Построение виртуализированных сетевых фабрик с использованием VXLAN

Построение виртуализированных сетевых
фабрик с использованием VXLAN:
архитектура, развитие, применение
Скороходов Александр
Системный инженер-консультант
askorokh@cisco.com
15 апреля 2015

© 2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Public
Внимание, конкурс!
По завершении данного семинара примите участие в
конкурсе в наших социальных сообществах.
Вам потребуется ответить на вопрос по теме вебинара,
и возможно, именно вы станете счастливым
обладателем сувенира от компании Cisco.
Вопросы будут опубликованы сразу после нашей
трансляции.
Удачи!
vk.com/cisco
facebook.com/CiscoRu
facebook.com/CiscoUA
*призы разыгрываются в каждом сообществе
**результаты публикуются раз в неделю.

Развитие технологий наложенных
(оверлейных) сетей

Зачем нужны оверлейные сети?
4
Гибкая наложенная сеть
• Мобильность подключенных адресов
• Масштабирование – снижение сложности
в ядре
• Гибкость, программируемость
Эффективный транспорт
• Резервирование и производительность
• Эффективное управление трафиком
• Управление, диагностика,
программируемость

Терминология
5
Overlay Control Plane
EncapsulationСервис = Virtual Network (VN)
Идентификатор = VN Identifier (VNI)
Underlay Control Plane
Underlay Network
Hosts
(end-points)
Edge Devices
Edge Device

Классификация оверлеев
Сервис Подключения Сигнализация
Layer 2 сервис
Layer 3 сервис
Хостовые
оверлеи
Сетевые оверлеи
Гибридные
Data Plane
Learning
Control Plane
Learning

Типы наложенных сетей: вид сервиса
7
Layer 2
• Эмуляция сегмента LAN
• Передача кадров Ethernet (IP и не-IP)
• Мобильность в подсети (L2 домене)
• Риск L2 фладинга
• Имитация физической топологии
Layer 3
• Абстракция связности на основе IP
• Передача IP пакетов
• Мобильность адреса без растягивания L2
• Ограничение доменов сбоя
Гибридные L2/L3 оверлеи - «лучшее из обоих миров»

Типы наложенных сетей: вид подключений
8
• Физические и виртуальные
подключения
• Надёжность и
масштабирование
• «Федерация» доменов
• Открытые стандарты
Сетевые оверлеи Гибридные оверлеи
A
p
p
O
S
A
p
p
O
S
Virtual Physical
Network DB
V
M
O
S
V
M
O
S
Virtual Virtual
V
M
O
S
V
M
O
S
Хостовые оверлеи
Physical Physical
• Физические хосты
• С использованием
сетевого оборудования
• Традиционные VPN
• OTV, VPLS, LISP, FP
Protocols Flooding
• Только виртуальные
подключения
• Единый домен
управления
• VXLAN, NVGRE, STT

Сигнализация
• Обнаружение сервисов
– Пограничные устройства должны
обнаружить друг друга
• Анонс адресов и построение
отображения
– Соотнесение подключений с
пограничными устройствами
• Управление туннелями
– Построение и управление
соединениями между пограничными
устройствами
Overlay
Signalling
Types
Data Plane
Control
Plane

• Используется сбор информации от уровня коммутации
– Примеры: «выучивание» адресов на традиционных коммутаторах , FabricPath,
VXLAN (Multicast)
• Обеспечивается:
– Обнаружени адресов и построение соответствия
– Возможно – управление туннелями
– Не обеспечивается обнаружение сервисов
• Требует фладинга информации на уровне коммутации:
– Multicast дерево
– Репликация в unicast трафик на входе в оверлей
Data Plane Learning

• Обеспечивает:
– Обнаружение пограничных узлов
– Анонс подключений
– Управление туннелями
– Могут обеспечиваться расширения для резервирования подключений и
дополнительных сервисов
Уровень управления (Control Plane)
«Push» или «Pull»:
 Распространение (Push)
информации до всех пограничных
устройств
– BGP, IS-IS, контроллеры
 Запрос (Pull) и кеширование на
пограничном устройстве
– LISP, DNS, контроллеры
Протокол или контроллер:
 Управляющий протокол между
пограничными узлами
– BGP, IS-IS, LISP
 Центральная БД на контроллере
– Распределённые виртуальные коммутаторы
(OVS, N1Kv/VSM)

Почему VXLAN?
VXLAN обеспечивает сеть с сегментацией, мобильностью
и масштабированием
• Используются «стандарты»
• Используется IP сеть с Layer-3 ECMP
• «Пространство имен» сегментов до 16 миллионов
• Поддержка физическими и виртуальными коммутаторами
• Это «SDN» 
13

Формат пакета VXLAN
Инкапскуляция MAC-in-IP
14
Underlay
Outer IP Header
Outer MAC Header
UDP Header
VXLAN Header
Original Layer-2 Frame
Overlay
14 Bytes
(4 Bytes Optional)
Ether Type
0x0800
VLAN ID
Tag
VLAN Type
0x8100
Src. MAC Address
Dest. MAC Address 48
48
16
16
16
20 Bytes
Dest. IP
Source IP
Header
Checksum
Protocol 0x11 (UDP)
IP Header
Misc. Data
72
8
16
32
32
8 Bytes
Checksum 0x0000
UDP Length
VXLAN Port
Source
Port
16
16
16
16
8 Bytes
Reserved
VNI
Reserved
VXLAN Flags
RRRRIRRR
8
24
24
8
Src VTEP MAC Address
Next-Hop MAC Address
Src and Dst
addresses of the
VTEPs
Allows for 16M
possible
Segments
UDP 4789
Hash of the inner L2/L3/L4 headers of
the original frame.
Enables entropy for ECMP Load
balancing in the Network.
50(54)BytesofOverhead

Функционирование VXLAN
15
Local LAN
Segment
Physical
Host
Local LAN
Segment
Physical
Host
Virtual Hosts
Local LAN
Segment
Virtual Switch
Edge Device
Edge Device
Edge Device
IP Interface

Функционирование VXLAN
16
Local LAN
Segment
Physical
Host
Local LAN
Segment
Physical
Host
VTEP
VTEP
VTEP
VV
V
Encapsulation
Virtual Hosts
Local LAN
Segment
Virtual Switch
VTEP – VXLAN Tunnel End-Point
VNI/VNID – VXLAN Network Identifier

VXLAN: типы шлюзов
• Бриджинг VXLAN-VLAN
– (Шлюз L2)
• Маршрутизация VXLAN-VXLAN
– (Шлюз L3)
• Маршрутизация VXLAN-VXLAN
– (Шлюз L3)
17
V
VXLAN Router
Ingress VXLAN packet
on RED segment
Egress VXLAN packet is
ROUTED to new segment
V
VXLAN Router
on RED segment
Egress packet is IEEE 802.1q
tagged interface. packet is
ROUTED to new VLAN
V
VXLAN Layer-2
Gateway
on RED segment
Egress packet is IEEE 802.1q
tagged interface. packet is
BRIDGED to new VLAN

VXLAN Flood&Learn
18
V1
V3
MAC VNI VTEP
MAC_A 30000 E1/12
Host B
MAC_B / IP_B
MAC VNI VTEP
MAC_B 30000 E1/4
Virtual Switch
MAC VNI VTEP
MAC_C 30000 E1/8
V2
Host A
MAC_A / IP_A
Host C
MAC_C / IP_C

VTEP: выучивание адресов
VXLAN Flood&Learn
19
V1
V3Underlay
SIP: IP_V1
DIP: 239.1.1.1
SMAC: MAC_V1
DMAC: 00:01:5E:01:01:01
UDP
VXLAN VNID: 30000
ARP Request
SMAC: MAC_A
DMAC: FF:FF:FF:FF:FF:FF
Overlay
2
MAC VNI VTEP
MAC_A 30000 E1/12
Host B
MAC_B / IP_B
MAC VNI VTEP
MAC_B 30000 E1/4
MAC_A 30000 V1
Virtual Switch
ARP Request for IP_B
Src MAC: MAC_A
Dst MAC: FF:FF:FF:FF:FF:FF
4
MAC VNI VTEP
MAC_C 30000 E1/8
MAC_A 30000 V1
V2
3
Host A
MAC_A / IP_A
1
Src MAC: MAC_A
3
Host C
MAC_C / IP_C
Src MAC: MAC_A
4
MAC VNI VTEP
MAC_B 30000 E1/4
MAC VNI VTEP
MAC_C 30000 E1/8

VXLAN Flood&Learn
20
Host A
MAC_A / IP_A Host B
MAC_B / IP_B
V3
ARP Response from IP_B
Src MAC: MAC_B
Dst MAC: MAC_A
5
MAC VNI VTEP
MAC_B 30000 E1/4
MAC_A 30000 V1
MAC VNI VTEP
MAC_A 30000 E1/12
MAC_B 30000 V2
ARP Response for IP_B
Src MAC: MAC_B
Dst MAC: MAC_A
7
V2
V1
Underlay
SIP: IP_V2
DIP: IP_V1
SMAC: hop-by-hop
DMAC: MAC_V2
UDP
VXLAN VNID: 30000
ARP Response
SMAC: MAC_B
DMAC: MAC_A
Overlay
6
MAC VNI VTEP
MAC_A 30000 E1/12

VXLAN Flood&Learn
21
Host X
MAC_X / IP_X
Virtual Switch
V1
V3
V2
ARP Request for IP_Y
Src MAC: MAC_X
4
ARP Request for IP_Y
Src MAC: MAC_X
1
Underlay
SIP: IP_V1
DIP: 239.1.1.2
SMAC: MAC_V1
DMAC: 00:01:5E:01:01:02
UDP
VXLAN VNID: 30001
ARP Request
SMAC: MAC_X
Overlay
2
3
MAC VNI VTEP
MAC_Y 30001 E1/8
MAC_X 30001 V1
MAC VNI VTEP
MAC_X 30001 E1/11
Host Y
MAC_Y / IP_Y

Host X
MAC_X / IP_X
VXLAN Flood&Learn
22
MAC VNI VTEP
MAC_X 30001 E1/11
MAC_Y 30001 V3
V2
V1
Virtual Switch
ARP Response for IP_Y
Src MAC: MAC_Y
Dst MAC: MAC_X
5
V3
MAC VNI VTEP
MAC_Y 30001 E1/8
MAC_X 30001 V1
7
ARP Response for IP_Y
Src MAC: MAC_Y
Dst MAC: MAC_X
Underlay
SIP: IP_V3
DIP: IP_V1
SMAC: MAC_V3
DMAC: hop-by-hop
UDP
VXLAN VNID: 30001
ARP Response
SMAC: MAC_Y
DMAC: MAC_X
Overlay
6
Host Y
MAC_Y / IP_Y
MAC VNI VTEP
MAC_X 30001 E1/11

Передача данных
VXLAN Flood&Learn
23
Host A
MAC_A / IP_A Host B
MAC_B / IP_B
V3
4
MAC VNI VTEP
MAC_B 30000 E1/4
MAC_A 30000 V1
MAC VNI VTEP
MAC_A 30000 E1/12
MAC_B 30000 V2
V2
V1SIP: IP_A
DIP: IP_B
SMAC: MAC_A
DMAC: MAC_B
1
SIP: IP_A
DIP: IP_B
SMAC: MAC_A
DMAC: MAC_B
Underlay
SIP: IP_V1
DIP: IP_V2
SMAC: MAC_V1
DMAC: hop-by-hop
UDP
VXLAN VNID: 30000
SMAC: MAC_A
DMAC: MAC_B
SIP: IP_A
DIP: IP_B
Overlay
2
SIP: IP_V1
DIP: IP_V2
SMAC: hop-by-hop
DMAC: MAC_V2
Underlay
VXLAN VNID: 30000
SMAC: MAC_A
DMAC: MAC_B
SIP: IP_A
DIP: IP_B
UDP
Overlay
3

Передача данных
VXLAN Flood&Learn
24
V2
Underlay
SIP: IP_V1
DIP: IP_V3
SMAC: MAC_V1
DMAC: hop-by-hop
UDP
VXLAN VNID: 30001
SMAC: MAC_X
DMAC: MAC_Y
SIP: IP_X
DIP: IP_Y
Overlay
2
Virtual Switch
MAC VNI VTEP
MAC_Y 30001 E1/8
MAC_X 30001 V1
Host X
MAC_X / IP_X
1
MAC VNI VTEP
MAC_X 30001 E1/11
MAC_Y 30001 V3
SIP: IP_X
DIP: IP_Y
SMAC: MAC_X
DMAC: MAC_Y
V3
V1
4 SIP: IP_X
DIP: IP_Y
SMAC: MAC_X
DMAC: MAC_Y
Underlay
SIP: IP_V1
DIP: IP_V3
SMAC: MAC_V1
DMAC: MAC_V3
UDP
VXLAN VNID: 30001
SMAC: MAC_X
DMAC: MAC_Y
SIP: IP_X
DIP: IP_Y
Overlay
3
Host Y
MAC_Y / IP_Y

VXLAN транспорт
И его развитие
Уровень управления
Инкапсуляция
VXLAN
Выучивание на уровне коммутации
• Flood & Learn в мультикастовой группе,
в которой участвуют все устройства
• Уровень управления отсутствует
Выучивание на уровне протокола
• Оконечные узлы анонсируются
управляющим протоколом между
VTEP
• BGP/EVPN
t
26
Варианты распространения BUM
трафика
• Multicast или репликация на
источнике через unicast
Использование для связи ЦОД?
• Идёт развитие

Развитие VXLAN
27
Независимость
от multicast
• Репликация на входе
(Head-End
Replication/Ingress
Replication) позволяет
использовать unicast
транспорт
• Уровень управления
позволяет автоматически
обнаруживать адреса
VTEP
• VXLAN Hardware Gateway
Redundancy (VPC)
• Integrated physical and
virtual Overlays (Hybrid
Overlays)
• Inter-Pod Connectivity
• VXLAN Gateway to other
Encaps/Networks
Внешние подключения
• Резервирование
подключения к VTEP
(VPC)
• Интеграция физических и
виртуальных оверлеев
(гибридные оверлеи)
• VXLAN шлюзы во внешние
сети
• MAC и IP адреса нагрзок
выучиваются VTEP
• Анонс ассоциации L2 и L3
адресов с VTEP с
использованием
управляющего протокола
• Предотвращение
фладинга
• Оптимальное
распространение ARP
IP сервисы
• Маршрутизация между
VXLAN
• Распределённый шлюз по
умолчанию
• Изоляция организаций
(Multi-Tenancy)

• Репликация на входе чтобы уйти (если необходимо)
от требования поддержки multicast в транспортной
сети
• Использование Control-Plane для автоматического
проактивного обнаружения VTEP
• Использование multicast необходимо для высокого
масштабирования!
28
Независимость
от multicast*
• Репликация на входе
(Head-End
Replication/Ingress
Replication) позволяет
использовать unicast
транспорт
• Уровень управления
позволяет автоматически
обнаруживать адреса
VTEP
*Необходимо использование уровня управления или статическая конфигурация

Репликация на входе
Независимость от multicast
29
Host A
MAC_A / IP_A Host B
MAC_B / IP_B
Virtual Switch
Src MAC: MAC_A
5
Src MAC: MAC_A
5
Underlay
SIP: IP_V1
DIP: IP_V3
SMAC: MAC_V1
DMAC: MAC_V3
UDP
VXLAN VNID: 30000
ARP Request
SMAC: MAC_A
Overlay
4
Host C
MAC_C / IP_C
Peer VNI VTEP
V1 30000
30001
V1
V2 30000 V2
RR RR
V2
Peer VNI VTEP
V1 30000 V1
V3 30000
30001
V3
V1
V3
Peer VNI VTEP
V2 30000 V2
V3 30000
30001
V3
1
Src MAC: MAC_A
2
Underlay
SIP: IP_V1
DIP: IP_V2
SMAC: MAC_V1
DMAC: MAC_V2
UDP
VXLAN VNID: 30000
ARP Request
SMAC: MAC_A
Overlay
4
3

30
• Резервирование
подключения к VTEP
(VPC)
• Интеграция физических и
виртуальных оверлеев
• VXLAN шлюзы во внешние
сети
• Резевирование подключения к VTEP с использовнием
vPC (virtual Port-Channel)
• Обеспечивает двойное подключение хоста или
сервисного элемента
• Интеграция физических и виртуальных оверлеев
• Многопротоколные шлюзы обеспечивают связь
VXLAN с Ethernet, MPLS или другими типами
оверлеев

Резервирование подключения к VTEP (vPC)
• Работа VXLAN vPC домена
аналогична традиционному vPC
• Специфика настройки vPC Peer-Link
• Резервирование обеспечивается за
счёт настройки двух адресов на
Loopback интерфейсе VTEP
– Primary адрес используется как адрес
VTEP для хостов с одиночным
подключением (orphan)
– Secondary адрес (anycast) используется
как адрес VTEP для хостов с двойным
подключением (vPC)
31
Host D
VNI 30000
V4
V5

Резервирование подключения к VTEP: vPC хост
• Хост D имеет двойное подключение к
V4 и V5
– Балансировка трафика с помощью Port-
Channel
– MAC ассоциируется с адресом anycast
VTEP
• IP адрес источника для VXLAN
инкасуляции - Anycast IP адрес,
разделяемый в vPC паре
• Две независимых MP-BGP сессии
• Трафик к хосту D балансируется
между V4 и V5
32
Host D
VNI 30001
V4
V5
Underlay
SIP: IP_VAnycast
DIP: IP_Vn
SMAC: MAC_V4, MAC_V5
DMAC: hop-by-hop
UDP
VXLAN VNID: 30001
SMAC: MAC_D
DMAC: MAC_B
SIP: IP_D
DIP: IP_B
Overlay

33
• MAC и IP адреса нагрзок
выучиваются VTEP
• Анонс ассоциации L2 и L3
адресов с VTEP с
использованием
управляющего протокола
• Предотвращение
фладинга
• Оптимальное
распространение ARP
• Уровень управления на основе Multi-Protocol BGP
(MP-BGP) с использованием EVPN NLRI (Network
Layer Reachability Information)
• Коммутация на VTEP на основании полученной
информации о L2 (MAC) и L3 (IP) адресах
• Снижение риска фладинга
• Снижение нагрузки ARP на сеть
• Использование стандартов (IETF draft)

EVPN – Ethernet VPN
34
Control-
Plane
EVPN MP-BGP
draft-ietf-l2vpn-evpn
Data-
Plane
Multi-Protocol Label Switching
(MPLS)
draft-ietf-l2vpn-evpn
Provider Backbone Bridges
(PBB)
draft-ietf-l2vpn-pbb-evpn
Network Virtualization Overlay
(NVO)
draft-sd-l2vpn-evpn-overlay
 EVPN с использованием NVO туннелей (VXLAN,
NVGRE, MPLSoGRE) для сетевых фабрик ЦОД
 Построение L2 и L3 оверлеев поверх IP сетей
 Поддержка различными производителями

• Распространение информации о
хостах независимо от фладинга
или протоколов транспортной
сети
• Использование MultiProtocol-BGP
(MP-BGP) на VTEP для
распространения «маршрутов» на
хосты и подсети, а также внешние
сети
• Route Reflector-ы для
обеспечения масштабирования
Распространение информации о хостах и подсетях
VXLAN/EVPN
35
RR RR
V2
V1
V3
BGP Route-ReflectorRR
iBGP Adjacency

Обнаружение и распространение информации
VXLAN/EVPN
36
Host A
MAC_A / IP_A Host B
MAC_B / IP_B
Virtual Switch
Host C
MAC_C / IP_C
Host Y
MAC_Y / IP_Y
RR RR
V2
V1
V3
1
1
1
VTEPы анонсирует машруты на хосты (IP+MAC)
с использованием управляющего протокола (MP-BGP)
1

Обнаружение и распространение информации
VXLAN/EVPN
37
Host A
MAC_A / IP_A Host B
MAC_B / IP_B
Virtual Switch
Host C
MAC_C / IP_C
Host Y
MAC_Y / IP_Y
RR RR
V2
V1
V3
2
2
2
2
BGP распространяет маршруты до остальных VTEP
MAC, IP VNI VTEP
MAC_A, IP_A 30000 V1
MAC_B, IP_B 30000 V2
MAC, IP VNI VTEP
MAC_C, IP_C 30000 V3
MAC_Y, IP_Y 30001 V3
3 VTEP-ы получают маршруты и вставляют их в RIB/FIB
3 3
3
MAC, IP VNI VTEP

1. Подключение хоста
2. VTEP, к которому выполнено
подключение, анонсирует MAC
(+IP) через BGP RR
3. Анонсируются также детали
инкапсуляции
Анонс хостов
VXLAN/EVPN
iBGP Adjacency
MAC, IP VNI
(L2)
VNI
(L3)
VTE
P
Encap Seq
MAC_A, IP_A 30000 50000 V1 3:VXLAN 0
RR RR
V2
V1
V3
Host A
MAC_A / IP_A
V1# sh bgp l2vpn evpn IP_A
BGP routing table information for VRF default, address family L2VPN EVPN
Route Distinguisher: 30000:V1
BGP routing table entry for [2]:[0]:[0]:[48]:[MAC_A]:[32]:[IP_A]/272, version 28838
Paths: (1 available, best #1)
Flags: (0x000202) on xmit-list, is not in l2rib/evpn
Advertised path-id 1
Path type: internal, path is valid, is best path, no labeled nexthop
AS-Path: NONE, path sourced internal to AS
IP_V1 (metric 3) from RR (RR)
Origin IGP, MED not set, localpref 100, weight 0
Received label 30000 50000
Extcommunity: RT:1000:30000 RT:1000:50000 ENCAP:3
Originator: IP_V1 Cluster list: RR
Remote Next-hop Attribute: IP_V1
encapsulation VXLAN VNID 50000 MAC MAC_V1
48, MAC, 32, IP
ENCAP:3 = VXLAN
38

1. Хост переехал на V3
2. V3 обнаруживает хост A и
анонсирует его с Seq #1
3. V1 видит более «свежий»
маршрут и прекращает
анонсировать от себя
Мобильность хоста
VXLAN/EVPN
39
iBGP Adjacency
MAC, IP VNI
(L2)
VNI
(L3)
VTE
P
Encap Seq
MAC_A, IP_A 30000 50000 V3 3:VXLAN 1
Host A
MAC_A / IP_A
RR RR
V2
V1
V3
V1# sh bgp l2vpn evpn IP_A
BGP routing table information for VRF default, address family L2VPN EVPN
Route Distinguisher: 30000:V3
BGP routing table entry for [2]:[0]:[0]:[48]:[MAC_A]:[32]:[IP_A]/272, version 28839
Paths: (1 available, best #1)
Flags: (0x000202) on xmit-list, is not in l2rib/evpn
Advertised path-id 1
Path type: internal, path is valid, is best path, no labeled nexthop
AS-Path: NONE, path sourced internal to AS
IP_V3 (metric 3) from RR (RR)
Origin IGP, MED not set, localpref 100, weight 0
Received label 30000 50000
Extcommunity: RT:1000:30000 RT:1000:50000 ENCAP:3
Originator: IP_V3 Cluster list: RR
Remote Next-hop Attribute: IP_V3
encapsulation VXLAN VNID 50000 MAC MAC_V3
48, MAC, 32, IP
ENCAP:3 = VXLAN

Подавление ARP
VXLAN/EVPN
40
Host A
MAC_A / IP_A Host B
MAC_B / IP_B
Virtual Switch
Host C
MAC_C / IP_C
Host Y
MAC_Y / IP_Y
RR RR
V2
V1
V3
1 ARP запрос на адрес IP_B от хоста A
MAC, IP VNI VTEP
MAC, IP VNI VTEP
2 V1 знает про IP_B и может ответить локально, не
распространяя ARP запрос по сети
MAC, IP VNI VTEP
MAC_Y, IP_Y 30001 V3ARP Request for IP_B
Src MAC: MAC_A
1
2
ARP Response for IP_B
Src MAC: MAC_B
Dst MAC: MAC_A

41
IP сервисы
• Маршрутизация между
VXLAN
• Распределённый шлюз по
умолчанию
• Изоляция организаций
(Multi-Tenancy)
• Коммутация на VTEP на основании полученной по
MP-BGP информации о L2 (MAC) и L3 (IP) адресах:
интегрированная маршрутизация и коммутация
(IRB)
• Распределённая маршрутизация на VTEP
• Масштабируемость уровня коммутации и
управления
• LISP-подобный подход к мобильности
– Location (VTEP), Identifier (MAC, IP)

Шлюз по умолчанию в VXLAN
Централизованный шлюз
• Бриджинг, потом роутинг
• Центральная точка маршрутизации (агрегация)
• Большие потребности в масштабируемости
• Трудно внедрять в больших L2 доменах
• Работает с VXLAN Flood&Learn и с EVPN
Маршрутизация VXLAN
Распределённый шлюз
• Маршрутизация или бриджинг на входе в оверлей
• Распределённый шлюз по умолчанию (Anycast)
• Распределяет задачу
• Лучше масштабируется
• Требует VXLAN/EVPN!
42
V1
V3
V2
V1
V3
VX
VY
V2
Layer-3 граница
Layer-3 граница

Централизованный шлюз (FHRP)
• Централизованная
маршрутизация в L2 VXLAN сети
• Маршрутизация между VXLAN на
уровне агрегирования
• vPC обеспечивает HSRP
active/active и синхронизацию
MAC таблиц
– Зарезервированые VTEP-ы
используют Anycast VTEP IP адрес
в транспортной сети
Маршрутизация VXLAN
43
Host Y
VNI 30001
Host A
VNI 30000
V1
V3
VX
VY
V2

Распределённый шлюз (Anycast Gateway)*
• Распределённая маршрутизация с IP
Anycast Gateway (интегрированная
маршрутизация и коммутация IRB)
– Маршрутизация между VNI
– Бриджинг внутри VNI
• Маршрутизация между VXLAN на
VTEP (Leaf/Access Layer)
– Все VTEP-ы разделяют IP и MAC адрес
для подсети/VNI (без HSRP)
– Хост подключен к «шлюзу по умолчанию»
в любой точке
VXLAN/EVPN
44
Host Y
VNI 30001
Host A
VNI 30000
V1
V3
V2
*Требует EVPN Control-Plane.

Layer-2 Multi-Tenancy
• VNI обеспечивают изоляцию на
L2 и L3 в VXLAN сети
– Принятые фреймы отображаются в
конкретный VNI
– Соответствие VLAN-VNI возможно
(в завимости от версии ПО и
платформы):
• На уровне коммутатора
• На уровне порта
• VLANы имеют локальное
значение, VNI - глобальное
Изоляция организаций
45
Host B
VNI 43
Host A
VLAN 43
V2
V1
V3
VLAN
VLAN

Layer-3 Multi-Tenancy
• VNI обеспечивают изоляцию на
L2 и L3 в VXLAN сети
– Принятые фреймы отображаются в
VNI, соответсвующий данному VRF
• Весь маршрутизируемый трафик
использует VNI, соответствующий
данному VRF («симметричный
режим»)
Изоляция организаций
46
Host Y
VNI 30001
Host A
VNI 30000
V2
V1
V3
VLAN
VLAN

VXLAN/EVPN, VXLAN Flood&Learn и Cisco FabricPath
Сравнение
47
VXLAN/EVPN VXLAN Flood&Learn FabricPath
Инкапсуляция VXLAN в IP VXLAN в IP FabricPath
Требования к транспорту IP IP Layer-1
Распространение информации о
подключенных узлах
MP-BGP EVPN Flood&Learn Flood&Learn
(+диалоговое выучивание)
Построение дерева для BUM*
трафика
Multicast (PIM) или репликация через
unicast
Multicast (PIM) или
репликация через unicast
FabricPath IS-IS
Уровень управления в транспортной
сети
Любой протокол машрутизации
(static, OSPF, IS-IS, eBGP)
Любой протокол
машрутизации
(static, OSPF, IS-IS, eBGP)
FabricPath IS-IS
Тип сервиса L2 и L3 L2 L2
Идентификатор пограничного узла VTEP IP VTEP IP SwitchID
Аутентификация MP-BGP Нет FabricPath IS-IS
Стандарт RFC 7348 + draft-sd-l2vnp-evpn-overlay RFC 7348 TRILL based (Cisco Proprietary)
*BUM: Broadcast, Unknown Unicast, Multicast

Примеры внедрения VXLAN

VXLAN в традиционной сети
DC Core
VTEP
DC Aggregation
DC Access
VTEP VTEP VTEP
VXLAN Overlay
• VTEP можно внедоить на
уровне доступа, не требуя
поддержки VXLAN в другиз
частях сети
• Транспортная сеть может
быть преобразована в
стабильную и
производительную
маршрутизируемую сеть
• IGP для IP достужимости
между VTEP
• Для BUM трафика может
быть необходим multicast в
транспортной сети

VXLAN фабрика с EVPN Control Plane
LeafVTEPVTEPVTEPVTEP VTEP VTEP
Spine
• Типичная двухуровневая сеть Клоза (spine-leaf) для оптимальной внутренней
производительности, эффективности, надёжности и масштабируемости
• Наложенный оверлей с использованием VXLAN для мобильности нагрузок и изоляции
организаций
• BGP для переноса EVPN хостовых маршрутов (L2 и L3)
• Поддерживаются iBGP и eBGP
Стандартная
двухуровневая сеть
Клоза

Дизайн VXLAN фабрики с MP-iBGP EVPN
LeafVTEPVTEPVTEPVTEP VTEP VTEP
SpineRRRR
VXLAN Overlay
MP-iBGP EVPN
MP-iBGP сессии
• VTEP только на уровне leaf
• Spine коммутаторы являются iBGP RR
• Spine коммутаторы не требуют поддержки VTEP функций
• iBGP сессии между VTEP и RR
• IGP протокол для IP достижимости между loopback адресами
• Spine коммутаторы не
требуют поддержки
VTEP функций
• Должны поддерживать
MP-BGP EVPN AF

Spine
Leaf
VTEP VTEPVTEP VTEP VTEP
iBGP iBGP
iBGP iBGP iBGP RRRR
VXLAN Overlay
Пара leaf коммутаторов
выбранных для функций iBGP
route-reflector для других VTEP
• Spine коммутаторы не требуют поддержки
VTEP функций
• Не требуют и поддержки EVPN
• Чистый IP транспорт

Spine
Leaf
VTEP
Cisco Nexus 9300
VTEP
Cisco Nexus 9300
VTEP
Cisco Nexus 9300
VTEP
Cisco Nexus 9300
VTEP
Cisco Nexus 9300
iBGP iBGP iBGP iBGP iBGP
RR
RR
Пара выделенных iBGP route-
reflector-ов для пиринга со
всеми VTEP
All leaf VTEPs run iBGP sessions with the
dedicated route reflectors.
• Spine коммутаторы не требуют поддержки
VTEP функций
• Не требуют и поддержки EVPN
• Чистый IP транспорт

VXLAN в решениях Cisco

Продукты Cisco с поддержкой VXLAN
Nexus
1000
Nexus
3100
Nexus
7000
Nexus
5600
L2 Gateway L3 Gateway
BGP EVPN
Control Plane
Anycast
Gateway
Head End
Replication
Nexus
9000
Cisco VXLAN Solutions
ASR1000
CSR1000 ASR9000
Scale
Secure
Multi-tenancy
Workload
Mobility
Workload
Anywhere
Nexus
2000

Традиционные подходы Эффективный IP оверлей ACI – фабрика, основанная на
политиках
Бриджинг и маршрутизация VXLAN Application Centric Infrastructure
Существующие 2- и 3-х
уровневые дизайны
DC
POD
s
DC Core
VPC
FEX
Интегрированная сетевая
виртуализация
SDN контроллеры
Модель политик
Автоматизация
APIC
Набор подходов к развитию сети ЦОД
Nexus 3000, 5600, N7000
Nexus 9000

VXLAN в решениях Cisco
• Подержка VXLAN/EVPN в коммутаторах Cisco Nexus:
– Сейчас:
• Nexus 9300
– Скоро (планируется на 2015 год):
• Nexus 9500 с модулями ACI-ready
• Nexus 7000/7700 с модулями F3
• Nexus 5600
• Ключевые направления развития VXLAN в Cisco
– Управление и орекстрация наложенной и транспортной сети
– Тестирование в комплексных решениях (включая DCI)
– Интеграция с ACI фабрикой

Ссылки по теме
• “VXLAN Network with MP-BGP EVPN Control Plane Design Guide”
– http://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/switches/nexus-9000-series-
switches/guide-c07-734107.html
• “Is VxLAN Control Plane a DCI solution for LAN extension”
– http://yves-louis.com/DCI/?p=965

Построение виртуализированных сетевых фабрик с использованием VXLAN

Построение виртуализированных сетевых фабрик с использованием VXLAN

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Построение виртуализированных сетевых фабрик с использованием VXLAN

Similar to Построение виртуализированных сетевых фабрик с использованием VXLAN (20)

More from Cisco Russia

More from Cisco Russia (20)

Построение виртуализированных сетевых фабрик с использованием VXLAN