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Cloud Days Tokyo 2014 Spring 「80分でばっちり理解するOpenFlow」 NEC宮永直樹
- 1.
Cloud Days Tokyo2014 Spring
P-20C SDN/OpenFlow
80分でばっちり理解するOpenFlow
2014年3月7日
NEC 宮永 直樹
(提供:ONF)
- 2.
自己紹介
▌ 宮永 直樹
データセンター系ソリューションの拡販、コンサルに従事
ProgrammableFlowというOpenFlow対応製品の拡販
オーム社より「マスタリングTCP/IP OpenFlow編」を出版
あきみち、宮永直樹、岩田淳
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© NEC Corporation 2013
- 3.
- 4.
OpenFlowの歴史と研究開発&標準化動向
▌ 2007年:スタンフォード大学 “CleanSlate Program”が始まる
▌ 2009年 : スタンフォード大学 “Clean Slate Laboratory” 設立
OpenFlowコンソーシアムにて
OpenFlowプロトコルの研究開発&標準化
▌ 2011年3月: Open Networking Foundation 設立
OpenFlow/SDNの標準化、プロモーション
▌ 2012年5月: Open Networking Research Center (ONRC) 設立
OpenFlow/SDN関連次世代技術の研究開発
▌ 2013年4月: OpenDaylight 発足
OpenFlow/SDNのオープンソース開発
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© NEC Corporation 2013
- 5.
OpenFlowの標準化動向(ONF)
▌ONFの構成
2011年3月に設立、124社が加盟(2014年1月時点)
OpenFlowの標準スペックを策定(現在のスペックは1.4)
議論は基本的に非公開、グループ会社で1票の投票権
・Board:
Google, Facebook, DT,Verizon, Microsoft,
NTT Communications, Yahoo, GoldmanSachs,
Stanford, UC Berkeley, D.Pitt(Executive Director)
・TSG:
Broadcomm, NTT Communications, Microsoft,
BigSwitch, Google, HP, Cisco, GoldmanSachs,
Stanford
・Council:WG議長とE.D.で構成
・WG構成(WG議長):
Extensibility WG (HP)
Configuration & Management WG (Microsoft)
Testing & Interoperability WG (IXIA)
Hybrid WG (CISCO)
Market Education WG (Ciena)
Architecture & Framework WG (Big Switch)
Forwarding Abstractions WG (Brocade)
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© NEC Corporation 2013
- 6.
- 7.
Network Function Virtualization(NFV)
▌2012年10月ドイツで開催されたSDN and OpenFlow World Congressにおいて
世界の大手13のキャリアがNetwork Function Virtualization (NFV)関する
ホワイトペーパーを発表
(AT&T, BT, CenturyLink, China Mobile, Colt, Deutsche Telekom, KDDI, NTT, Orange, Telecom Italia, Telefonica, Telstra, Verizon)
▌目的は、現状「専用装置」で構成されている固定/モバイルNWを「汎用サーバー
上の仮想アプライアンス」で構成することにより、コモディティ化すること
他、ベンダロックインの回避、コストの削減、標準化によるサービス追加・変更の
容易化など
▌ETSIの下部組織として
NFV を検討する Industry
Specification Group (ISG)
を立ち上げ
※メンバーはONFに近いメンバー
出典:
http://portal.etsi.org/NFV/NFV_White_Paper.pdf
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© NEC Corporation 2013
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- 10.
フローテーブル
▌ 1.0のフローテーブル
ヘッダフィールド、カウンタ、アクションの3つ構成されるフロー
エントリを持つ
パケットの12個のフィールドを指定可能
ヘッダフィールドでマッチするか条件を書き、転送やフィールド
の書き換えのアクションを行う
複数の端末を同じIPアドレスにして、MACアドレスを書き換え
ながら転送するなんて荒業も
Ingress Dst
Port
MAC
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Src Ether
MAC Type
© NEC Corporation 2013
VLAN VLAN Dst Src IP
IP
id Priority IP IP Proto ToS
TCP/UDP TCP/UDP
Src Port Dst Port
Data
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基礎的なメッセージ
▌ 初期
▌ ハンドシェイク
▌Echo
TCP6633
Feature要求・応答 Echo要求/応答
SecureChannel サポートされている スイッチ・コントローラ
TLS
機能の確認
両方から
コネクション確立
KeepAlive的に利用
Helloメッセージ
バージョンのネゴ
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- 31.
なぜ今ネットワークの仮想化が話題になるのか?(おさらい)
▌ 事業者・企業においてサーバ仮想化が普及
→ ネットワークの対応が必要に
VMマイグレーションのために、同じセグメントを複数のサーバに
接続しなくてはならない。
同じセグメントを接続するために、スイッチも設定する必要がある。
VLANが増えてくると、一つ一つのスイッチに設定するのが大変。
論理ネットワーク
物理ネットワーク
サーバ1
サーバ2
ルータ
VLAN ID:100
VLAN ID:
100,101
マイグレーション
VLAN ID:
100,101
VLAN ID:101
複数の物理サーバ間で、VMを
マイグレーションさせるために
VLANを延長
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© NEC Corporation 2013
スイッチ1
スイッチ2
サーバ追加時やセグメント追加時に
都度VLANを設定するのが面倒
- 32.
ネットワーク仮想化の2つの方式 ①スイッチの集中管理
▌ VLANの設定を集中管理して、簡単に
複数のスイッチを1台の大きなスイッチのようにする
どこにつないでもOK!→どこにマイグレーションしてもOK
VLAN
100
VLAN
101
VLAN
100
VLAN
101
仮想スイッチ
HyperVisor
仮想スイッチ
HyperVisor
サーバ1
サーバ2
OpenFlow
スイッチ1
、
OpenFlow
スイッチ2
集中管理で各ポートへの
VLANの設定不要。
TAGをみて適切に処理
OpenFlow
コントローラ
OpenFlowは、ただの「コンフィグの集中管理」ではなく
L2の経路制御を集中管理→VLANの設計・設定から開放
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© NEC Corporation 2013
- 33.
ネットワーク仮想化の2つの方式 ②エッジオーバーレイ
▌ L2のトンネルによりVLANを延長
物理スイッチを変更せず、仮想スイッチやロードバランサ
によりサーバ間のセグメントを延長
VLAN
100
VLAN
101
VLAN
100
VLAN
101
仮想スイッチ
HyperVisor
仮想スイッチ
HyperVisor
サーバ1
サーバ2
仮想スイッチ間で
トンネリング
トンネルは一つのIP
通信となるので、物
理的なスイッチは変
更不要
スイッチ1
スイッチ2
速度が必要な場合にはH/Wでオフロードする必要がある
大きなL2ネットワークの運用はちょっと大変
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© NEC Corporation 2013
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OpenFlowのバージョン
▌ 2009年12月 OpenFlow1.0
▌ 2011年2月 OpenFlow 1.1
▌ 2011年12月 OpenFlow 1.2
▌ 2012年6月
OpenFlow 1.3
2012年9月
OpenFlow 1.3.1
2013年4月
OpenFlow 1.3.2
▌ 2013年8月
OpenFlow 1.4
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OpenFlow 1.4の主な変更点
OpenFlow 1.4
▌オプティカルデバイス用の機能
▌ TCP/UDPポート番号の変更
▌ 複数のOpenFlowメッセージをひとつの機能としてbundle
できるように
▌ 複数コントローラでの運用時の機能追加
▌ フローテーブルの空き容量に関する機能
▌ 各種エラーメッセージの充実
▌ その他色々
Layer1(物理レイヤ)への適用で
領域拡大
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OpenFlowの相互接続状況(NECの例)
▐ Interop Tokyo2013 では、NECのOpenFlowコントローラである UNIVERGE
PF6800が、他社のOpenFlowスイッチとの相互接続に参加。
PF6800
Northband
API
A10
Radware
Software-Defined Networking
Arista
Multi-Vendor OpenFlow Network
Centec
Brocade
(トーメン)
DELL IBM
Juniper
PICA8
(NCLC)
▌ NECのOpenFlowスイッチである UNIVERGE PF5240は、他社
OpenFlowコントローラとの相互接続にも参加
IXIA
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NTTDATA
© NEC Corporation 2012
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論理層の監視にみるうれしさ
▌ VTN FaultというSNMPTrap
VTNの論理IF間で物理的な経路がなくなった場合に発生
▌ DB化のメリット
どのお客様のシステムに影響がでているかを瞬時に把握
NetConfやSNMPでやろうとすると、ユーザ側でDBを作成し、トポ
ロジもリアルタイムでアップデートするなど、ものすごく大変
論理ネットワーク上届かない
領域ができたことを検知
VTN Fault
VTN1
PFC
障害
障害
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クラウドのスケールアウト型では
二重障害の想定が必要!
Copyright (c) NEC Corporation 2012.
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SDNによるソリューションの例
Interop Tokyo 2013SDN ShowCaseデモ
IaaSにおけるネットワーク運用自動化のデモンストレーション
~ハイレベルな運用環境を
実現したい企業・事業者様むけ~
~カスタマイズしたい
SI力のある事業者様むけ~
クラウドマネージャ
クラウドマネージャ
Coud Manager
vDC Automation
サービス
利用者
仮想サー
バ
コントロー
ラ
仮想サーバ
コントローラ
ネットワークプール
サーバプール
ネットワークプー
ル
サーバプール
IaaS
管理者
ご協力:A10ネットワークス株式会社様(ロードバランサ)、フォーティネットジャパン株式会社様(ファイアウォール)
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Copyright (c) NEC Corporation 2012.
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まとめ
▌ OpenFlowの標準化
1.0から1.3、1.4で大きく進歩
非常にプリミティブ(原始的)なプロトコル
なにに使えるの?→なにかをやろうとしたときに使えるもの
詳しくは「マスタリングTCP/IP OpenFlow編」をどうぞ
▌ 製品の実装
マルチベンダでスイッチ、コントローラがでてきてます。
1.0、1.3の相互接続やってます。
OpenFlowファブリック、そこそこ完成してきています。
▌ SDN
課題は大規模な「クラウド」のネットワーク管理
OpenStackのNW運用動化などのソリューション
- 67.