シスコデータセンターSDN戦略、『3本の矢』

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そよさくいし
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1 <Seminar> シスコデータセンター SDN 戦略 3 本の矢 SDN 応用技術室テクニカルソリューションズアーキテクト大平伸一 * 本資料に記載の各社社名製品名は各社の商標または登録商標です

2 SDN テクノロジーのマーケット状況 2016 年から 2020 年までの国内 SDN NFV 市場予測 Source :IDC Japan SDN market forecast report データセンター SDN 企業ネットワーク SDN 通信キャリア SDN の各マーケット別の市場予測 2015 年には SDN 市場をリードするデータセンター SDN の導入が進み 122 億円まで成長国内全体では 201 億円規模 2020 年までには年間平均成長率 (CARG) が 38.5% と高い成長が期待されデータセンター SDN の市場規模は 620 億円まで拡大する見込み

3 シスコデータセンター戦略 & ビジョン Defined by Applications. Driven by Policy. Delivered as a Service / Solution ビジネスの要求 Policy Policy ネットワーク Policy コンピュートクラウドビジネスの成果効率性スピードデジタル化

4 シスコデータセンター SDN ソリューション Application Centric Infrastructure Programmable Fabric Programmable Network DCNM10 VTS NFM Connection Creation Expansion DB DB Reporting Fault Mgmt Web Web App Web App セキュリティ集中管理コンプライアンス拡張性を両立アプリケーション視点での自動化監視管理ソフトウェア Firewall IPS ロードバランサなど多数のエコパートナーとの協業業界標準 VxLAN-BGP EVPN 規模や運用スタイルに合わせシスコ SDN 管理ソフトウェアをラインナップオーバレイ & アンダーレイネットワークの自動化運用管理や監視の効率化 NX-OS へ NX-API を実装 ( デバイスプログラマビリティ ) オープンソースを活用した自動化 (Puppet, Chef, Ansible など ) 全 Nexus シリーズでサポート公共エンタープライズ SP 市場公共エンタープライズ SP 市場エンタープライズ SP メガスケール DC

5 Programmable Network オープン NX-OS デバイスレベルの SDN NX-OS へ NX-API を実装 ( デバイスプログラマビリティ ) オープンソースを活用した自動化 (Puppet, Chef, Ansible など ) 全 Nexus シリーズでサポートエンタープライズ SP メガスケール DC

6 オープン NX-OS は独立したアーキテクチャーデバイスレベルの Software Defined Operation 3 階層 Core-Dist-Access Spine-Leaf スケールアップデザインディストリビューションでルーティングやサービス集約を行う 1+1 冗長デザインと負荷分散スケールアウトデザイン Leafでルーティングやサービスの集約を行う N 数台の冗長デザインと負荷分散

7 オープン NX-OS 組込み型または外部型エージェントエージェントマネージャー ( Puppet Master など ) 組込み型エージェントエージェントプロトコルスイッチ上にカスタムコードをインストール可能インフラサービスのために RPM ベースのパッケージ提供 3 rd パーティデーモンやパッケージ対応 ( Puppet, Chef, Nagios など ) 組込み型エージェント NX-OS RPM やオブジェクトモデル Linux Kernel ASIC Build Server RPM upload 外部型エージェントやツール YUM (Ansible Install など ) デバイスレベルでのAPI アクセス NX-OS オブジェクトモデルは Symmetric JSON API をサポート NX-OS API オブジェクトモデル経由でデバイスへアクセス外部型エージェント (Ansible など )

8 パッケージとアプリケーションの管理 Cisco Puppet/Chef Agent: アーキテクチャー Cisco Puppet Agent RPM/ ソフトウェアパッケージは Puppetforge と Github 上に掲載 Puppet Master サーバ上に Cisco Puppet Module をインストールスイッチ上に Puppet Agent rpm をインストールスイッチ上の Agent は定期的に Puppet Master をポーリングしあるべき状態へ更新 Cisco Puppet Module(Incl Utility GEMs) Linux ソフトウェアリポジトリ Yum/RPM インストール puppet/chef.rpm NX-OS NX-API Cisco Puppet Agent Native Linux Service /etc/init.d/puppet.d Puppet Master Server

9 Puppet/Chef とオープン NX-OS 使用例管理者 Puppet/Chef Master Puppet/Chef Agent サーバ管理者は新しい物理サーバや仮想マシンの追加時に ToR スイッチの設定変更が必要になる Puppet/Chef Master はこれらのサーバ追加に伴うネットワーク変更 (VLAN セグメント ACL) の処理を実施 Syslog, DNS, SNMP などの共通のサービスに関する変更も一括で実施スイッチ向けの Image ファイルやパッチファイルの管理および展開が可能

10 Nexus シリーズ Puppet/Chef Agent 実装方法ネイティブ NX-OS ベース (Bash) コンテナベース (guestshell) NXOS VSH (CLI) NXOS Services Cisco WRL5 Puppet Agent Customer Intent Cisco Resource & Provider Cisco Utilities NXOS VSH (CLI) NXOS Services Cisco CentOS Puppet Agent LXC Customer Intent Cisco Resource & Provider Cisco Utilities NXOS Root FS (WRL5) カーネル (WRL5) NXOS Root FS (WRL5) カーネル (WRL5) Nexus 3000 / 9000 シリーズにてサポート済 Nexus 3000 / 9000 シリーズにてサポート済 Nexus 5500 / 5600 / 7000 シリーズ NX-OS 7.3 よりサポート (Nexus5000 は除く )

11 オープン NX-OS 用 Chef/Puppet 用 Types/Provider の実装 Cisco 提供 Chef/Puppet 用 Types および Providers: Cisco NX-OS サポート構成 Command Config SNMP Server SNMP Community SNMP group SNMP user TACACS server TACACS Server Host Interface OSPF OSPF OSPF vrf Interface. VTP VLAN BGP VXLAN PIM ACL FabricPath STP

12 オープン NX-OS 用 Ansible モジュールの実装 Modules: Cisco NX-OS サポート構成 Command SNMP Server SNMP Community SNMP group SNMP user ACL Feature File Copy Get Interface Dir AAA Server host AAA server NTP Switchport VPC Interface Get Facts VTP VLAN UDLD Get IPv4 Get Neighbors HSRP IGMP Interface Copy

13 プログラマブルファブリック自動化と管理 DCNM VTS NFM DCNM10 NFM Connection Creation Reporting Programmable Fabric Expansion Fault Mgmt VTS 業界標準 VxLAN-BGP EVPN 規模や運用スタイルに合わせシスコ SDN 管理ソフトウェアをラインナップオーバレイ & アンダーレイネットワークの自動化運用管理や監視の効率化公共エンタープライズ SP 市場

14 プログラマブルファブリックの必要性様々な業界でデータセンターネットワークの仮想化と自動化に関心が高まっています多くの IT 担当者は従来の CLI ベースの管理から新しい管理手法を模索しています Scripting to the CLI and/or API シスコはデータセンターにおける次世代ネットワークのあり方としてポリシーモデル ACI を促進しています一方でいくつかの IT 担当者は ACI へ移行する前段階として中間的な運用管理のイノベーションを求める声もあります CLI Basic Element Manager ACI プログラマブルファブリックはそのような IT 担当者 / お客様の要望にお応えするための SDN ソリューションです

15 DC ネットワークの運用管理と自動化の進化単なるインフラ管理から FCAPS ソリューションへ Cisco ACI/APIC 完全な FCAPS とポリシーベースアーキテクチャーによるシングルポイント管理と自動化を実現 Nexus9000 シリーズと APIC によるシスコ SDN リードソリューション Cisco VTS Programmable-Fabric を実現する管理ソフトウェア Openstack との連携による自動化に対応 Nexus9K,7K,5K,3K および仮想ルータによる VXLAN オーバレイネットワークの管理 DCNM release 10 Programmable-Fabric を実現する管理ソフトウェア Prime DCNM を大幅な機能強化により 1000 台規模の VXLAN オーバレイネットワークだけでなくアンダーレイのネットワークの自動化やモニタリング運用管理も可能前期 2014 後期 Connection Cisco Prime DCNM LAN Open NX-OS Creation Expansion Nexus Fabric Manager 元祖 Nexus スイッチシリーズおよび MDS スイッチシリーズ向けの DC ネットワーク管理ソフトウェアとして誕生 LAN および SAN 環境の両面での運用ツール Programmable Networks を実現するキーファンクション Nexus スイッチ上に共通の REST- API(NX-API) や NX-OS コンテナの機能実装によりオープンソースの運用管理ツール (Puppet Chef Ansible) などとの連携が可能 Reporting Fault Mgmt Programmable-Fabric を実現する管理ソフトウェアコンシューマー向けの VXLAN オーバレイネットワーク管理ソフトウェア簡単な操作で VXLAN ベースのネットワーク運用が可能

16 プログラマブルファブリックの選択 SDN 管理ソフトウェア選択の指針 - ファブリック運用モデルの違いネットワーク規模の違い - 管理者の NX-OS CLI スキルの違い既存ハードウェアの活用の有無の違い - 初期投資コストの違い Connection Creation Expansion Virtual Topology System (VTS) サービスプロバイダ向けオーバレイにフォーカスマルチプラットフォームサポート OpenStack や vcenter 連携 Datacenter Network Manager10(DCNM) エンタープライズ DC 向けオーバレイとアンダーレイにフォーカスマルチ Pod マルチサイト対応カスタマイズ可能なアンダーレイのデザインスイッチ機能のサポートの量の多さシスコ Nexus プラットフォームのサポート数の多さ OpenStack や vcenter 連携 Reporting Fault Mgmt Nexus Fabric Manager (NFM) 中小企業向けブロードキャストドメインの作成簡素化されたアンダーレイとオーバーレイの管理ポイント & クリックのシンプルな GUI インターフェイス

17 プログラマブルファブリックの共通点 VXLAN オーバーレイベースのデータセンターファブリック RR RR 主な VXLAN ファブリックの特長 : モビリティマイクロセグメンテーション自動化とプログラマビリティネットワークの抽象化レイヤ 2+ レイヤ 3 の接続性物理サーバと仮想サーバの混在拡張性

18 プログラマブルファブリック VXLAN オーバレイベースの管理モデル Overlay CP Controller Provisioning OpenFlow OVSDB BGP/LISP Overlay CP Controller Provisioning NefConf-YANG REST-API OpFlex, OVSDB センター集中型データベースプロビジョニングとコントロールプレーンを密に統合拡張性に制限有分散型ネットワークプロトコルプロビジョニングとコントロールプレーンを分離拡張性に優れる

19 Cisco DCNM10 概要マルチサイトマルチファブリック /Pod 管理オーバーレイ / アンダーレイトポロジ管理 (L2, VPC, VDC, VXLAN, Fabric Path) 最大 1000 台までのスイッチを統合管理イメージ管理 SMU, GIR に対応スイッチ単位 / ファブリック単位のヘルススコアを提供 ISO 仮想アプライアンスによる容易な展開 (Vmware または KVM 上で動作 ) HTML5 ベースの管理者視点の新 Web GUI Dashboard 画面 Topology 画面

20 Cisco DCNM10 概要 ( 続き ) アンダーレイネットワーク POAP による初期セットアップの自動化カスタマイズに優れたテンプレートベーススイッチの CPU メモリ使用率のモニタリング物理接続のリンクステータス管理 Border-Leaf/Edge-Router の統合管理オーバレイネットワーク VXLAN fabric サポート ( 検索, オーバレイビュー, エラー検出 ) L3/L2 VNI ベースの VTEP スイッチ検索機能 24-bit Segment ID をサポート VXLAN ネットワークの自動コンフィグレーションサポート ( トップダウン型とボトムアップ型の 2 種類が存在 ) OpenStack や UCS Director との連携も可能

21 Cisco DCNM 10 アーキテクチャーオーバレイおよびアンダーレイネットワークプロビジョニング内部 DB による DCNM の HA 構成をサポート REST [Northbound] ノースバンドは REST-API をサポート最大 1000 台のスイッチを 1 組の DCNM クラスタで管理できる Nexus 5000 Nexus 2000 Nexus 7000 Nexus 3000 Nexus9000 モジュラーデバイスパックにより素早く新しい HW プラットフォームへ対応イベントによる自動設定 DCNM cluster NXAPI [Southbound] DCNM から Push 型の設定 Cisco Nexus プラットフォームカスタム可能なテンプレートベースの POAP 機能によりゼロタッチコンフィグを実現標準で VXLAN-EVPN 向けのテンプレートも提供物理 L2 L3 VXLAN VPC 視点での様々なトポロジービューをサポートサウスバンド API を使い Nexus スイッチの NXAPI を制御

22 Cisco DCNM10 主な特徴 Multi Tenant 管理マルチテナントやマルチシステムを VXLAN ベース (L3 VNI,L2 VNI) で管理テナント VRF (L3 VNI) Network (L2 VNI)

23 Cisco DCNM10 主な特徴 VNI / VLAN マッピング管理 HW VTEP 単位 (Nexus スイッチ ) での VNI と VLAN のマッピング情報を管理

24 Cisco DCNM10 主な特徴バックアップ / リストア管理 Nexus スイッチ上で混在するアンダーレイコンフィグとオーバレイコンフィグの状態を世代別に管理可能設定の世代管理設定取得のスケジューリング

25 Cisco VTS: Virtual Topology System 概要 Cisco Network Services Orchestrator (Tail-f) VMware vcenter GUI フレキシブルなオーバレイ Group Based Policy モデルベアメタル / 仮想ワークロード Service Chaining オープン性プログラマビリティ REST ベースのノースバウンド API マルチハイパーバイザサポート (VMware,KVM) REST API Cisco Virtual Topology System YANG CLI NX-API BGP-EVPN 自動化オーケストレータソフトとの連携オーバレイのプロビジョニング DCI/WAN インテグレーション拡張性のあるVXALNマネジメント MP-BGP EVPN マルチテナントネットワークハイパフォーマンスな仮想ルータ Cisco Nexus シリーズ (2000 シリーズから 9000 シリーズ )

26 Cisco VTS アーキテクチャー 3 rd Party VM Manager vcenter GUI Cisco NSO サービスプロバイダー志向のアーキテクチャー REST API Spine V V RR V RR V V Border V BGP EVPN Virtual Topology System (VTS) MP-BGP DCI ルートリフレクタ RR

27 Cisco VTS 主な特徴 HW & SW VTEP ハイブリッドオーバレイ管理トポロジー画面 HW VTEP 製品 Nexus など SW VTEP 製品 Virtual Topology Forwarder (VTF) x86 サーバ上で動作する仮想ルータです Cisco Vector Packet Processing (VPP) や Intel Data Plane Development Kit(DPDK) に対応しレイヤ 2 レイヤ 3 VXLAN などのパケット転送処理において高いパフォーマンスを提供します

28 Cisco Nexus Fabric Manager (NFM) 概要簡素化された VXLAN ファブリック管理ほぼパラメータ入力なしでアンダーレイを自動作成オーバーレイは VNI を意識せず Bridge ドメインの概念だけで設定できる CCxx 資格保有エンジニア不在でも容易に運用可能構築ファブリックマネージメントの自動化のための CLI scripting スキルも不要設計 NFM 展開 VXLAN を利用したいが CLI のよる管理は複雑だと感じている管理者向けレポート運用ファブリックマネージメントライフサイクル

29 Cisco NFM アーキテクチャ NFM は物理アプライアンスとして提供 Switchpool Leaf-Spine Topology Leaf & Spine デザイン (Nexus9000 のみ ) Cisco Nexus 95XX Cisco Nexus 93XX VXLAN アーキテクチャコントロールプレーン : EVPN MP-BGP Ingress replication (hardware-based) IGP: OSPF ホスト側は Port channel または vpc Cisco Nexus 93XX VTEP Anycast VTEP Anycast VTEP Anycast Cisco Nexus 95XX VTEP L3 L2 Multi-VRF サポートブロードキャストドメイン (L2 VNI) VLAN - VXLAN VNI 間の 1 対 1 のマッピング Host-Facing vpc Host-Facing Port Channel

30 Cisco Nexus Fabric Manager (NFM) 主な特長よりシンプルなファブリック運用ポイント & クリックタイルビューを使って各オブジェクトにクイックアクセス効果的な管理を実現シンプルなファブリックマネージメント 1. ファブリックの作成冗長化したファブリックの作成と管理 2. 新しいスイッチをファブリックへ追加新しいスイッチの検知追加設定 3. ブロードキャストドメイン (L2 VNI) の作成 VLAN と VLXLAN トポロジーの作成と管理

31 Application Centric Infrastructure Application Centric Infrastructure DB DB Web Web App Web App ポリシーベースの自動化と管理セキュリティ集中管理コンプライアンス拡張性を両立アプリケーション視点での自動化監視管理ソフトウェア Firewall IPS ロードバランサなど多数のエコパートナーとの協業公共エンタープライズ SP 市場

32 シスコ ACI の実績 (2016 年 5 月現在 ) 6, Nexus 9K and ACI Customers Globally ACI Customers Ecosystem Partners NEW ECOSYSTEM

33 シスコ DC-SDN 第 2 ステージへポリシーに基づくインフラ制御を拡大オープン性とプログラマビリティ自動化とシンプル化プライベートクラウドの構築データの移動やワークロードのセキュリティクラウドの選択 Data Center Network / L4-7 Compute Storage Security POLICY Private Cloud Stack Integrated Infrastructure セルフサービスポータル (IT as a Service) ポリシーモデルの拡張 Private Public Managed Policy Everywhere Security Everywhere Analytics Everywhere Private Cloud Public Cloud Datacenter

34 シスコ ACI を中心としたデータセンターセキュリティ Network Analytics: 複数階層のセンサーでデータの収集 ( ハードウェアとソフトウェア ) Micro-Segmentation エンベデッド L4 セキュリティホワイトリスト型 Next Gen Stateful L4-7 見える化と制御識別とポリシーフェデレーション全ての Leaf スイッチが Firewall サーバ : ( 物理仮想コンテナマイクロサービス ) L4-7 セキュリティサービス連携 ( 物理仮想 ) Branch QoS Filter Web1 QoS Service App1 QoS Filter DB ポリシー主導型セキュリティアーキテクチャ

35 Micro-Segmentation アトリビュートの種類 Micro-Segmentation はどんなワークロードに対しても適用可能アトリビュート MAC Address Filter IP Address Filter VNic Dn (vnic domain name) VM Identifier VM Name Hypervisor Identifier VMM Domain Datacenter Custom Attribute (VMWare AVS/vDS のみ ) Operating System タイプ Network Network VM VM VM VM VM VM VM VM VLAN VLAN VLAN or VLAN VLAN VLAN VXLAN vds Cisco AVS IP/MAC EPG Hyper-V vswitch Open vswitch Open vswitch EPG-Web

36 Micro-Segmentation の基本動作 1. 全ての VM は Base EPG 内の他の VM と通信ができる CokeEPG = VM_name(Coke*) VM Attributes VM Attributes 2. Micro-segmentation として CokeEPG ポリシーを作成 3. CokeEPG ポリシーは Opflex により HyperV/ESX へ配信 4. VM の所属する VLAN を新 CokeEPG の VLAN へ自動変更 vcenter 5. CokeEPG 内の VM は Base EPG 内の VM と通信ができなくなる vswitch + Opflex vds + Opflex AVS with Opflex Coke1 Pepsi1 Coke2 Pepsi2 Coke3 Pepsi3 (x.x.x.21) (x.x.x.11) (x.x.x.22) EPG Server (x.x.x.12) (x.x.x.23) (x.x.x.13) EPG Server EPG Server CokeEPG CokeEPG Base EPG FS CokeEPG Base EPG Base EPG Windows Server HV1 VMware ESX server VMware ESX server

37 Micro-Segmentation 利用例 ( 本番開発テスト環境 ) 3つのポリシーにより仮想マシンの名前変更だけでネットワークを完全制御 1つのブリッジドメインインターネット WAN Web VM1 Web Web VM tcp/3306 Database VM MySQL 本番 Prod 自動的に APIC によってロードバランサの負荷分散対象サーバとして登録 Web Web Web VM3 Database VM MySQL 開発 Dev テスト Test

38 2016 年 5 月時点シスコ SDN コントローラー /SDN 管理ソフト比較アンダーレイネットワーク ( 物理ネットワーク ) 管理オーバレイネットワーク ( 仮想ネットワーク ) 作成 / 管理セキュリティ管理 (GBP/SC) ハイパーバイザー連携 Image 管理 & アップグレード Application Centric Infrastructure - ACI - Data Center Network Manager 10 - DCNM 10 - Virtual Topology System - VTS Nexus Fabric Manager - NFM - サポートプラットフォーム Nexus 9000 Application Virtual Switch (AVS) Nexus 7000 (Border Leaf only) L4-L7 ネットワークサービス (Cisco,F5,Citrix,Paloalt,Checkpo int など ) Nexus 1000V Nexus 2000 Nexus 3000 Nexus 5000 Nexus 6000 Nexus 7000 Nexus 9000 MDS 9000 Nexus 2000 Nexus 3000 Nexus 5000 Nexus 7000 Nexus 9000 Virtual Topology Forwarder (VTF) ASR 9000 (DCI) Nexus 9000

39 シスコデータセンター SDN 展示コーナー紹介受付 Cisco ACI データセンター /SDN 詳細説明 & デモ実施中 Cisco DCNM10 Cisco VTS Cisco NFM Cisco CloudCenter

データセンター SDN ソリューション

データセンター SDN ソリューション SDN 応用技術室テクニカルソリューションズアーキテクト大平伸一 * 本資料に記載の各社社名製品名は各社の商標または登録商標です SDN テクノロジーのマーケット状況 2016 年から 2020 年までの国内 SDN NFV 市場予測 Source :IDC Japan SDN market forecast report データセンター SDN 企業ネットワーク

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