Opencontrailの基本 for オープンソースカンファレンス2014 Kansai@Kyoto

OPEN CONTRAILの基本
2014/8/1 for Open Source Conference 2014

2 Copyright © 2009 Juniper Networks, Inc. www.juniper.net
SDNとNFVって？

SDN(SOFTWARE DEFINED NETWORK)
Management Plane
Management Plane
Control Plane
Service Plane
Forwarding Plane
OLD WAY NEW WAY
Control Plane
Service Plane
Forwarding Plane
Primarily
SOFTWARE
Primarily
SOFTWARE
Primarily
HARDWARE
Primarily
HARDWARE
Control
Forwarding
C
M
S VMs on x86
C

代表的なSDNの実装：ホップバイホップ
コントローラーは通信を「フロー単位」
で細かく定義し、全てのSDN対応スイッ
チを制御・管理する。
フロー単位の細やかな制御が可能。
全てのスイッチはOpenFlowに対応する必要
があり、既存ネットワークでは利用できない
SDNコントローラ
ホップバイホップ型の特徴
・フロー単位でのきめ細やかなエンドツーエンドの制御が可能
・全てのスイッチはOpenFlow対応が必要
・スイッチの台数や全てのフローを管理するため、スケールに課題

代表的なSDNの実装：エッジオーバーレイ
SDNコントローラ
コントローラーは通信をVM単位で定義し、
オーバーレイスイッチをのみ制御・管理
する。
オーバーレイスイッチ間のNW機器は仮想
NWの情報は必要なく、既存のネットワーク
がそのまま利用可能。
オーバーレイ型の特徴
・VM単位で通信を制御し、オーバーレイスイッチのみを制御・管理する
ため処理が軽い
・既存ネットワークを利用可能
・コントローラの負荷が低いため、非常にスケーラブル

NFVとはなんだろう？
 複数のアプラインス
 複雑な実装
 個別のネットワーク

NFVとはなんだろう？
 x86サーバー
 シンプルな実装
 ネットワークとの統合

CONTRAILで出来る事

CONTRAILの特徴：
ネットワーク仮想化
L3
Network
L2
Network
L3
router
L2
Network
L2
Network
物理トポロジ
論理トポロジ

物理ネットワークとのシームレスな連携
BA CA
Data Center 1
WAN
BD DA
Data Center 2
Tenant
VPN
Internet
Gateway Router Gateway
A

サービスチェイニング
Tenant
Network
A
Internet
Tenant
Network
A
Tenant
Network
B
FW
Tenant
Network
A1
Tenant
Network
A2
FW
NAT
FW LB

CONTRAILの仕組み

コントレイルの守備範囲
Under-lay Network
(物理ネットワーク)
x86 Platform
(物理サーバー)
仮想ネットワーク, 仮想サーバ, 仮想アプライアンス
(Hypervisor, VM, vSW/vRouter, vLB/vFW)
Controller
APIServer,Protocol
Server
Orchestrator
UserInterfacew/API
Under-lay Network
(物理ネットワーク)
x86 Platform
(物理サーバー)
Contrail vRouter,
vFirewall(vGW, VirtualLB)

CONTRAILが使用するプロトコル
SDNコントローラー
Configuration
SDNコントローラー
Configuration Analytics
Control
仮想マシン
仮想アプライアンス
VM VM
仮想マシン
仮想アプライアンス
VM VM VA
既存のIPネットワーク
トンネル
XMPP XMPPBGP
オーケストレータ
WAN, Internet
REST
BGP
BGP
vRoutervRouter
VA
ゲートウェイ
マルチベンダーのエッジルーター
ハイパーバイザーハイパーバイザー
ゲートウェイ
マルチベンダーのVTEP
物理サーバ

MPLS VPNベースのアーキテクチャ
MPLS L3VPN / E-VPN Contrail
P PPE PE
Route
Reflector
Route
Reflector
CECE
Underlay
Switch
vRouter
Control
Node
Control
Node
Underlay
Switch
VM
VM
VM
VM
vRouterVM VM
IBGP
IBGP
IBGP
XMPP
MPLS over MPLS
MPLS over GRE or VXLAN
Network Management System (NMS)
DMI Config
Node
Orchestrator
Analytics
Node
SDN System

論理構成と物理構成のマッピング

論理トポロジ
VM
G1
VM
G2
VM
G3
VN G
VM
R1
VM
R2
VM
R3
VN R
VM
FW
仮想ネットワーク
仮想マシン
仮想ファイアウォール
物理ゲートウェイルータ
インターネット

物理トポロジ
OpenStack
Contrail
Controller
NeutronNova
物理サーバ
Hypervisor と
Contrail vRouter
アンダーレイ物理スイッチ
インターネットへのゲートウェイ

REDネットワークに物理ゲートウェイを接続
作成完了
VM
G1
VM
G3
VM
R1
VM
R2
VM
R3
VN R
OpenStack
Contrail
Controller
NeutronNova
PHYSICAL LOGICAL
VN G
VM
G1
VM
G2 VM
G2
VM
G3
VM
R1
VM
R3
VM
R2
VM
FW
VM
FW
Apply Policy
VN R ↔ L3VPN
経路交換
トンネルの作成

サービスチェイニングのスケールアウト

論理トポロジー
VM
G1
VM
G2
VM
G3
VN G
VM
R1
VM
R2
VM
R3
VN R
VM
FW
仮想ネットワーク
仮想マシン
仮想ファイアウォール
物理ゲートウェイルータ
インターネット

CONTRAILの仮想サービルロードバランス
VM
G
VM
R
Server S1
Server S2
Server S3
Server S4
Prefix Nexthop
VM-G / 32 Local
VM-R / 32 ECMP Push label L1 (allocated by S2), encapsulate GRE tunnel to S2
ECMP Push label L2 (allocated by S3), encapsulate GRE tunnel to S3
Equal Cost Multi-Path (ECMP) with flow stickiness

パケットウォーク

CONTRAIL OVERLAY TECHNOLOGY:
L3オーバーレイデータプレーン (MPLS/GRE)
VM
G1
VM
G2
L3 forwarding table
VM G2 → vRouter S2 に割り当てられたMPLSラベルをプッ
シュ + S2サーバへGRE経由で送信
Server S1 Server S2
Packet
Payload IP
Src = IP G1
Dst = IP G2

VM
G1
VM
G2
Server S1 Server S2
Payload IP
Src = IP G1
Dst = IP G2
MPLS
Label allocated
by vRouter S2
GRE IP
Src = IP S1
Dst = IP S2
Eth
Src = MAC S1
Dst = MAC S2
L2 forwarding table
MAC S2 → Switch X3
L2 forwarding table
MAC S2 → Switch X2
L2 forwarding table
MAC S2 → Server S2
Switch
X1
Switch
X2
Switch
X3
Packet

VM
G1
VM
G2
L3 forwarding table
VM G2 → VM G2の仮想インターフェイスへパケットを送信
Server S1 Server S2
Payload IP
Src = IP G1
Dst = IP G2
Packet

まとめ

オープンソースマルチベンダースタンダードプロトコルソリューション
VM
G
VM
R
CloudStack
OpenStack
OpenContrail
Controller
Multi-Vendor
ゲートウェイ
ルータ
Multi-Vendor
アンダーレイ
スイッチ
Multi-Vendor
ToR スイッチ
Standard
物理ゲートウェイと
のコントロールプ
レーンプロトコル
Standard
トンネリング
プロトコル
Multi-Vendor
仮想サービス
Multi-Vendor
ハイパーバイザ
Standard
vRouterとの
コントロール
プロトコル
Multi-Vendor
アプライアンス
Multi-Vendor
オーケストレーター
Multi-Vendor
物理サーバ
Open Source
Contrail

Contrailはオープンソースです。
Visit! www.opencontrail.org/ip Commercial support available from Juniper.
商用バージョンと同一機能とスケーリング性能！
実績のある標準プロトコルを使用. Production-Ready.
Apache2.0 ライセンスで提供

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