2014年10月10日(東京)および10月17日(大阪)に開催いたしましたグローバルナレッジの特別セミナー『G-Tech 2014』における、シスコシステムズ合同会社の早川浩平氏による講演資料です。 この資料は、OpenFlowから始まるSDNの進化やそれを支えるさまざまな技術と、シスコのSDN最新動向を事例を交えてご紹介いただいた1時間のセッションで使用いたしました。

1. シスコのSDN最新動向と ITインフラエンジニアに 求められるスキル
2014年9月
シスコシステムズ合同会社 SDN応用技術室 エバンジェリスト
早川 浩平

2. Cisco Public 2
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SDN
Software
Defined
Network
ネットワーク
スイッチ ルータ
ファイヤウォール
ロードバランサ
OSPF
BGP
STP
802.1x
LACP
ACL
QoS
Policy MAC Address
IP Address
Subnet
VRRP
VLAN
Port Link
Syslog SNMP
多種多様で多数な
ネットワーク機器
ネットワーク専門用語
や専門知識
複雑なネットワーク設計、
構築、運用
複雑なトラブル
シューティング
各機器に個別で
設定が必要
サービスデリバリに時間
がかかる
設定
ルーティング
設定
設定
ポリシー
設定
設定 設定
設定
ポリシー設定
設定 設定
VLAN
設定
設定
設定
ソフトウェアを使っ
てネットワークを制
御する仕組み

3. Cisco Public
3
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Control Plane
制御機能
Data Plane
データ転送
従来の
ネットワーク機器
OpenFlowプロトコル は、2008年、スタン フォード大学の研究者 が発表した制御方式。 ONFで標準化されてい る。
コントローラ
Data Plane
Control Plane
ハイブリッド型
OpenFlow
BGP
CLI
Northbound
API
NetConf
I2RS
onePK
ポリシー制御
アプリケーション
コントローラ
Software-based
Data Plane
Overlay Protocols
(VXLANなど)
API
DC/仮想
オーバーレイ型
Control Plane
Data Plane
ポリシー制御
アプリケーション
従来の
ネットワーク機器
※ONF: Open Networking Foundation。SDNの標準化を行なう国際的な組織の1つ
Software
のみで対応
コントローラ
Hardware-based
Overlay
Data Plane
Overlay Protocols
(eVXLANなど)
Northbound
API
DC/物理+仮想
オーバーレイ型
ポリシー制御
アプリケーション
OpFlex
Control Plane
本格的な
オーバレイ技 術のHW実装
ベアメタル OpenFlow SW型
Northbound
API
ポリシー制御
アプリケーション
コントローラ
Data Plane
Southbound
Protocol
OpenFlow
スイッチ
信頼性、拡張性 に配慮した方式
OpenFlow

4. Cisco Public
4
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既存の技術
L2/L3技術
分散自律型
SDN技術
SDN
コントローラ
SDN
プロトコル
集中制御型
代表例:OpenFlow
既存技術＋SDN技術
ネットワーク
コントローラ
ハイブリッド型
代表例:NetConf, BGP-LS, PCEP, LISP, Cisco ACI, onePK
仮想化には優 れているが、安 定性、信頼性、 拡張性などの 懸念あり
ネットワーク機器の機能をコ ントローラから制御
？

5. Cisco Public
5
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シスコのSDN最新動向

6. Cisco Public 6
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※OpenFlowおよびonePK対応時期はプラットフォーム毎に異なり、上記では今後サポート予定も含みます。 P.6
ISR/ASRルータ、Catalyst LANスイッチ
（IOS/IOS-XE, IOS-XR, NX-OSがonePKに対応）
仮想DCスイッチ
Nexus 1000V
Nexus 9000
シリーズ
ASR9000 Catalyst
3650/3850 Catalyst 2k/3k
/4k/6k
ISR
ASR1000
DataCenter WAN/LAN
Application Centric Infrastructure (ACI)
Cisco Open Network Environment
バーチャルオーバレイ(VXLAN/Enhanced VXLAN)
コントローラ/
アプリケーション ネットワーク機器
新製品
物理DCスイッチ
Nexus 3k/5k
/6k/7k 仮想ルータ
CSR1000V
NetConf
Neutron
API
OpenStack
データセンター
ファブリック
Puppet
XMPP
APP
XMPP
Puppet
Client
REST
APP
REST
APIC
DCモジュール
自動プロビジョニング
データモデルの標準化
OpFlex対応
APIC
APIC
Enterpriseモジュール
ACL/QoSポリシー制御
トポロジの可視化
ゼロタッチデプロイメント
CLI
APIC
OpFlex
マルチベンダー
環境対応
Avi Networks
Citrix
Embrane
F5 Networks
IBM
Microsoft
RedHat等
（アルファベット順）
OpenFlow
Cisco XNC
Open Daylight
onePK
onePK
カスタムアプリ

7. データセンターの運用に役に立つ シスコのSDNソリューション - バーチャルオーバレイ Nexus 1000V

8. Cisco Public
8
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物理サーバ
物理サーバ
物理サーバ
物理サーバ
ハイパーバイザ
ハイパーバイザ
ハイパーバイザ
ハイパーバイザ
IPネットワーク/インターネット
LANスイッチ（データセンタサーバー集約L2/L3スイッチ）
物理スイッチ(ToRスイッチ）
NIC
NIC
NIC
仮想スイッチ
App
OS
vNIC
VM
NIC
物理スイッチ(ToRスイッチ）
NIC
NIC
NIC
仮想スイッチ
仮想スイッチ
App
OS
vNIC
VM
App
OS
vNIC
VM
App
OS
vNIC
VM
仮想スイッチ
App
OS
vNIC
VM
App
OS
vNIC
VM
App
OS
vNIC
VM
App
OS
vNIC
VM
NIC
仮想スイッチの設定
物理スイッチ(ToRスイッチ）
物理スイッチ(ToRスイッチ）
物理スイッチの設定
物理スイッチの設定

9. Cisco Public
9
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IPネットワーク/インターネット
物理サーバ
ハイパーバイザ
P.9
LANスイッチ（データセンタサーバー集約L2/L3スイッチ）
物理スイッチ(ToRスイッチ）
NIC
仮想スイッチ
App
OS
vNIC
VM
App
OS
vNIC
VM
NIC
NIC
仮想スイッチ
App
OS
vNIC
VM
App
OS
vNIC
VM
NIC
物理スイッチ(ToRスイッチ）
NIC
仮想スイッチ
App
OS
vNIC
VM
App
OS
vNIC
VM
NIC
NIC
仮想スイッチ
App
OS
vNIC
VM
App
OS
vNIC
VM
NIC
物理サーバ
ハイパーバイザ
物理サーバ
ハイパーバイザ
物理サーバ
ハイパーバイザ
物理スイッチ(ToRスイッチ）
物理スイッチ(ToRスイッチ）
Nexus 1000V(オーバレイネットワーク）
アンダーレイネットワーク
下層ネットワーク （物理スイッチ）
設定変更作業不要
EtherentフレームをIPで
自動的にカプセル化(VXLAN)
Ethernetフレーム
Ethernetフレーム
VXLAN
Ethernetフレーム

10. Cisco Public
10
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物理サーバ
ハイパーバイザ
LANスイッチ（データセンタサーバー集約L2/L3スイッチ）
物理スイッチ(ToRスイッチ）
NIC
NIC
NIC
仮想スイッチ
NIC
物理スイッチ(ToRスイッチ）
NIC
NIC
NIC
仮想スイッチ
NIC
物理サーバ
ハイパーバイザ
物理サーバ
ハイパーバイザ
物理サーバ
ハイパーバイザ
物理スイッチ(ToRスイッチ）
物理スイッチ(ToRスイッチ）
Nexus 1000V(VXLAN)
下層ネットワーク
（アンダーレイ･ネットワーク）
仮想ネットワーク（テナントB）
仮想ネットワーク（テナントA）
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
IPネットワーク/インターネット
Ethernetフレーム
VXLAN
VXLANの ”Segment ID”で識別

11. Cisco Public
11
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機能リスト
Essential Edition
（無償バージョン）
Advanced Edition
（有償バージョン）
Layer 2 スイッチ機能
VLAN
○
○
multicast
○
○
virtual PortChannel (vPC)
○
○
Link Aggregation Control Protocol (LACP)
○
○
Access Control List (ACL)
○
○
ネットワーク管理機能
Switched Port Analyzer (SPAN)
○
○
Encapsulated Remote SPAN (ERSPAN)
○
○
NetFlow Version 9
○
○
VMware vTracker
○
○
vCetner Server plug-in
○
○
SNMP
○
○
RADIUS
○
○
アドバンスド機能
QoS
○
○
VXLAN
○
○
Cisco vPath
○
○
DHCP Snooping
×
○
IP Source Guard
×
○
Dynamic ARP Inspection
×
○
TrustSec SGA support
×
○
参考スライド

12. データセンターの運用に役に立つ Application Centric Infrastructure (ACI) - ACI/APIC DC Module & Nexus 9000

13. Cisco Public 13
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CISCO ACI =
“APPLICATION-CENTRIC INFRASTRUCTURE”
APPLICATION
POLICY
INFRASTRUCTURE
CONTROLLER (APIC)
NEXUS
9000 シリーズ
スイッチ
業界を主導する
エコシステム対応
APIC
アプリケーション
コンピュート ネットワーク
クラウド
ストレージ セキュリティ
OpFlex

14. Cisco Public
14
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単一の管理ポイントでありつつ単一の障害ポイントになら ないアーキテクチャ
•スケーラブルな性能 - ブロッキングポイントのない2階層の ファブリック構造 - 段階的な性能拡張が可能
•バーチャルオーバレイ技術の採用 - フレキシビリティと仮想リソースの最適配置を実 現
•高信頼性設計 - コントローラ障害でもファブリックへの 影響のない実装
•完全な自動プロビジョニング
•オープン性 - オープンなAPIの提供 - 国際標準規格 OpFlex対応
スパイン
Nexus 9500
リーフ
Nexus
9300シリーズ
Application Policy Infrastructure Controller (APIC)
APIC
クラスタ構成
WAN
10G/40G/100G(将来）対応
ファブリック構成

15. Cisco Public
15
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接続性
セキュリティ
QoS
L4-7 サービス
APPLICATION NETWORK PROFILE
Contract
Contract
Contract OUTSIDE DB APP
WEB ADC F/W ADC
“アプリケーションポリシー” とは？
End Point Group: 同じポリシーに属するVM/サーバのセット
1.
Contract: グループ間のコミュニケーションを統制するルールのセット
2.
サービスチェーン: グループ間のネットワークサービス強制のポリシーセット
3.
Fabricインテリジェンスとコントローラによるネットワーク設定の抽象化

16. Cisco Public
16
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17. Cisco Public 17
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HYPERVISOR HYPERVISOR HYPERVISOR
接続性
セキュリティ
QoS
L4-7 サービス
APPLICATION
NETWORK PROFILE
Contract Contract Contract
OUTSID
E
WEB APP DB
ADC
F/W
ADC
APIC

18. Cisco Public 18
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ACIファブリックは今までにない分
析機能を提供します。
アプリケーション、テナント、インフ
ラごとの情報を提供:
• ヘルススコア
• 遅延
• アトミックカウンター
• リソースの利用状況
ワークロードの配置、移動にも柔
軟に対応
VXLAN
Per-Hop Visibility
物理と仮想ネット
ワークを統合的に
管理
APIC

19. Cisco Public 19
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OpFlex
コントローラ
プロトコルプラグイン
OpFlexの用途と特徴：
オープンソース、標準化、エコシステム
ポリシーとは?
• どのノード、アプリケー
ショングループが誰とコ
ミュニケート可能か？
• どのように？（QoSは？
サービスチェーンは？）
1. デバイス固有設定から、ポリシーを抽象化
2. XML/JSONベースの柔軟、拡張可能な定義
仮想＆物理スイッチ、ネットワークサービス
（Firewall, ADC）、ハイパーバイザを含む、
全てのコンポーネントをサポート。ベンダー
間を結ぶ、強い相互運用のサポートが可能
3.
オープン, オープンソースリファレンス
による標準化（IETF Draft）API実装 4.
OPFLEX
PROXY
OPFLEX
AGENT
OPFLEX
AGENT
OPFLEX
AGENT
HYPERVISOR
FIREWALL SWITCH ADC
構成要素：
OpFlex Protocol、OpFlex Controller、OpFlex
Agent
5.
OpFlex Agent
OpFlex Protocol
OpFlex Controller

20. LAN/WANの運用に役に立つ シスコのSDNソリューション - APIC Enterprise Module

21. Cisco Public 21
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ネットワーク機器
情報
個別にGUI登録
CLI Interface Utilizes Multiple
Communications
Methods (SSH, TELNET, SNMP….)
既存のISRシリーズ、ASRシリーズおよびCatalystシリーズをサポート
APIC
EM
ファイルで一括登録

22. Cisco Public
22
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•自動トポロジ表示機能
•アプリケーションベースや ビジネスロジックでQoSや ACLなどのネットワーク ポリシー設定可能
•L2/L3トレース機能
•Zero Touch Deployment
•既存のIOSルータやCatalyst で利用可能

23. Cisco Public
23
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
(※)実装時期は未定

24. Cisco Public
24
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
(※)実装時期は未定

25. LAN/WANの運用に役に立つ デバイスプログラマビリティ - オープンAPI onePKによるカスタムアプリ

26. Cisco Public 26
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
• Source Information
お客様のニーズに適応した
onePKアプリケーション
onePK API
インター
フェース情報
アクセス制御
情報
IP経路情報
QoS制御
情報
トラフィック
情報
イベント
情報
IOS/IOS-XE/IOS-XR/NX-OS
動的な制御
リアルタイムな
情報取得/イベント通知
 シスコ製品上で稼働しているオペ
レーティングシステムCisco IOS®、
IOS-XR、NX-OSに対して利用可能
なオープンなアプリケーションプロ
グラミングインターフェイス
（API）です。
 C言語、Java、Pythonなどの一般的
な開発言語用にSDKとして提供され
ます。
 IOSの豊富な機能と、アプリケー
ションからの制御の併用が可能。運
用上、必要な機能のみをアプリケー
ション開発可能。

27. Cisco Public
27
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正式リリース済み: ISR G2（15.4(2)T） ISR4400 （XE3.12） ASR1K （XE3.12） CSR1000V（XE3.12） Early Field Trials: ASR 9K（XR 5.1.1） N3K, N7K
onePK Platforms – Calendar Quarters
2014年第2四半期
リリース済み
ASR 9K (XR 5.2.0)
ME 3600X/24CX
2014年第4四半期
Catalyst 2K/3K/4K
Catalyst 6K
Nexus 5K/6K
ASR920
2014年第3四半期
Nexus 3000
※上記スケジュールは予定です。予告なく変更されることがございますので、ご注意ください。

28. Cisco OpenFlowソリューション - Cisco Extensible Network Controller (XNC) - OpenFlow対応プラットフォーム

29. Cisco Public
29
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
オープンソースなOpen DaylightにCiscoが機能追加
トポロジやデバイス情報の管理、およびフローベースでのトラフィック制御

30. Cisco Public
30
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ネットワーク
スライシング
トラフィックの分離
L3/L4ごとのアプリケーションレ ベルでのネットワークのパー ティショニング
トポロジ
インディペンデント
フォワーディング (TIF)
ネットワーク遅延や帯域などに 基づき、ダイナミックな フロー単位の最適経路制御
モニターマネージャ
ネットワークタッピング
ポリシーベースで、ミラーしたいト ラフィックのみを外部のトラフィック 分析装置に転送
P2Pフォワーディング
バーチャルパッチパネル
物理ポート間を柔軟に接続する 仮想パッチパネル機能
※シスコのOpenFlowの使い方は基本的にプロアクティブモードです。

31. Cisco Public
31
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
対応済み（IOS Upgradeにて対応) Nexus 3000 Nexus 5000 Nexus 6000 Nexus 7000 ASR9000
対応予定製品 Catalsyt 3850 Catalyst 4500 Catalyst 6500
※プラットフォームによりサポートされるタプル（マッチフィールド）およびアクションが異なります。また、リリース予定は 予告無く変更されることがありますので、具体的な導入を検討される場合には、個別にご相談ください。

32. Cisco Public 32
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
ASR9000
Cisco XNC
OpenFlow
ルーティング
テーブル
OpenFlow
フローテーブル
(L3/L4情報でマッチ）
IPパケット
エントリ
有り
エントリ
無し
Set next-hop xx.xx.xx.xx
通常のルーティングテーブルのnext-hop
トラフィック制御したいフロー情報だけを指定。
フロー情報にマッチしないトラフィックは通常の
ルーティング処理される。（OpenFlow Cisco
Extensionである”set nexthop” actionを使用）

33. Cisco Public
33
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
ITインフラエンジニアに 求められるスキル

34. Cisco Public 34
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
P.34
IPネットワーク
DCネットワーク
ネットワーク
エンジニア
トラフィック監視
（MRTGなど）
SNMP、
NetFlow
など
ネットワーク
監視システム
SNMP
Get/Trap
など
デバイス管理
（Syslogなど）
Syslog
Telnet/SSH
NetConf
コマンド
操作
様々なツールやシステム、
コマンドラインを使いこな
すスキルが必要

35. Cisco Public 35
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
P.35
ハイブリッド型SDN
ネットワーク
ネットワーク
監視システム
トラフィック監視
ポリシー制御
コマンド操作
SDN SDN
SDN
デバイス管理
管理、監視、制御の統合
 ネットワーク全体把握
 IPルーティング、VLAN設定/制御
 QoS/ACLコントロール
 ネットワーク診断機能
 ネットワークの状態変化やイベント
に応じた自動制御
コントローラ
SDNアプリ
■ネットワークの状態確認が容易！
■ネットワークへの要求に迅速に
対応可能！
■利用者のセルフサービスにも利用
可能。
■迅速なトラブル対応も可能
SDN

36. Cisco Public
36
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ネットワーク （有線/無線）
パブリック
クラウド
プライベート
クラウド
SDx
Software
Defined
xxx
多種多様で多数な機器
専門用語や専門知識
複雑な設計、構築、運用
複雑なトラブル
シューティング
各機器に個別で
設定が必要
サービスデリバリに時間 がかかる
ソフトウェアを使っ て制御する仕組み
サーバー
ストレージ
仮想 サーバー
サーバ
オペレータ
ネットワーク オペレータ

37. Cisco Public 37
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
コントローラ
コントローラ
ネットワーク
（有線/無線）
パブリック
クラウド
プライベート
クラウド
SDx
Software
Defined
xxx
ソフトウェアを使っ
て制御する仕組み
サーバー ストレージ
仮想
サーバー
多種多様で多数な機器
専門用語や専門知識
複雑な設計、構築、運用
複雑なトラブル
シューティング
各機器に個別で
設定が必要
サービスデリバリに時間
がかかる
サーバ
オペレータ
ネットワーク
オペレータ

38. Cisco Public
38
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
オペレーションが容易になる
オペレータや現場のITエンジニアの人数 減少傾向
システムが自動化されるため トラブル時の切り分け作業が困難
既存ネットワーク技術と高いSDN技術 の両方の理解が必要
SDxの普及によりオープンソース、 オープンAPIによるユーザプログ ラミング環境が整う
新しい機能、カスタマイズした機能や サービスの実装が可能に。ユーザニー ズを把握するスキルや、プログラミング スキルが重要。
ハイブリッドクラウド環境の構築
パブリッククラウドの知識が必要

39. Cisco Public 39
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
SDNコントローラ
Open Daylight
OpenFlow
コントローラ
Ryu,Floodlight
etc
OpenFlow
OpenFlow
BGP
NetConf
LISP
SNMP
Multi-VeOnpdFelerx , etc
Application Application
App App
REST REST
Application Application Application
REST REST REST
Ciscoデバイス
Cisco ACI/APIC
Enterprise
Cisco ACI/
APIC DC
APIC APIC
Cisco XNC
(ODL Base
Edition
+Cisco
Advanced
Feature)
OpFlex
OpenFlow
onePK
CLI
(※OpenFlow)
(※onePK)
Cisco
独自
OpFlex
onePK
onePK
Application
(C/Java/
Python)
onePK API
オープン
ソース
オープン
ソース
オープン
API
オープン
API
オープン
API
オープン
API
Java
オープン
API

40. Cisco Public
40
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
プロバイダ クラウド B
プライベート
クラウド
プロバイダ クラウド A
オンデマンド Dev/Test 環境
プロダクションへ プロモート
クラウドから/へのワークロードポータビリティ
SLA-Based ワークロード配置
クラウドの選択
さらに Dev/Test 環 境が必要
他のクラウドを選択
プライベートクラウドへマ イグレートバック

41. Cisco Public
41
© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
パブリック
VM
InterCloud Director
InterCloud Switch
InterCloud Provider Enablement Platform
VM Manager
プライベート
クラウドサービス提供者
IT 管理者
エンドユーザ
VM
VM
InterCloud Extender
InterCloud サービス
VM
InterCloud セキュアファブリック
管理者が InterCloud Directorをインストール
InterCloud Directorからイン ストール、設定
SP 管理者が ICPEPを導入

42. Thank you.