Disaggregated Junos Software Infrastructure

Disaggregated Junos
Software Infrastructure
Providing an open and programmable platform for innovation
Juniper Networks, K.K.

この資料について
本資料は、Disaggregated Junosと呼ばれる、次世代ソフトウェアアーキテク
チャとそれによる優位性、オープン性を解説します。
本資料はAPIについて説明するものではありません。APIに関してはそれぞ
れのAPIに対応する資料をご参照ください。
いくつかのUse Caseをご紹介していますが、これらは技術的な実現可能性
のサンプルを示しており、現時点でJuniperより販売されているソリューション
ではありませんので、ご注意ください。

Agenda
• Disaggregated Junosによるオープン性とプログラマビリティの実現
• Junosの進化
• アーキテクチャの優位性
• Disaggregated Junosによってもたらされるもの
• ユースケース
• アーキテクチャの概要
• コンポーネントの解説
• 各コンポーネントへの接続

Disaggregated Junos Software:
オープン性とプログラマビリティの実現
Platform for Innovation

Disaggregated Junos Software
Disaggregated Junosは、ユーザがサードパーテ
ィのアプリケーションやツールをルータ、スイ
ッチ、セキュリティデバイスに搭載することを
可能とします。コントロールプレーンとデータ
プレーンは並列に動作し、これらの機能はゲス
トアプリケーションやオーケストレーションツ
ールから、APIを用いて直接かつ容易にアクセ
スすることが可能です。

Disaggregated Junosの目的
• プラットフォームのソフトウェアとネットワークの機能をハードウェアから完
全に分離したアーキテクチャの提供
• ハードウェアベースのフォワーディングエンジンに対して、標準のオープン
API(SDK)による直接的な接続を提供
• Junosに対する3rdパーティーパッケージ統合の必要性の排除
• 完全にオープンなコンテナ及び仮想マシンのサポート
• 仮想プラットフォームの提供
• 完全にオープンでプログラマブルなプラットフォームの提供

Junosの進化
Junos
• Control Plane
– BGP, MPLS, OSPF
• Forwarding Engine
– ACL, Fib, Mac Tables
• Platform Drivers
– Fan, Power Supply…
• KVMによる仮想化
– 仮想化されたJunos
– Control planeの仮想
的な二重化による
ISSU
• 1CPUを共有
• 全てのコンポーネントは
Junosに含まれる
Linux
Junos VM
• H/Wから分離されたJunos VM
– Control Planeのみ
• Forwarding PlaneはLinux上でネイティブに動作
– CLIや3rd partyツールによる自動化
– コントローラまたはネイティブな管理エージェント
• ネイティブなLinux上のプラットフォームドライバ
– Linuxベースドライバの有効活用
• VMとコンテナのサポート
– あらゆるVMとコンテナ、バイナリのサポート
Linux
Platform
Software
PFE Software
3rd Party
(VM/Container)
A
P
I
s
VNF
Junos VM

パフォーマンスの向上
完全な仮想化
Linuxエコシステムの活用
RPM ベースのパッケージ管理
プログラマビリティ
Disaggregated Junosによるアドバンテージ
真にオープンでプログラマブルな
システムの創造

完全な仮想化
• Junosコンポーネントのモジュラー化による
Linux上でのネイティブ動作
• Junosをハードウェアから独立させることに
よる、コントロールプレーンのみへの特化
• ソフトウェアとフォワーディングプレーン間の
広帯域な専用接続の提供
• Junosソフトウェアの特定CPUへのpinning
• 3rd Partyアプリケーションはその他のCPU
コアで動作

完全な仮想化
• 標準的なx86 CPU上の仮想サーバ技術の使用
(KVM等)
• コントロールプレーンの仮想化によるISSUの提供
• 3rd Partyアプリケーションを許容するVM/コンテナ/
ネイティブLinux環境の提供
• ネイティブなLinuxツール(例: Nagios)をJuniperに
よるパッケージングなしで利用可能
• 仮想インフラからフロントパネル・ポートへの専用
接続

完全な仮想化
• あらゆるアプリケーションの、ネイティブな
RPM、コンテナ、VMを用いたインストール
• ネイティブLinux環境への完全なアクセス
• あらゆる3rd Partyアプリケーションを動作
させる事が可能な仮想化環境
• Puppet, Chef, Python 等のJunosコント
ロールプレーン外での動作
• Linux向けの豊富なデバイスドライバを活
用することが可能

完全な仮想化
• RPM Package Managerによる依存関係の
管理とソフトウェアパッケージのアップグ
レード
• Junos向けのポイント・リリース(PFEやデバ
イスドライバ)
• コンポーネント単位でのアップグレード
• RPM SPECファイルによる依存関係の管理
• ユーザ自身またはJuniperの提供するリポ
ジトリによる、選択的なシステムやパッケー
ジのアップグレード

完全な仮想化
• 外部または内部からのAPIを利用した3rd
Partyソフトウェアによる設定の変更*
• コントロールプレーンAPI
– JET – ネットワークプロトコルやACL, インターフェイスなどの
設定を提供
• データパスAPI
– OpenHAL –SAI (Switch Abstraction Interface, OpenNSL,
OpenXP, and other vendor silicon APIs)を含む
• プラットフォームAPI
– ファン, 光学モジュール, 電源ユニットに関する操作を提供
*This is how programmability will evolve.

Disaggregated Junosによって
もたらされるもの

監視と分析
仮想化された
ネットワーク機能
Linux

監視と分析
• データプレーンへの直接的な
操作による監視と分析
• Nagios, Graylog, InMon, CAE
• 中央化されたロギング
• VMやコンテナのログを共有
• 3rd Partyユーティリティ(例:
Graylog)等をログ管理に利用可能
仮想化された
Linux

監視と分析 Linux
• SR-IOVに対応した内蔵NIC
• ハードウェアへの直接的なアクセス
によるパフォーマンスの向上
• Virtual Functionによる効率的な物
理デバイスの共有
• サービスチェイニングを提供
可能な内部スイッチ
• Linux Bridges
• Open vSwitch
仮想化された

• Linuxシェルへの直接アクセス
• プロビジョニングに使用するユーザイ
ンタフェイスとして、Linuxシェルか
Junos CLIかをユーザ自身が選択可
能
• /proc と /sysfs
• Linuxファイルシステム経由での統計
情報の取得
• 詳細なシステムのインベントリやリ
ソースの消費情報の取得
• Linux用の様々なツールによる情報の
収集や操作
監視と分析
仮想化された
Linux

Nagiosを使用した /sysfs の監視
• Nagiosはシステムリソースを関し
するために使用される3rd Party
アプリケーション
• システム上の全てのカウンタ情報
は/sysfsに出力される
• Nagiosはパラメータを元にした通
知を提供することができる
• これらのカウンタ情報の粒度は
Junosに提供される物よりも高精
度になる (例:パケットサイズ)

中央化されたロギング
• 全ての仮想化されたモジュールから
のログはJDM内に格納される
• それぞれのVMはSyslogをJDMに送
信する事が求められる
• ログ管理のための3rd Partyアプリ
ケーションであるGraylogを使うことに
よって、これらを統合的に管理する事
が可能

CAE (Cloud Analytics Engine)
• ローカルでの解析に加えて、詳細な
情報を外部の解析サーバに送信する
ことが可能
• CAEのコンポーネントはVM上で動作
し、QFXスイッチ上で動作させる場合、
完全にJunosから独立する
• フォワーディングプレーンに対して専
用のパスで接続し、フローに関する情
報を取得する

インベントリとリソース情報
• 全ての統計情報はXMLによって提供される
• show system inventory in CLI from jdm
• ユーザは全ての情報を取得する事が可能
• From Linux
• virsh cpu-stats vjunos0
• virsh dumpxml vjunos0 to dump current VM
configuration

RPMs
• RPMによる、それぞれのコンポーネント
単位での修正の提供:
• Linux (Base OS)
• Junos VM (Control Plane)
• Platform (System Hardware)
• PFE (Data Plane)
• パッケージの依存関係はRPMによって
管理される

Disaggregated Junosのアーキテクチャ

システム概要
• Junos はコントロールプレーン
• プラットフォームに依存する機能は
Junosからは取り除かれ、Linux上
で動作する
• ハードウェアドライバ
• フォワーディングエンジン
• それぞれのポイントでAPIが提供さ
れ、それによりシステム全体を管理
する事が可能
Native Linux Host OS
Packet Forwarding Engine
(PFE)
Platform Hardware
Platform Daemon
Platform Independent
Platform Dependent
Junos VM
Platform
Independent
Forwarding Daemon
Platform Independent
Platform Dependent
Hardware Abstraction Layer
JET
Front Panel Ports

仮想化環境の概要
• Juniper Device Manager (JDM)
• Linux上に配置されるUbuntuコンテナ
• 仮想環境の管理を行う
• オープンかつプログラマブルなツールチェー
ンのサポート
• LinuxまたはJunos CLIにより操作可能
• JDMによるSandbox環境の提供
• システムリソースの消費やホストOSに影響
を与えないために、アプリケーションはコン
テナ内で動作する
Native Linux Host OS
Packet Forwarding Engine
(PFE)
Platform Hardware
Front Panel Ports
Juniper
Device
Manager
(JDM)
SXE Ports
Junos VM
Platform
Independent
Container
3rd Party
Guest VM
3rd Party

Disaggregated Junosのコンポーネント

コンポーネントの概要
Linux
Juniper Device
Manager
Disaggregated Infrastructure
Forwarding Daemon Platform Daemon
Third-Party
Containers/ VMs
Junos VMs

ホストOS
提供するもの:
• カーネル, root ファイルシステム
• スイッチハードウェアのドライバ
• Open vSwitch
役割:
• オープンソースなLinuxベースの安定した環境
• SELinuxに準拠
• 標準的なサーバ向けユーティリティを内包
• プロセスの管理にはmonitが使用される
• 最新のKVM & QEMU
• コンテナのサポート
• VT-d, SR-IOVへの対応
Linux
Juniper Device
Manager
Third-Party
Containers/
VMs
Junos VMs

フォワーディングデーモン
提供するもの:
• PFEを管理するフォワーディングデーモン
役割:
• JunosとSDKとの間の通信を提供
• チップベンダーのSDKを使用したPFEハードウェアへの操作
• RPCをサポートするPFE SDKの提供
PFEのコントロール
Linux
Juniper Device
Manager
Third-Party
Containers/
VMs
Junos VMs

プラットフォームデーモン
提供するもの:
• プラットフォームに依存する機能の提供
役割:
• ハードウェアとコントロールプレーンの間の橋渡し
• 主なデーモン:
• Linux Chassis Manager
• (controls fans, Temp sensors, PSU, LEDs)
• CB Manager
• (controls forwarding asic to CPU connectivity)
柔軟なハードウェアサポートの提供
Linux
Juniper Device
Manager
Third-Party
Containers/
VMs
Junos VMs

ゲストVM / コンテナ
提供するもの:
• 3rd Partyアプリケーションのサポート
• RPMやコンテナ、ネイティブなLinuxアプリケーションのサ
ポート
役割:
• オープンかつプログラマブルな仮想化環境の提供
• Open vSwitchやSR-IOVによる接続性の提供
• 広帯域環境におけるサービスチェイニングを可能とする能力
• 仮想化環境の管理にはlibvirtを使用
• libvertはオープンソースで開発されている仮想化環境を管理するため
のAPIとツール群であり、様々なハイパーバイザをサポートする
• 多重化された仮想化環境をサポートする
仮想マシン
Linux
Juniper Device
Manager
Third-Party
Containers/
VMs
Junos VMs

Junos
提供するもの:
• コントロールプレーン
役割:
• ハードウェア関係の機能を持たないJunos
• ハードウェア関係の機能はLinux上に移動
• PFE (Packet Forwarding Engine)
• Platform hardware details (memory, cores…)
• 物理ハードウェアへの直接操作を一切行わない
• ネットワーク機能のためのコントロールプレーン
• OSPF, MPLS, EVPN, RSVP, LDP, BGP, …
VM上で動作するJunos
Linux
Juniper Device
Manager
Third-Party
Containers/
VMs
Junos VMs

Juniper Device Manager
提供するもの:
• VM のライフサイクル管理
• NIC (SR-IOV)/仮想スイッチの作成
• 内部ネットワークの管理
• 中央化されたロギングとイメージの管理
役割:
• システムへの入り口
• ユーザが操作可能なデフォルトのLinuxコンテナ
• ホストOSとユーザの変更可能な範囲のアイソレーション
• Linux上の一般的なアプリケーションの実行
(Root Container)
Linux
Juniper Device
Manager
Third-Party
Containers/
VMs
Junos VMs

各コンポーネントへの接続

異なるコンポーネントへの移動
• プラットフォームが起動
すると、まずJDMが起
動する。JDMはJunos
ベースのCLIを持つ
• 何種類かのコマンドに
よって、それぞれのコン
ポーネントに接続する
• JDMとVMの間では常に
SSHによるアクセスが
提供される
Root Container
(JDM)
Guest VM Host OS JDM CLI
まずはここにログイン
virsh console ssh hypervisor cli
JunosVM
virsh console
Container
virsh console

まとめ
• Disaggregated Junosは今後、スイッチ、ルータ、セキュリティ全てのプラットフォーム
に対して提供される
• 一般的なJunos CLIの提供に加えて、Linuxシェルへの直接アクセスが提供される
• 3rd Partyアプリケーションやドライバサポートなど、Linuxエコシステムを活用する
• RPMパッケージマネージャによる、コンポーネント単位でのソフトウェアアップグレード
の提供
• あらゆるネイティブアプリケーションやサードパーティのVNFを動作させることが出来
る仮想化環境の提供
データプレーンやコントロールプレーン、プラットフォーム依存の機能を含む
あらゆるAPIの提供と、それによる統合を実現

Disaggregated Junos Software Infrastructure

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (19)

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to Disaggregated Junos Software Infrastructure

Similar to Disaggregated Junos Software Infrastructure (20)

More from Juniper Networks (日本)

More from Juniper Networks (日本) (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (8)

Disaggregated Junos Software Infrastructure