MK_ computing-and-SRv6

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1 Beyond Cloud Computing - Network as as Platform Miya Kohno Distinguished Systems Engineer, Cisco Systems 1 November 2017

2 通信事業者ネットワークの変遷 インターネット革命 1990 年代 サーキットからパケットへ 電話のためのネットワークからコンピュータのためのネットワークへ Everything over IP End to End 原理 ( ネットワークは愚直にbitを運べ ) インテリジェンスはEnd Systemに インテリジェンスはクラウドに ディジタル革命 2010 年代 あらゆるものがつながり あらゆるものが as a Service として提供され あらゆるものが照合され 統計的 人工知能的に解析される

3 Beyond Cloud Computing?! マルチクラウドの時代 Public Cloud と Private Cloud の共存 OTT クラウドと通信事業者クラウドの共存 クラウドの寡占 (b) ネットワークの価値 低 (a) ネットワークの価値 - 高 (c) コンピューティングとストレージの偏在 now 2-3 yrs > 5-7 yrs

4 Beyond Cloud Computing?! クラウドの寡占 (b) シナリオ - (a) ネットワークのコモディティ化が加速する - 機能は専ら Overlay により提供される SD-WAN Google Project Fi ネットワークの価値 低 (a) (c) ネットワークの価値 - 高 シナリオ - (b) ネットワークをクラウドで制御する シナリオ - (c) コンピューティングとストレージの偏在 ネットワークは分散コンピューティングのためのプラットフォームになる In-Network Computing In-Network Storage

5 ネットワークは分散コンピューティングのプラットフォームになり得るか 1) コンピューティングの変化 2) ネットワークの変化 3) データプレーンプログラマビリティ 3 つの側面から検討してみる 分散コンピューティングプラットフォームとしてのネットワーク 任意の適切な場所でコンピューティング処理を実行する 任意の適切な場所にデータを存在させる

6 コンピューティングの変化 迅速化 分散化 モジュラー化 Source: Jan Medved

7 コンピューティングの変化 リソースの抽象化 共有と分離 2016 CONTAINERS 2018 WHAT S NEXT 2008 VIRTUAL MACHINES 2012 CLOUD Virtual Media Functions Virtual Media Functions Virtual Media Functions Virtual Media Functions BARE METAL Physical Media Functions SDI Cables Source: Horia Miclea

8 コンピューティングの変化 ネットワーク特性の指定可能性 Container Network Stack における試み Host Stack による SRv6 のサポート Linux Cisco Contiv 資料より VPP/fd.io

9 ネットワークの変化 現状 à ドメイン毎に分断

10 ネットワークの変化 IPv6 centric へ ドメインを越えたデータプレーンの統一 (Access, WAN, DC, lications..) Native(No more Tunnel/Overlay), Stateless, Simple

11 ネットワークの変化 End to End ID としての IPv6 IPv6 ユーザ コンテナ サービスまでの Native な到達性 識別のための vlan tag の必要なし IPv4 as a Service

12 データプレーンプログラマビリティ Network Programmability における階層性 様々な形態の Programmability Service, lication Policy Orchestration, Control Service, lication Policy Service Orchestration Domain Orchestration Infrastructure Physical Virtual virtual physical (Centralized) Control Plane Configuration Management (Distributed) Control Plane Data Plane

13 データプレーンプログラマビリティ 今 データプレーンプログラマビリティが熱い! プログラマブル ASIC Source: プログラマブルデータプレーン時代に向けたネットワークオペレーションスタック 海老澤健太郎

14 データプレーンプログラマビリティ P4 : Programmable Protocol-Independent Packet Processing 再構成可能性 (Reconfigurability) プロトコル非依存 (Protocol-Independence) ターゲット非依存 (Target-Independence) Openflow と比べて 抽象度と柔軟性が高い

15 SRv6 in P4! the-extensible-network.pdf

16 Segment Routing と SRv6 - Recap Segment Routing : Source Routing 方式の一つ Segment ID (SID) List により Traffic Steering を表現する SRv6(Segment Routing IPv6) : SID List を IPv6 Routing Extension Header を使って Encode する Network Services Code, Data

17 Underlay Correlation 要求される SLA 特性によるパス選択 ( 例 ) Latency が許容されるトラフィックに対して ホップ数の多いパスを選択する Client IPv6 Hdr SA=A, DA=D Payload S1 Traffic Steering 方針は PolicyなどでEdgeが判断 またはBinding SIDを使う IPv6 Hdr SA=A, DA=S2 SL=2 S2 IPv6 Hdr SA=A, DA=S3 SL=1 S3 IPv6 Hdr SA=A, DA=D Payload Server D SRH D S3 S2 Payload D S3 S2 Payload 説明のために SID を明示的に重ねていますが 実際はこの必要はありません (MPLS で言うところの loose hop) トラフィックを曲げるために必要なホップの SID( この場合 S2) のみを指定すれば OK です

18 SRv6 Header Segments Left Locator 1 Function 1 Locator 2 Function 2 Locator 3 Function 3 Metadata TLV

19 SRv6 Value Proposition End-to-End での共通転送メカニズム シームレスな到達性とセグメンテーション Access, WAN, DC, Compute 共通の転送メカニズム シンプル化 - RSVP, LDP などのコントロールプレーンの排除 - LSP, Tunnel, ステートの排除 Underlay の高度化 - Fast Protection, Traffic Steering の実現 SRv6 SID によるデータプレーンプログラマビリティ SRv6 for Anything! - L2/L3 VPN, Service Chaining, Content Delivery, etc.

20 SRv6 によるデータプレーンプログラマビリティ このノードで処理 xxx を実行 このノードで処理 yyy を実行 SRv6 node T.Insert END.xxx END.yyy A S1 S2 S3 Z IPv6 Hdr SA=A, DA=Z IPv6 Hdr SA=A, DA=S2 IPv6 Hdr SA=A, DA=S3 IPv6 Hdr SA=A, DA=Z Payload SL=2 SL=1 Payload SRH Z S3 : yyy Z S3 : yyy S2 : xxx Payload S2 : xxx Payload Locator Function 1111:2222:3333: :6666:7777: :6666 Function 7777:8888 Argument

21 Local SID Functions (1/2) Name Forwarding Function Use case End * Lookup Endpoint function Prefix SID End.X * L3 X-connect Endpoint function with L3 X-connect Adjacency SID End.T * Lookup in Table T Endpoint function with specific IPv6 table lookup Multi-table operation in the core End.DT6 End.DT4 Decap and IPv6 Table T lookup Decap and IPv4 Table T lookup Endpoint with decap and IPv6 Table lookup Endpoint with decap and IPv4 Table lookup IPv6 L3VPN per-vrf IPv4 L3VPN per-vrf End.DX6 Decap and IPv6 XC Endpoint with decap and IPv6 L3 X-connect IPv6 L3VPN per-ce End.DX4 Decap and IPv4 XC Endpoint with decap and IPv4 L3 X-connect IPv4 L3VPN per-ce End.DX2 Decap and L2 XC Endpoint with decap and L2 X-connect L2VPN

22 Local SID Functions (2/2) Name Forwarding Function Use case End.B6 SRv6 policy Endpoint bound to an SRv6 policy Binding SID End.B6.Encaps SRv6 policy Endpoint bound to an SRv6 encap policy Binding SID End.BM SR-MPLS policy Endpoint bound to an SR-MPLS policy Binding SID End.S Search of a target Endpoint in search of a target in table T (locally forward or END behavior) End.AS End.AM Remove Outer IPv6 header and SRH, forward to target interface Update Outer IPv6 header DA with LAST SID and forward to target interface Endpoint to SR-unaware via static policy Endpoint to SR-unaware via masquerading hicn Service Chaining Proxy Service Chaining Proxy

23 Segment Routing によるサービスチェイン SR policy: S1, S2, S3, D Client Firewall S1 DPI box S2 IDS/IPS S3 Server D サービスを segment として表現 à Flexible, Scalable, Stateless

24 Reference - Linux based NFV infrastructure Ahmed AbdelSalam, Francois Clad, et al. Implementation of Virtual Network Function Chaining through Segment Routing in a Linux-based NFV infrastructure, NetSoft 2017, IEEE

25 Reference - Linux based NFV infrastructure NFV node VNF Ingress ER Classifier + SR IPv6 + SR IPv6 + SR Namespace B:2:: SR/VNF connector B:1:: IPv6 + SR Egress ER IPv6 + SR Linux VM Linux VM Linux VM A:2:: A:1:: C:1:: C:2:: IPH1 IPH1 SRH IPH2 IPH1 SRH IPH2 IPH1 IPH1: SA=s DA=t IPH2: SA=A:2:: DA=B:2:: SR list={b:2::, C:2::} IPH2: SA=A:2:: DA=C:2:: SR list ={B:2::, C:2::} IPH1: SA=s DA=t 25

26 Reference Zebra

27 SRv6 + Service Chaining 相互接続デモ Cisco Hardware: ASR 1K, ASR, NCS 5500 Cisco Network OS: IOS XE and IOS XR Barefoot Networks Tofino on OCP Wedge-100BF Linux Kernel officially upstreamed in 4.10 Fd.io

28 ネットワークは分散コンピューティングのプラットフォームになり得る! 1) コンピューティングの変化 à 迅速化 モジュラー化により 偏在性 オンデマンド性が高まる 2) ネットワークの変化 à シンプル化 ステートレス化 à コンピューティングとの方式共有 3) データプレーンプログラマビリティ à 柔軟なデータプレーン動作の制御 à Underlay 高度化と Correlation 分散コンピューティングプラットフォームとしてのネットワーク 任意の適切な場所でコンピューティング処理を実行する 任意の適切な場所にデータを存在させる

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