ホワイトボックススイッチ動向 Okinawa Open Days 2015 2015/12/15 NTTソフトウェアイノベーションセンタ石田渉
自己紹介 名前 : 石田渉 ( いしだわたる ) 所属 : NTTソフトウェアイノベーションセンタ 仕事 : ソフトウェア ( 特にOSS) の力でネットワークをより運用しやすく より高効率化するための研究開発 Now Printing.. Ryu SDN Framework GoBGP osrg/ryu osrg/gobgp 1
ホワイトボックススイッチとは 従来ネットワーク機器 ホワイトボックススイッチ ソフトウェア ハードウェア ソフトウェア ハードウェア ソフトウェアとハードウェアは不可分 Juniper ハード上で Cisco IOS は動かない 大半のソフトウェアはクローズド ユーザによる機能追加が困難 従来ネットワーク機器を製造してきた ODM ベンダ製品 多くは台湾製 ソフトウェアを含まない ユーザが選択 or 開発 ソフトウェアを含まない ODM ベンダ製スイッチ 2
ホワイトボックススイッチ登場の歴史 1980~ ネットワーク機器誕生 パケット転送は CPU 1990~ 2000~ 2010~ スイッチングのハードウェアオフロード カスタムチップの時代 汎用チップセットの登場 ハードウェアのコモディティ化 ネットワーク機器がムーアの法則に追い付くにはカスタムチップをやめるのが一番だ Andy Bechtolsheim, a founder of Arista Networks 2012 ネットワーク機器もサーバ同様コモディティ化の道を辿っている 3
ホワイトボックススイッチの利用動機 運用の自動化 手動オペレーションは悪になりつつある ベンダロックインなく自動化機能を実装可能 オペレーションチームの統合 Linux ライクな運用によりサーバ ネットワークチームを統合 はじめは喧嘩するが いずれ止む by Jonathan LaCour VP Cloud Dreamhost 新機能の導入 既存技術の活用 Google の DC 内ルーティングは独自プロトコル 4
ホワイトボックススイッチの利用動機 運用の自動化 手動オペレーションは悪になりつつある ベンダロックインなく自動化機能を実装可能 オペレーションチームの統合 Linux ライクな運用によりサーバ ネットワークチームを統合 はじめは喧嘩するが いずれ止む by Jonathan LaCour VP Cloud Dreamhost 新機能の導入 既存技術の活用 Google の DC 内ルーティングは独自プロトコル 5
http://www.publickey1.jp/blog/15/google_compute_engine_1.html 6
Facebook : ベンダからのメンテナンスメールを受け 自動的にトラフィックを迂回させている メンテナンス後 自動的に元に戻る https://ripe71.ripe.net/presentations/4-dr-nms-ng-v2.pdf 7
ホワイトボックススイッチの利用動機 運用の自動化 手動オペレーションは悪になりつつある ベンダロックインなく自動化機能を実装可能 オペレーションチームの統合 Linux ライクな運用によりサーバ ネットワークチームを統合 はじめは喧嘩するが いずれ止む by Jonathan LaCour VP Cloud Dreamhost 新機能の導入 既存技術の活用 Google の DC 内ルーティングは独自プロトコル 8
第二回ホワイトボックススイッチユーザ会より 9
ホワイトボックススイッチの利用動機 運用の自動化 手動オペレーションは悪になりつつある ベンダロックインなく自動化機能を実装可能 オペレーションチームの統合 Linux ライクな運用によりサーバ ネットワークチームを統合 はじめは喧嘩するが いずれ止む by Jonathan LaCour VP Cloud Dreamhost 新機能の導入 既存技術の活用 Google の DC 内ルーティングは独自プロトコル 10
http://www.wired.com/2015/06/google-reveals-secret-gear-connects-online-empire/ 11
マーケットの変化予測 既存ハードウェアのスケールメリットは減少 競争力維持のためには 大規模 DC 運用者以外も利用検討すべき @OCP summit 2015 大規模 DC 向けハードウェアが今後市場でドミナント 12
ホワイトボックススイッチの中身 Penguin Computing Arctica 4806XP ASIC CPU 13
様々なホワイトボックススイッチベンダ どのベンダと組むかは今までネットワークベンダが持っていたノウハウ ユーザ, SIer にも同様のノウハウが必要となってくる 14
ホワイトボックススイッチの中身 SDK デーモン デバドラ OS CPU パケットの流れ ASIC ASIC : パケット転送を行うスイッチの心臓部 Broadcom 社がマーケットリーダー 他にはIntel, Mellanox, Caviumなど CPU : スイッチの制御部 / OSが稼働 ハイ ミドルエンド : x86, ローエンド : ARM DRAM : 2~4GB, ストレージ : 4~32GB 15
様々なスイッチ ASIC Broadcom StrataXGS : Trident+, Trident2, Trident2+, Tomahawk StrataDNX : Jerico, Qumran Mellanox SwitchX-2 Cavium Xpliant Intel Fulcrum : FM6000, FM10K Barefoot 16
スイッチ ASIC の制御 SDK デーモン デバドラ OS CPU パケットの流れ ASIC 各社スイッチASICの制御はチップベンダから提供されるSDKを利用 ネットワーク機器ベンダ チップベンダがNDAを結び利用する想定 ホワイトボックススイッチ利用の流れを受け各社オープンなSDKを発表 Broadcom : OF-DPA, OpenNSL Mellanox : OpenEthernet, OCP SAI Barefoot : P4 17
OCP(Open Compute Project) とは Facebook が発起人 ハードウェアのオープンソース化を推進する団体 設計図 仕様を公開していく場 標準化団体ではない Microsoft, Apple, IBM, HP, Dell, Intel, Cisco 等 150 社を超える企業が参加 18
OCP(Open Compute Project) とは ネットワークのオープン化を推進するサブプロジェクトもある 19
OCP Networking これまでの成果 OpenNSL (Broadcom) SAI(Microsoft, Mellanox...) SDK デーモン FBOSS(Facebook) ONIE (Cumulus) デバドラ OS CPU Open Network Linux (Big Switch) パケットの流れ ASIC Alpha switch Accton switch Mellanox switch 様々なコンポーネントが OCP Networking に提供されている ハードウェアだけでなくソフトウェアの Contribution も目立つ 20
OCP Networking これまでの成果 ONIE OpenNSL (Broadcom) SAI(Microsoft, Mellanox...) SDK デーモン FBOSS(Facebook) ONIE (Cumulus) デバドラ OS CPU Open Network Linux (Big Switch) パケットの流れ ASIC Alpha switch Accton switch Mellanox switch ONIE : Network OS(NOS) インストール環境 ファームウェアとしてスイッチにインストールされ出荷 ONIE 対応 NOSなら非常に簡単に ( 再 ) インストール可能 21
OCP Networking これまでの成果 SAI OpenNSL (Broadcom) SAI(Microsoft, Mellanox...) SDK デーモン FBOSS(Facebook) ONIE (Cumulus) デバドラ OS CPU Open Network Linux (Big Switch) パケットの流れ ASIC Alpha switch Accton switch Switch Abstraction Interface(SAI) 異種 ASIC に対応した共通 API Microsoft が中心となり進めている Mellanox switch 22
OCP Networking これまでの成果 ONL OpenNSL (Broadcom) SAI(Microsoft, Mellanox...) SDK デーモン FBOSS(Facebook) ONIE (Cumulus) デバドラ OS CPU Open Network Linux (Big Switch) パケットの流れ ASIC Alpha switch Accton switch Mellanox switch FBOSS ASIC 制御に OpenNSL を利用 上位アプリケーションに Thrift API を提供 23
OCP Networking これまでの成果 ONL OpenNSL (Broadcom) SAI(Microsoft, Mellanox...) SDK デーモン FBOSS(Facebook) ONIE (Cumulus) デバドラ OS CPU Open Network Linux (Big Switch) パケットの流れ ASIC Alpha switch Accton switch Mellanox switch Open Network Linux(ONL) 14 種類のホワイトボックススイッチをサポート 周辺デバイス ( ファン 温度センサ LED) の制御 API の提供 24
様々なネットワーク OS 商用 OSS Cumulus Linux Cumulus Networks Switch Light OS Big Switch Networks PicOS Pica8 OcNOS IP Infusion ONL(Open Network Linux) Big Switch Networks OPS(Open Switch) - HP Ubuntu Snappy Canonical (*ONIE 非対応 ) * SDN Japan 2016 1/15 ネットワーク OS パネルにて各 OS の特徴については踏み込んで議論したいと思っています 聞きたいことがある方は教えていただければ議題に盛り込みます! * Cumulus, ONL, OPS はハードウェアがなくても VM 版で遊べます 25
ホワイトボックススイッチな世界観 ASIC 制御 ルーティング CLI モニタリング ロギング A B C A B C A B A B C A B C A B C OS ハードウェア A B C 各コンポーネントを分離 選択可能に ソフトウェアについては OSS ベースに ホワイトボックススイッチ 26
妄想 ) 相互接続性が重要でなくなる? GoBGP * GoBGP : https://github.com/osrg/gobgp ONL ハードウェア A GoBGP Cumulus ハードウェア C GoBGP OPS ハードウェア B ルーティングソフトウェアの相互接続性 大事だったのは同一のソフトウェアの利用が困難なため ハード OS が異なっても同じソフトウェアを動かせるなら相互接続性の大部分は担保されるのでは 27
ホワイトボックススイッチの課題 商用 OS については既に導入実績がある 商用導入したユーザの経験談が聞きたい 国内でも SIer のノウハウ蓄積に伴い導入が増えそう KDDI も導入を発表 OSS を中心にした導入は依然ハードルが高い まずは実験 生活ネットワークから! 運用者目線 導入コストを上回るメリットは自社システム 自動化システムとの統合など自分たちで作らないと生み出し辛い 導入コストを下げるため Cumulus は Cisco ライクな CLI 導入をすべきか検討中らしい 28
今後の流れ WDM( 光波長多重通信 ) 装置のホワイトボックス化 サイズ 2U の WDM 装置の登場 DC 間ネットワークでの利用を想定 OpenConfig でのモデリングも OpenConfig : Google, MS, BT らによる YANG モデル シャーシ型ルータのホワイトボックス化 バックプレーンを有した大容量ルータ ToR だけでなく Spine, Core ルータもホワイトボックス化が進む 29
まとめ 30