MPLS-JAPAN-2017_kashimura

Transcription

1 Global Network Cloud Architecture Telco Cloud のためのアーキテクチャ案 鹿志村康生 1

2 テレコクラウドへの変革 多くの Network Function がデータセンタの仮想化環境へ移行し始めている vcpe, Firewall, NAT, IPSec Sec-GW, etc. vepc, vbng, vpe, etc NFV では VNF を汎用サーバーの上で動作させるために通常の仮想化技術 (Openstack/VMware/etc) を使用する しかし NFV は通常のデータセンタワークロードとは異なる コンピュートとネットワーキングの最適化が必要 ネットワーク / サービスの境界が Leaf ノードや仮想アプライアンスの所へ メトロ メトロ これまでの物理機器で提供されていた機能が VNF としてテレコクラウド環境へ移行 コア テレコクラウド DC メトロ アクセス 2

3 テレコクラウドにおけるチャレンジ どのように複数のテレコクラウド DC をコア / メトロに接続するのか? サービススケールの妥協無しに End-to-End でのトラフィックエンジニアリングの Ability を失わずに サービス間の接続の制限無しに DC/ で方式が異なる場合にはそれによる余計なコストや複雑さ無しに NFV オーケストレーター SDNコントローラー?? 既存の Reference ソリューションでは全ての Requirement を満たすのは非常に大変かも DC-GW が DC 内 ( Server) のサービスと 側のサービスを Stitch? DC-GW が DC 内の VXLAN と 側の MPLS/SR の Encap を変換? SDN コントローラー / オーケストレーターは誰がどこまでの範囲を見るのか? End-to-End での TE は? NFV オーケストレーター DC SDN コントローラー DC SDN コントローラー テレコ DC1 VNF LEAF SPINE DC-GW DC-GW SPINE LEAF VNF テレコ DC2 3 Compute Compute

4 既存アーキテクチャでもちゃんとやろうとしてますが 結構大変は大変です ポータル OSS/BSS サービスフルフィルメント / アシュアランス / オーケストレーション サービスカタログ ワークフローマネジメント E2E オーケストレーション リソースマネジメント アナリティクス Southbound プラグインフレームワーク SDN コントローラー DC SDN / Neutron / others VNFM VNF VIM 等 メトロ コア データセンター IMS TAS MSS SDM MME S/P-GW NS Appliances VMware App A OpenStack NFVI App B Virtual Networks Orchestration DC-GW DC HW (x86) VIM (CBIS) VIM NFV オーケストレーション 4

5 5 で こんなことも考えてます :Global Network Cloud Architecture VNF VNF 仮想 LEAF (VRS/vSW) VNF 物理 LEAF LEAF DC Controller SPINE MPLSoUDP テレコ DC1 MPLS SR e2e DC-GW MPLS SR Segment Routing Global Controller enodeb NSP DCGW MLS Leaf モバイルバックホール セルサイトルーター テレコ DC2 シームレスな DC と のインテグレーション DC 間及び 越しでのネットワークエレメント / ワークロード間でのシームレスな接続性を ネットワークノードへ最小限のタッチで提供 オートメーション / 進化したサービス設定 VNF BGP SR によるオーバーレイトポロジーをどのような Underlay ネットワーク上にもフレキシブルに作成 Segment Routing Global Controller (SRGC) は End-to- End のオーケストレーションを提供 アプリケーションエンドポイントを BGP-EVPN で発見し SR-TE ポリシーを BGP コントロールプレーンにより自動的にプログラム スタンダードベース オープンで相互接続可能な SDN ソリューション トランスポート サービス SR TE ポリシーには BGP コントロールプレーンを使用 データプレーンはまずは SR-MPLS 及び MPLSoUDP から 次の段階として SRv6 を想定 Deploy されたアプリケーションのユーザーポリシーは Color としてエンコード 適切な SR-TE パスの計算に使用される

6 Global Network Cloud Architecture 主な特徴 Delivers seamless DC- interconnectivity E2E (BGP-LU) (BGP EVPN) BGP DC DC-GW E2E E2E Segment routing MPLS MPLS-over-UDP Global SDN E2E DC SDN (Nuage Networks VSP) Segment Routing Global Controller NSP Data Center Data Center VNF Leaf DCGW DCGW Leaf VNF SR-MPLS MPLSoUDP ( 必要に応じて ) 6 BGP

7 VNF/NF の接続パターン l IP Underlay に直接接続 l SR policy Endpoint(VTEP 的な ) が VNF l SR 機能を持つ物理 / 仮想 NF( サービスエッジルーター ) 等 l EVPN での overlay ネットワークに接続 l SR policy endpoint が Leaf/TOR l 物理アプライアンス NF 等 l EVPN での overlay ネットワークに接続 l SR policy endpoint がコンピュートホストの vswitch l SR 機能を持たない VNF BGP SDN コントローラ VNF(VM) OF BGP NF BGP NF SR Tunnel SR Tunnel SR Tunnel vswitch Leaf/TOR Leaf/TOR Compute 7

8 Data Center Segment Routing Global Controller の役割 VNF Leaf DCGW MBH enodeb CSR MLS Segment Routing Global Controller NSP DCGW Exit Leaf Leaf Access Leaf Data Center VNF NFV POP VNF(vEP C) E2E の SR (TE) コントローラー E2E SR TE ポリシーのセットアップ及び最適化 DC-to-DC DC-to- バックホール to-nfv POP オペレータードリブン又は Ondemand/dynamic TE ポリシーの Instantiation 主な機能 : DC 及び のトポロジー学習 : BGP-LS BGP-LU TE パスを Install するために BGP SR ポリシーをアドバタイズ EVPN ルートをモニターし E2E の仮想サービス接続マップを管理する プログラマビリティ オートメーション 最適化 8

9 ウォークスルー VNFのInstantiation VNFM VIM VSD ( ポリシーマネージャー ) (SDN コントローラー ) VNF Leaf DCGW VNFM が VNF を vnic interface= は blue ポリシーを使用 として Instantiate が colored の EVPN ルートを生成 SRGC が color の情報を Publish Segment Routing Global Controller NSP VNFM が VNF を TE ポリシーを指定して Instantiate 例えば vnic1 と vnic2 は Disjoint Path を使用 vnic3 は Low-latency Path を使用 等 それぞれの Tag は SR ポリシーの color と関連付けられる color の情報は SRGC から VSD (SDN ポリシーマネージャー ) へ Open API で Publish される (SDN コントローラー ) は color をそれぞれの vnic のアドレスの BGP EVPN ルートに入れて Advertise する 9

10 ウォークスルー E2E の EVPN ルート Advertisement EVPN-MPLS BGP Route IP address: Mac address: xx:xx:xx:xx:xx:xx Label: SL Next-hop: Color: blue EVPN-MPLS BGP Route IP address: Mac address: xx:xx:xx:xx:xx:xx Label: SL Next-hop: Color: blue EVPN-MPLS BGP Route IP address: Mac address: xx:xx:xx:xx:xx:xx Label: SL Next-hop: Color: blue VNF1 Leaf DCGW1 DCGW2 Leaf VNF

11 ウォークスルー EVPNルートの解決のためのBGP-LUルートのAdvertisement BGP Route AFI 1, SAFI 4 Prefix: /32 Label: L1 Next-hop: Prefix-SID attr (40) Label-index: n Tunnel-encap attr (23) Tunnel type: 13 (MPLSoUDP) BGP Route AFI 1, SAFI 4 Prefix: /32 Label: L2 Next-hop: DCGW1 Prefix-SID attr (40) Label-index: n BGP Route AFI 1, SAFI 4 Prefix: /32 Label: L3 Next-hop: DCGW2 Prefix-SID attr (40) Label-index: n Tunnel-encap attr (23) Tunnel type: 13 (MPLSoUDP) VNF1 Leaf DCGW1 DCGW2 Leaf VNF BGP Route AFI 1, SAFI 1 Prefix: DCGW2 Next-hop: if1-address BGP Route AFI 1, SAFI 1 Prefix: DCGW2 Next-hop: if2-address

12 ウォークスルーここまででE2EでのReachabilityを確保 MPLSoUDP は BGP-LU ルートが Tunnel-encap=MPLSoUDP となっている区間のみ MPLS がそのまま通れない区間用 (ex.dc 内 Switch 等 ) VNF1 Leaf DCGW1 DCGW2 Leaf VNF IP dest= UDP L1 SL Lx L2 SL IP dest=dcgw2 UDP L3 SL 12

13 ウォークスルー SRGCでのネットワークの把握 EVPN-MPLS BGP Route IP address: Mac address: xx:xx:xx:xx:xx:xx Label: SL Next-hop: Color: blue VNF1 Leaf BGP Route AFI 1, SAFI 4 Prefix: /32 Label: L1 Next-hop: Prefix-SID attr (40) Label-index: n DCGW1 Segment Routing Global Controller NSP SRGC は と Peer を張り 全ての Leaf ノードと DC-GW ノードの BGP- LU ルートを受信する それぞれの DC 及び DC 内 Leaf への Reachability table を持つため SRGC は BGP-EVPN ルートも受けることにより サービスコネクティビティマップを把握する これにより SRGC はトランスポートマップとその上に乗るサービスマップを併せて把握出来る VNF とその Reachability DC-GW Leaf ノード 13

14 ウォークスルーコントローラーでのポリシーテンプレート例 SRGC 上で SR TE ポリシーを Color 毎にテンプレートとして設定 14 {Red: Objective: Low Latency Constraints: SID Depth < 4 Attributes: Bi-directional Actions: P2P } {Blue: Objective: Minimize Hops Constraints: SID Depth < 4 Attributes: Bi-directional Actions: P2P } Policy 1 Source= Endpoint=.. Segment list = {SID1, B.DCGW12.red, leaf-sid} Policy 2 Source=.. Endpoint= Segment list = {SID2, B.DCGW21.red, leaf-sid} Policy 1 Source= Endpoint=.. Segment list = {SID1, B.DCGW12.blue, leaf-sid} Policy 2 Source=.. Endpoint= Segment list = {SID2, B.DCGW21.blue, leaf-sid} Binding SID 途中経路を指定する Segment List に map される

15 ウォークスルー BGP SRポリシールートのAdvertisement : E2E SIDリスト Segment Routing Global Controller NSP BGP Route AFI 1, SAFI 73 <RD, endpoint= , color=blue> Tunnel encap attribute: 23 (BGP Path Attribute) Tunnel type: 15 (SR TE policy) Segment-list: SID2,B.DCGW21.blue,SIDn VNF1 Leaf DCGW1 DCGW2 Leaf VNF2 SIDn SID1 SID2 15

16 ウォークスルー BGP SRポリシールートのAdvertisement : Binding SID Segment Routing Global Controller NSP BGP Route AFI 1, SAFI 73 <RD, endpoint= , color=blue> Tunnel encap attribute (23) Tunnel type: 15 (SR policy) BSID: B.DCGW21.blue Segment-list: SID3, SID4, SID1 DCGW1 SID4 SID3 DCGW2 SID1 SID2 SID7 SID6 SID5 16

17 ウォークスルー VNG2とVNF1 間のTEパスが完成 VNF1 Leaf DCGW1 DCGW2 Leaf VNF IP dest= UDP SIDn SL SID3 SID4 SID1 SIDn SL IP dest=dcgw2 UDP SID2 B.DCGW21.blue SIDn SL 17

18 ウォークスルー同じ方法をVNF enbサイトへ適用 IGP based SR-MPLS BGP SR-TE Policy AGG enodeb CSR Router MLS CORE Exit Leaf Access Leaf VNF (vepc) SID5 SID6 SIDn SL SID3 SID4 SID1 BSID.MLS-CSR SL IP dest=exit Leaf UDP SID2 BSID.EL-MLS.red BSID.MLS-CSR SL 18

19 まとめ テレコクラウドのための End-to-End でのアーキテクチャ案 既存のソリューションにおける境界のオペレーションの複雑さやスケール等の制限を解決可能 ( かもしれない ) ソリューション End-to-End での VNF アウェアなトラフィックエンジニアリングを提供 ネットワーク / サービスの境界を物理 / 仮想 Leaf へ拡張 コントローラーの内部実装以外は基本的に Interoperable な標準ベース BGP でトランスポート / サービスの情報を伝達 19 < 関連 RFC/I-D( 一部 )> RFC 8277 BGP-LU RFC 7432 EVPN-MPLS RFC 7510 MPLSoUDP draft-ietf-idr-tunnel-encaps draft-ietf-idr-segment-routing-te-policy draft-filsfils-spring-segment-routing-policy

20