Документ описывает использование сервисных контейнеров для виртуализации в удаленных офисах с акцентом на интеграцию различных сетевых функций и приложений через платформу Cisco UCS E-Series. Рассматриваются преимущества виртуализации, такие как упрощение управления, снижение капитальных затрат и повышение операционной эффективности. Также освещаются различные варианты размещения и запуска приложений с использованием технологий, таких как LXC и KVM.

2. Сервисные контейнеры для OC IOS XE
Денис Коденцев
Системный инженер-консультант, CCIE
dkodents@cisco.com
20.11.15 © 2015 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

3. • Предпосылки для виртуализации в офисе
• Сегодня: UCS E-Series
• Завтра: Открытые сервисные контейнеры
• Будущее: Виртуализированный офис
Содержание

4. Удаленный офис
Виртуализация
20.11.15 © 2015 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.4

5. • Сегодня удаленный офис использует набор специализированных устройств
• Дорого содержать
• Сложно управлять
Зачем виртуализация в удаленном офисе
WAN
Campus /
DC
Branch
CUBECUBE
Офисные устройства
• Маршрутизация: Routing, ACL, NAT,
SNMP..
• Коммутация: агрегация портов
• Полная отказоустойчивость
• Может быть мультивендорной (Best of
breed)
F/D/C
F/D/C

6. Автоматизация
Только лучшие
решения
Уменьшение
операционных затрат
Преимущества интеграции сервисов
Уменьшение кол-ва
устройств для управления
Операционная
эффективность
Эластичность
сервисов
Упрощение схем
резервирования
Уменьшение
капитальных затрат

7. Виртуализация – варианты размещения в сети офиса
Branch
• Физический маршрутизатор +
виртуализированные L4-L7 сервисы на
внешнем сервер
F/D
1
WAN
Branch
• Полная виртуализация, включая
маршрутизатор и сервисы
F/D
3
WAN
2
Branch
• Физический маршрутизатор +
интегрированные сервисы Например,
ISR4K + Service Containers
F/D
WAN

8. Варианты размещения и запуска приложений
Разные модели для разных требований
Native Process
• Very Tight Integration
• Best Performance
LXC
• Strict Kernel
Requirements
• Good performance
with some security
Docker
• Emerging Industry
Standard
• Future Support
KVM
• Any OS
• Complete separation
• Linux host OS
normally – Type 2
hypervisor
Type 1
Hypervisor
• Service Module Only
• VMWare, HyperV,
Zen…
Сервисные контейнеры
Контейнеры Linux

9. Что такое контейнеры – базовая терминология
Виртуальная машина –
включает приложение,
библиотеки и гостевую ОС
Linux Container (LXC) -
виртуализация ну уровне ОС
Docker Container – формат для
Linux контейнеров для
эффективного управления и
размещения
GBs
MBs

10. Что поддерживают платформы Cisco?
Установка RPM пакетов непосредственно в систему
IOS XR
Поддержка сторонних LXC контейнеров. В будущем поддержка Docker
Nexus OS
Открыт для сторонних и KVM приложений. Планы по поддержке Docker. Наибольшая
гибкость с UCS-E
IOS XE
Ограниченная поддержка
Classic IOS

11. UCS E-Series
20.11.15 © 2015 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.11

12. Портфолио UCS E-SeriesScalability
Feature Richness
Cisco UCS-E140S
• Service Module
• Vmware, Hyper-V,
Citrix Certified
• Intel E3 4 Core
Processor
• vWLC, vWAAS,
Physical Security
Cisco UCS-E180D
• Service Module
• Vmware, Hyper-V, Citrix
Certified
• Intel E5 8 Core Processor
• vWLC, vWAAS, Virtual
Desktops, Physical
Security, Security
applications
Cisco UCS-E160D
• Service Module
• Vmware, Hyper-V, Citrix
Certified
• Intel E5 6 Core
Processor
• vWLC, vWAAS, Virtual
Desktops, Physical
Security
Cisco UCS-EN120S
• Service Module
• VMware and
Hyper-V Certified
• Network Compute
Applications –
vWLC, vWAAS

13. Компактная серверная платформа для ISR 4K
Cisco UCS E-Series NCE – UCS-EN140N
• Сценарии применения
• Идеально для 1-2 «легких» сетевых приложений
• Характеристики
Ø Intel® Atom® 4-core processor
Ø Up to 8GB of RAM
Ø Up to 200GB SSD storage
Ø Available on all ISR 4k routers
Ø Cisco Integrated Management controller (Cisco IMC) comes standard for out of band management
Ø Certified for Bare-metal OS like Microsoft 2012 R2 and Redhat Linux and Hypervisors like Vmware
ESXi 5.5 and Microsoft Hyper-V
13

14. Форма поддержки Cisco UCS E-Series
Поддержка Cisco на оборудование
§ Cisco UCS® E-Series hardware supported under ISR G2 SMARTnet® at no additional cost
§ Hypervisor and OS supported by hypervisor and OS vendor
ISR
Cisco® UCS E-Series Server Module
Гипервизор
§ Supported
by Cisco
SMARTnet
§ Attached to ISR G2
§ Supported
by OS / hypervisor
vendor
§ Purchased separately

15. Открытые сервисные контейнеры IOS-XE
20.11.15 © 2015 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.15

16. Что такое сервисный контейнер?
Сервисные контейнеры используют
технологию виртуализации (LXC или KVM) для
приложений, которые могут разрабатываться и
использоваться независимо от цикла
разработки сетевой операционной системы
(IOS XE)
Сценарии:
• Консолидация сетевых функций
• Хостинг «легких приложений»
• Пример: ISR4451X-WAAS
Сценарии для сторонних приложений:
• KVM Hosted Applications
Container
Network OS
Virtual Service
Сервисный контейнер
Дополнительная информация:
http://cs.co/9008BMA0e (blog)
http://cs.co/9008BMA0o (Presentation)
http://cs.co/9004BMA0Q (Techwise Video)
http://cs.co/9009BMA0h (Catalyst Wireshark)
http://cs.co/9003BMAFD (NXOS &IOSXE)

17. Native Process
• Very Tight
Integration
• Best Performance
LXC
• Strict Kernel
Requirements
• Good performance
with some security
Docker
• Emerging Industry
Standard
• Future Support
KVM
• Any OS
• Complete separation
• Linux host OS
normally – Type 2
hypervisor
Type 1
Hypervisor
• Service Module Only
• VMWare, HyperV,
Zen…
Варианты размещения и запуска приложений
Разные модели для разных требований

18. Native Process
• Very Tight
Integration
• Best Performance
LXC
• Strict Kernel
Requirements
• Good performance
with some security
Docker
• Emerging Industry
Standard
• Future Support
KVM
• Any OS
• Complete separation
• Linux host OS
normally – Type 2
hypervisor
Type 1
Hypervisor
• Service Module Only
• VMWare, HyperV,
Zen…
Cisco Service ContainersLinux ContainersOpen Service Containers
Варианты размещения и запуска приложений

19. Сервисные контейнеры с точки зрения Cisco
Only Cisco Applications
• kWAAS
• Joulex
• Snort
No 3rd party applications
UCS E-Series for 3rd party
apps
Cisco Approved 3rd party
partner applications
Support provided by partner
Supported in theory but not in
practice
Open architecture for 3rd party
app on boarding
Support on ISR4K, ASR1K &
CSR1Kv
Easier for customers to
enable apps on the container
No restrictions for customer
or 3rd party KVM applications.
Закрыто Контролируемо Открыто
В ближайшее времяДоступно сразу на ISR 4K

20. Сценарии применения сервисных контейнеров
Виртуальная машины с набором стандартных или открытых средств поиска
неисправностей. (Wireshark, Speedtest, etc.)
Поиск неисправностей
Стандартные сетевые функции - Print Server, Domain Controller, File Storage
Сетевые функции
Сетевая аналитика и измерение производительности без дополнительных внешних
пробников
Аналитика
Добавление функций в базовое устройство (Шифрование, реализация API, бизнес-
функции)
Кастомизация устройств

21. Linux OS
KVM/LXC
Программная архитектура Cisco IOS-XE
IOSd
Control Plane
Cisco Apps (WAAS, Snort)
Customer and 3rd Party
Applications
Platform-Specific Data Plane AppNav
Internal Services Blade
(UCS® E-Series)
External Services Blade
(UCS)
Virtual Ethernet

22. Архитектура Cisco ISR 4400
Control Plane (1
core) and Services
Plane (3 cores)
Data Plane
(6 or 10 cores)
Multigigabit
Fabric
FPGE
ISC
SM-X
NIM
Service Plane
(control plane CPU)
KVM - Hypervisor
Сервисный
контейнер
Сервисные
контейнеры
IOS

23. Архитектура Cisco ISR 4300
Service Plane
(control plane CPU)
KVM - Hypervisor
Сервисный
контейнер
IOS
Сервисный
контейнер
Multigigabit
Fabric
FPGE
ISC
SM-X
NIM
Data Plane Cores
Note:4321 uses 2DP, 1CP & 1SC cores

24. Оснащение ISR4K
Платформа
Сервисные
ядра
Скорость
(GHz)
Относительная
мощность
Min DRAM Min SSD Min HDD
ISR4451
(Gladden)
3 2 6P 4GB 200GB 1TB
ISR4431
(Gladden)
3 1 3P 4GB 200GB 1TB
ISR4351
(Rangeley)
3 2.4 3 P 4GB 50GB 1TB
ISR4331
(Rangeley)
3 2.0 2.5 P 4GB 50GB 1TB
ISR4321
(Rangeley)
1 2.4 P 4GB 50GB 1TB
UCS-E NIM 4 1.6 2.6 P N/A N/A N/A
UCS-E EHWIC 2 1.6 1.3 P N/A N/A N/A
Normalize to Rangley 2.4 GHz core = 1P
Gladden 1GHz = Rangley 2.4 GHz
For Your
Reference

25. Что необходимо добавить в базовый ISR 4K?
• Необходим объем памяти свыше стандартных 4GB
• Память свыше 4GB доступна для KVM приложений
• Пример: 8GB DRAM will have 4GB available to Service Containers
• Пример: 16GB DRAM will have 12GB available to Service Containers
Память
• По умолчанию нет встроенных средств хранения, у приложений нет доступа к
bootflash
• Варианты: внутренний MSATA SSD для 4300, NIM-SSD или NIM-HD для всех ISR4K.
Хранение
Note: ASR1K/CSR requirements will be similar.

26. NIM-SSD:
• 1 or 2 hot-swappable 200GB SSD drives
• 400GB option in CY15
NIM-HD:
• 1 hot-swappable 1TB drive
• Available late 2015
SSD-MSATA-200G:
• Doesn’t consume a NIM slot!
• Embedded 50GB or 200GB SSD storage
• Not available on 4431/4451
Варианты систем хранения

27. Unique Requirements for IOS XE Service
Containers
Memory and Storage required for the application.
§ These aren’t included in a base system!
YAML (derived from LibVirt XML) header file(s) within the OVA
§ Outlines the resource requirements for the application so the system knows
what to do with it.
§ Memory, storage, CPU shares, CDROM ISO, etc.
Properly formatted disk image
§ Supported formats are qcow2, raw and raw with Cisco capacity XML tag
IDE virtio driver within the VM kernel for disk access
Optional TTY0 and TTY1 specification for console/aux connection

28. YAML :
§ Number of VCPUs and Share of CPU cycles
§ Memory
§ Disks including size and source image if applicable
§ Virtual NICs
§ Console/Aux connectivity
Образ диска:
§ ISO: Supported for read-only file systems like a CDROM.
§ RAW: Supported for read-write file systems.
§ QCOW2: Supported for read-write with compression. Longer initial install time but much
smaller disk images as a result of compression. Generally the recommended format for
standard disk images.
Manifest File – Simple text file with the SHA1 hash for all files in the OVA.
Version File – Simple text file with application version number.
Обязательный атрибуты OVA

29. Полезные средства для разработчика
virt-manager – GUI Linux tool for creating and managing VMs.
qemu-img – Useful tool for converting disk images
Example: qemu-img convert -p -c -f raw -O qcow2 <raw.img> <qcow2.img>
openssl – Generates manifest file.
Example: openssl sha1 *.qcow2 *.ver *.yaml > vm.mf
tar – An OVA is nothing more than a tar file with a fancy name.
Example: tar -cvf VM.ova vm.qcow2 platform.xml 4300.xml 4400.xml vm.mf
packaging.yaml.sh – Cisco script to help build an ova in one step.

30. Пример YAML файла
disk:
- target dev: hdc
file: montavista.iso
- target dev: sda
file: kvm_storage_4000MB.img
upgrade-model: ha-sync
interfaces:
- target-dev: net1
alias: net1
- target-dev: net2
type: management
serial:
- serial
- console
# Specify runtime and startup
startup:
runtime: kvm
boot-dev: cdrom
manifest-version: 1.0
info:
name: kvm_prof_2
description: "KVM Montavista Test Distro
version: 1.0
author-name: Cisco Systems, Inc.
author-link: "http://www.cisco.com"
app:
# Indicate app type (vm, paas, lxc etc.,)
apptype: vm
resources:
cpu: 6
memory: 262144
vcpu: 1
App Info
&
Definition
Memory/
CPU
Reservation
Disk(s)
Definition
Ethernet
Interfaces
Serial Devices
Boot Details

31. Команды для установки/мониторинга
Virtual-Service Install/Monitor:
ISR4K# virtual-service install name testapp package bootflash:testapp.ova
ISR4K# show virtual-service list
ISR4K# show virtual-service detail name testapp
ISR4K# virtual-service connect name testapp aux|console
Install an OVA to disk
Show current status including
application install progress
Connect a virtual terminal to
application serial port (if supp

32. Конфигурация и активация контейнера
Virtual-Service Configuration:
virtual-service
signing level unsigned
!
interface virtualportgroup 1
ip address 10.0.0.1 255.255.255.0
!
virtual-service testapp
vnic gateway virtualportgroup 1
guest ip address 10.0.0.2
activate
New Global-Level Structure
Single command to disable signing
Up to 32 virtual interfaces to OVS
Application Instance Configuratio
One or more interfaces per applic
Optional guest interface configura
Activate an installed & configured

33. Модель поддержки сервисных контейнеров
Linux OS
KVM/LXC
IOSd
Control Plane
WAAS
Customer and 3rd
Party Applications
Platform-Specific Data Plane
Virtual Ethernet
Cisco Support:
Call TAC and they’ll help you out.
Third Party & Community Support:
TAC will redirect you.
Что предоставляет Cisco DevNet:
• Поддержка для разработчиков
• Документация
• Средства разработки
• Доступ к инженерам Cisco
• Примеры доступных VM
• Community
• Примеры от Cisco

34. Виртуализированный удаленный офис
20.11.15 © 2015 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.34

35. Одно решение, три реализации
ISR4K+Сервисные контейнеры ISR4K + UCS-E Полная виртуализация
Общая оркестрация NSO/APIC-EM/Prime
Выделенная платформа
для NFV
Надежный транспорт
через ISR4K
KVM или любой
гипервизор/контейнер
Доступно сегодня!
Интегрированные
сервисы R&S
Надежность
KVM
Доступно сегодня!
Использование открытой
x86 платформы
Широкий выбор
интерфейсов
Только KVM
В планах!

36. NFV OS - общий обзор
Hardware (UCS/CSX)
Linux (KVM+Containers)Kernel
Modules
VNF
Management
Programmable APIs
Оркестрация
HW
Acceleration
Services
VNF
VM/Container
VNF
VM/Container
VNF
VM/Container
Accelerator
SDK
Common Infra Services
(Licensing etc.)
N/W
Switch

37. CiscoRu Cisco CiscoRussia
Ждем ваших сообщений с хештегом
#CiscoConnectRu
CiscoRu
© 2015 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.