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はるまさつつの
4 years ago
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1 2013 年 4 月 19 日 JANOG31.5 IETF TRILL update ~ なんで独自実装ばっかで IETF TRILL はさっぱりこないのか ~ ミドクラジャパン株式会社高嶋隆一

2 WHAT S TRILL? TRANSPARENT INTERCONNECTION OF LOTS OF LINKS 2

3 コンセプト Algorhyme V2, by Ray Perlner from RFC6325 I hope that we shall one day see A graph more lovely than a tree. A graph to boost efficiency While still configuration-free. A network where RBridges can Route packets to their target LAN. The paths they find, to our elation, Are least cost paths to destination! With packet hop counts we now see, The network need not be loop-free! RBridges work transparently, Without a common spanning tree. 3

4 コンセプト意訳ツリーやめたいけど複雑な設定は No 最短経路に流したい TTL が欲しい物理ループ構成があってもいいじゃん端末側の実装は変えたくないともかくスパツリやめたい 4

5 要はアンチ STP! Photo Credit: iloveportraits via Compfight cc 5

6 というかやり直し? RFC6325 authors R. Perlman Intel Labs 802.1D Spanning-Tree の生みの親 D. Eastlake 3rd Huawei D. Dutt S. Gai Cisco Systems A. Ghanwani Brocade From 6

7 How? Data Plane 追加ヘッダで必要パラメータ付与 Control Plane IS-IS によるルーティング 7

8 大雑把なイメージ既存イーサ網 TRILL 網既存イーサ網 Shortest Path 元のフレーム追加ヘッダ元のフレーム元のフレーム 8

9 実は RFC6325 のタイトルは TRILL ではない Router (L3) の様な動きをする Bridge (L2) なので Routing Bridge 以下 Rbridge RB 9

10 まずは Data Plane 10

11 TRILL Frame MAC-in-MAC Style Encapsulation Outer Ethernet Header TRILL Header Inner Ethernet Header Ethernet Payload Ethernet FCS 追加ヘッダ RFC6325 Figure 2: An Ethernet Encapsulated TRILL Frame Ethernet 以外に PPP もサポートするが今回は省略 11

12 TRILL Frame もうちょっと詳しく 8bytes 6bytes 6bytes 4bytes 2bytes 6bytes+ 6bytes 6bytes 4bytes 2bytes 4bytes Preamble/SFD Dst MAC Src MAC 802.1Q Ether Type (=TRILL) / Size TRILL Header Dst MAC Src MAC 802.1Q Ether Type / Size Payload CRC/FCS Outer MAC ヘッダ Inner MAC ヘッダ TRILL ヘッダ TRILL ペイロード 12

13 TRILL Frame TRILL Header 2bytes 2bytes 2bytes 0byte+ Egress Rbridge Nickname Ingress Rbridge Nickname V R M Op-Len Hop-Count Option Egress Rbridge Nickname Ingress Rbridge Nickname M Hop-Count 宛先の Rbridge 送信元の Rbridge Multi Destination TTL その他 V: Version, R: Reserved, Op-Len: Option Length 13

14 次に Control Plane 14

15 L2-IS-IS IS-IS リンクステート型のルーティングプロトコル TLV 形式のサポートによりマルチプロトコル拡張が容易 SPF (Dijkstra 法 ) による最短経路検索 ECMP のサポート L2-IS-IS L3 IS-IS とは別の Ether Type を持ちインスタンスも独立 Level-1 のみで構成されるシングルエリアで動作 2013 Brocade Communications Systems, Inc

16 Unicast 16

17 動作イメージ 1 ホスト A は MAC アドレス B 宛てのフレームを送信ホスト A RB-1 RB-3 RB-4 RB-5 RB-6 ホスト B MAC=A RB-2 MAC=B フレーム DA =B SA =A USER DATA 17

18 動作イメージ 2 Ingress Rbridge は Egress Rbridge を検索ホスト A MAC=A RB-1 RB-3 MAC A B C N RB-2 Rbridge RB-1 RB-6 RB-3 RB-N RB-4 RB-5 RB-6 ホスト B MAC=B フレーム DA =B SA =A USER DATA Q MAC=B に繋がっている Rbridge はどこか? A Rbridge-6 Q どうやって検索するのか A Rbridge IDとMAC 対応表を各 Rbridgeが保持従来のEgressポートとMAC 対応表に相当 18

19 動作イメージ 3 検索結果を元に TRILL ヘッダ Outer MAC を付与ホスト A MAC=A RB-1 MAC=W RB-3 MAC=X RB-2 RB-4 MAC=Y RB-5 RB-6 MAC=Z ホスト B MAC=B フレーム DA =B SA =A USER DATA DA SA =X =W ER =6 IR =1 DA =B SA =A USER DATA Ingress Rbridge = RB-1 Egress Rbridge = RB-6 Source MAC = W 最短経路の Destination MAC = X Next-HopへのリンクのMAC 19

20 動作イメージ 4 最短経路に沿って Hop by Hop で転送ホスト A MAC=A RB-1 MAC=W RB-3 MAC=X RB-2 RB-4 MAC=Y RB-5 RB-6 MAC=Z ホスト B MAC=B フレーム DA SA =X =W ER =6 IR =1 DA =B SA =A USER DATA Outer MAC の SA/DA はリンク毎に入れ替わる DA SA =Z =Y ER =6 IR =1 DA =B SA =A USER DATA 20

21 動作イメージ 5 Egress Rbridge は TRILL ヘッダ, Outer MAC を除去ホスト A MAC=A RB-1 MAC=W RB-3 MAC=X RB-2 RB-4 MAC=Y RB-5 RB-6 MAC=Z ホスト B MAC=B フレーム DA SA =Z =Y ER =6 DA =B IR =1 SA =A DA =B USER DATA SA =A USER DATA 21

22 Multi-Destination Broadcast BUM Unknown-Unicast Multicast 22

23 Multi-Destination 概要 Distribution Tree による配布 TRILL 網内では IS-IS SPF で作成された双方向 Distribution Tree に沿って BUM 通信が行われるホスト A RB-1 RB-3 RB-2 RB-4 RB-5 RB-6 RB-4 を Root とする Tree の例ホスト B ホスト C 23

24 Distribution Tree Basics Distribution Tree にも Rbrdige Nickname が振られる Egress Rbridge に Distribution Tree を指定 L2/L3 の Broadcast/Multicast Address と同じホスト A Rbridge Nickname を Tree に割当て RB-4 RB-3 RB-5 RB-1 RB-2 RB-6 ホスト B ホスト C 24

25 Distribution Tree Basics 複数の Tree があってもよい Ingress Bridge は最も近い Root を持つ Tree を選択 RB-4 を Root にもつ Tree と RB-2 を Root にもつ Tree の例ホスト B ホスト A RB-1 RB-3 RB-4 RB-5 RB-6 RB-2 ホスト C 25

26 Distribution Tree Basics 複数の Tree は同じ Root をもっていてもよい Multicast でもロードバランス可能ホスト B ホスト A RB-1 RB-3 RB-4 RB-5 RB-6 RB-2 ホスト C 26

27 Distribution Tree Basics 各 Distribution Tree は用途に応じて Pruning される VLAN, IP Multicast 由来の L2 Multicast アドレス VLAN_A VLAN_A VLAN_B VLAN_B オリジナルの Tree VLAN_A VLAN_B VLAN_A VLAN による Pruning VLAN_A VLAN_A VLAN_B VLAN_B VLAN_A VLAN_B VLAN_A VLAN A の Tree VLAN B の Tree

28 Tree 生成 (Root Selection) L2-IS-IS のパラメータ比較 Priority をリスト化各 Rbridge が計算可能な Tree 数を比較し最小数 =k を保持最高 Priority の Rbridge が s 個の root を指定 (s k) s<k? YES Priority の高い Rbridge を (k-s) 個追加 root に指定 NO (s=k) 各 Rbridge は Root のリストを受けとり SPF に従い Tree を生成 28

29 MAC 学習 29

30 5 種類の MAC 学習方法 1 Ingress Rbridge で学習ローカルの Source Port MAC を学習 2Egress Rbridge で学習 Decap 時に Ingress Rbridge MAC を学習 3L2 Registration プロトコル (IEEE Association 等 ) 4TRILL ESADI プロトコルによる学習 Rbridge 間で Rbridge MAC 情報を同期 5 手動設定 30

31 31 流れるフレームから学習ホスト B ホスト A MAC=A MAC=B USER DATA SA =A DA =B フレーム RB-1 RB-2 RB-3 RB-4 RB-5 RB-6 USER DATA SA =A DA =B IR =1 ER =6 SA =Y DA =Z Port1 MAC A Rbridge Local Port 1 MAC A Rbridge RB-1 1 2

フレーム TRILL ESADI Protocol End Station Address

MAC A Rbridge RB-1 RB-6 MAC A Rbridge RB-1 I.

32 フレーム TRILL ESADI Protocol End Station Address Distribution Information ホスト A MAC=A DA =B SA =A Port1 RB-1 I USER DATA MAC A II Rbridge MAC RB-1 A RB-3 RB-2 MAC A Rbridge RB-1 RB-5 RB-4 Rbridge RB-1 MAC A Rbridge RB-1 RB-6 MAC A Rbridge RB-1 I. いずれかのRbridgeがMACを学習もしくは消去 II. ESADIプロトコルにより該当 VLANに属する全てのMAC 学習テーブルが同期 32

33 ESADI Basics ESADI は L2-IS-IS とは独立して動作する TRILL のデータフレーム扱い VLAN 単位の Distribution Tree を通じて配布 ESADI により Rbridge 間での MAC 学習テーブルは同期される BUM の低減 MAC 削除時に直接接続されていない Bridge が MAC Age out までブラックホールとなる状況を回避 33

34 ESADI に関する注意概要が RFC6325 にあるだけで詳細は RFC 化されてません 34

35 標準化動向 35

36 Fine-Grained Labeling 36

37 Status: WG Last Call 37

38 Fine-Grained Labeling VLAN スケーラビリティの向上 Preamble/SFD Preamble/SFD Outer MAC (DA,SA,802.1Q) Ether Type (=TRILL) / Size Outer MAC (DA,SA,802.1Q) Ether Type (=TRILL) / Size TRILL Header TRILL Header Dst MAC Src MAC Dst MAC Src MAC Inner Label High Etype 0x893b 802.1Q Etype 0x8100 Ether Type / Size Payload VLAN 12bit = 4k CRC/FCS Original TRILL Inner Label Low Etype 0x893b Ether Type / Size Payload FGL 24bit = 16M CRC/FCS FGL 38

39 FGL Basics VLAN-ID4096 個の壁の突破 4,096*4,096=16,777,216 個のネットワーク 802.1ad (Q-in-Q) の様に STAG, CTAG の 2 段構成ではなく 16M 個をフラットに利用可能 4,096 倍 VLAN-ID 4,096 個 FGL 16,777,216 個 39

40 FGL Basics FGL のエッジポートオリジナルの VLAN tag は透過しない Untag/802.1Q タグを FGL にマッピングし同一のフラッディングドメインを構成する結果として FGL 網は VLAN タグ変換機能も持つ VPLS のインスタンスに類似マッピングマッピング CVLAN 10 FGL 1000 CVLAN 20 VLAN 変換 40

41 マルチテナントの考慮 VLAN 重複の許容テナント A テナント B マッピングマッピング CVLAN 10 FGL 1000 CVLAN 10 CVLAN 10 FGL 2000 CVLAN 10 テナント A とテナント B は重複する CVLAN10 を利用しているがマッピングされている FGL が異なる為別のネットワークとして動作 41

CVLAN 10 CVLAN 10 (4,096*200+10) SVLAN 100 SVLAN 100 FGL 409,610 CVLAN 10

42 802.1ad との共存 802.1ad の VLAN スペース 4,096x4,096 と同等の空間を持っている為 802.1ad と相互マッピングも可能テナント A テナント B マッピングマッピング SVLAN 200 SVLAN 200 FGL 819,210 CVLAN 10 CVLAN 10 (4,096*200+10) SVLAN 100 SVLAN 100 FGL 409,610 CVLAN 10 CVLAN 10 (4,096*100+10) 単純に CTAG を Inner Label Low に STAG を Inner Label High に割り当てた例 42

43 TRILL の実装 43

44 IETF 標準 TRILL の実装ベンダ実装 Control Plane Data Plane Oracle Solaris 11 (*2) OS の標準機能として動作 OS の標準機能として動作 NUST (*1) Linux (*3) Quagga に trilld を実装 Linux Kernel に拡張 (*1) National University of Sciences & Technology (NUST), Pakistan (*2) (*3) 44

45 TRILL Like な商用実装 45

46 どこが TRILL *Like*? ベンダ実装 Control Plane Data Plane Cisco Brocade Fabric Path (*1) VCS Fabric (*2) Pre Standard(*3), L2MP FibreChannel 標準 FSPF(*4) Pre Standard(*3), 独自フレーム IETF 標準フレーム (*1) (*2) (*3) TRILL の標準化に先行して I-D ベースの情報と Proprietary 技術の組合せで実装, IS-IS ベース (*4) FibreChanel 標準 (T11 FC-SW-2) から Import, IS-IS ベース c502?OpenDocument 46

47 New! マニュアルによると L2-IS-IS は IETF 準拠っぽい? 詳細ご存知の方いたら教えてください! 47

48 なんで独自実装ばっかで IETF TRILL はさっぱりこないのか 48

49 標準化の遅れ 49

50 CY2010Q2 Brocade VCS ファブリックのコンセプトを発表 Cisco Fabric Path のコンセプトを発表 CY2010Q4??? Brocade VCS 対応製品を発売 Cisco Fabric Path 対応ファームウェアをリリース商用実装が先行 CY2011-July TRILL のコアとなる I-D が RFC 化 RFC6325: Routing Bridges: Base Protocol Specification RFC6326: TRILL Use of IS-IS RFC6327: Routing Bridges: Adjacency RFC6439: Routing Bridges: Appointed Forwarders 50

51 CY2013-Feb 現在 RFC 化されていない基本機能 draft-ietf-trill-esadi-02 (MAC 学習 ) draft-ietf-trill-rbridge-channel-08 ( コントロールメッセージの取り扱い ) draft-ietf-trill-rbridge-vlan-mapping-08 (VLAN PCP とのマッピング ) コアとなる RFC のリバイス draft-ietf-isis-rfc6326bis-00 (RFC6326) draft-ietf-trill-rbridge-extension-05 (RFC6325) draft-ietf-trill-clear-correct-06 (RFC6325,6327,6439) WG Draft に限定し機能拡張を除いても現在進行中がこれだけある 51

52 実装の難しさ 52

53 Multi-Destination Distribution Tree による配布 Shortest Path とは限らない Root に BUM が集中する複数 Tree による Traffic Engineering? 最適 Root 配置は? 自動? 手動? 障害時の取り扱いは? 53

54 ターゲットの違い 54

55 RFC6325 のターゲットアンチ STP 元々の STP の領域キャンパス LAN 55

56 商用実装のターゲット uct/hs/switches/nexus7000/prodlit/ white_paper_c html ionstechnology/technology/vcstechnology/ データセンタネットワーク 56

57 データセンタネットワークの要求と TRILL のカバー範囲広帯域 TRILL のカバー範囲 ECMP ブロックポートの排除耐障害性向上断時間の短縮管理工数の削減仮想化アシストストレージトラフィック統合 L2 ループの排除中継ノード故障時の高速切替マルチシャーシ LAG ロジカルシャーシ増設時の設定工数の削減ハイパーバイザ連携 VM Aware QoS 低遅延 DCB, FCoE, Loss-less iscsi 対応 57

58 では残りの要求の実装は? 現状はベンダ固有拡張に頼る部分が大きい 58

59 TRILL スイッチを作った DC スイッチに TRILL の一部機能をいれた 59

60 まとめ 60

61 TRILLはSTPにかわるループフリーの L2 制御プロトコル標準化は基本的な機能を含めてまだまだまだ進行中商用実装はRFC 準拠機能に加え独自機能を実装して製品化されている現状はデータセンタでの利用がメイン 61

62 Questions? 62

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Corporate Presentation Template IETF TRILL UPDATE なんで独自実装ばっかで IETF TRILL はさっぱりこないのか 2013 年 2 月 22 日 ENOG19 Meeting ブロケードコミュニケーションズシステムズ株式会社高嶋隆一 2013 Brocade Communications Systems, Inc. 1 WHAT IS TRILL? 2013