point!物理サーバのデータパス上にプログラミングされるものは実際に収容するVMの通信が発生したもののみPoint!
  23. 23. Copyright ©2013 Midokura All rights reservedL2 ネットワークのスケーラビリティ23フラット L2 への要求Photo Credit: skarpi - www.skarpi.is via Compfight cc ホストOS が同一セグメントにいる事を要求する機能も多いが、既存のL2技術ではスケールしない
  24. 24. Copyright ©2013 Midokura All rights reservedL2 ネットワークのスケーラビリティ24MidoNet の場合 Upstream ISPVMMidoNetCompute NodeVMMidoNetCompute NodeVMMidoNetCompute NodeMidoNetGateway NodeMidoNetGateway NodeBack-end NetworkNetwork State NodeNW State DB NW State DB NW State DB BGP uplinkCloud Mgmt SystemAPI Node各 MidoNet Agent 間通信は GRE でカプセル化 → IP Reachability さえあればよい → IGP を用いた L3 スケールアウトが利用可能Point!
  25. 25. Copyright ©2013 Midokura All rights reservedEast-West トラフィックの爆発25ホスト間往復ビンタ問題ルータVM等、トラフィックを集約するVMを収容するノードへ負荷が集中してしまう
  26. 26. Copyright ©2013 Midokura All rights reservedEast-West トラフィックの爆発26MidoNet の場合従来のVirtual RouterUpstream ISP Upstream ISPBack-end NetworkUpstream ISP Upstream ISPBack-end NetworkNetwork機器をVMとしてエミュレーション Network Topology全体をエミュレーションMidoNetDrop DropDropDrop Ingressでのトポロジエミュレートにより、目的地となるホストに直接転送する為、”行って来い” が発生しないPoint!
  27. 27. Copyright ©2013 Midokura All rights reserved高レイヤネットワーク機能の性能上限27FW, Load Balancer, etc …Virtual Physicalまだまだ Virtual Appliance が Hardware Applianceに性能で及ばない *事もある*© @m_asama
  28. 28. Copyright ©2013 Midokura All rights reserved高レイヤネットワーク機能の性能上限28MidoNet の場合パケットフォワーディングと同じく分散処理の為、ボトルネックが発生しづらいVirtual ApplianceL3外部接続に加え、VLANタグ付きのL2外部接続をサポートし、外部のハードウェアアプライアンスとの連携が可能にHWとの連携
  29. 29. まとめ29
  30. 30. Copyright ©2013 Midokura All rights reservedまとめ30ü IaaSクラウドでは従来のネットワークと異なるボトルネックが発生しますü MidoNet は、分散アーキテクチャを持つIaaS のための SDN プラットフォームですü MidoNet は、オーバレイネットワークと分散処理によりトラフィック処理を最適化致します
  31. 31. Copyright ©2013 Midokura All rights reservedWe’re hiring !31Photo Credit: SimsiM` ! via Compfight cc 興味がある方は SDNShowcase内ミドクラ !
  32. 32. 32Thank you!

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