Сетевая поддержка виртуальных машин.
1 like1,108 views
Документ описывает сетевую поддержку виртуальных машин и интеграцию виртуализации в сетевую инфраструктуру центров обработки данных (ЦОД) с акцентом на технологии Cisco, такие как VM-FEX и Nexus 1000V. Рассматриваются аспекты аппаратной и программной коммутации, управление сетевыми политиками и особенности виртуальных адаптеров и коммутаторов. Включены рекомендации по оптимизации сетевой инфраструктуры для повышения производительности и безопасности виртуализированных сред.
Сетевая поддержка виртуальных машин.
- 1. Сетевая поддержка виртуальных машин Игорь Гиркин системный инженер-консультант iggirkin@cisco.com
- 2. Содержание • Интеграция виртуальных машин в сетевую инфраструктуру ЦОД • Варианты обеспечения сетевой поддержки – Аппаратная коммутация – Программная коммутация • Реализация аппаратной коммутации технологией Cisco VM-FEX • Мультиплатформенный программный коммутатор Nexus 1000V – Обзор – Функциональность новой версии – Гипервизоры – Виртуальные сервисы • Сравнение программной и аппаратной коммутации
- 3. Сеть традиционного ЦОД • Один сервер/ОС/приложение на сетевой порт App App App • Все порты в режиме access (один VLAN) OS OS OS • Политики каждого сервера Серверный администратор определяются и Сетевой Порты контролиролируются сетевым администратор доступа администратором Коммутатор доступа • Строгая граница зон ответственности сетевых и Коммутаторы серверных администраторов распределения/ ядра
- 4. Сеть виртуализированного ЦОД • Добавление уровня коммутации виртуальных машин vSwitch vSwitch vSwitch – Виртуальный коммутатор внутри Серверы гипервизора ESX Серверный • Виртуальный коммутатор администратор управляется серверным Сетевой Транковые администратором администратор порты Коммутатор – Как правило интерфейс управления доступа коммутатором упрощен • Нарушение границы применения Коммутаторы распределения/ политик ядра – Вариант решения – разделение трафика виртуальных машин с помощью VLAN
- 5. Почему важно видеть трафик виртуальных машин? 1. Настроенные политики должны следовать за виртуальной машиной 2. Необходимо применять политики к локально коммутируемому трафику Port Group 3. Нужно сохранить модель эксплуатации и обеспечить Администратор непрерывную работу серверов Администратор Администратор безопасности сети
- 6. Cisco VN-Link • Виртуальный «патч-корд» между виртуальной машиной и коммутатором • Виртуализирует сетевые устройства – Порт virtual ethernet (vEth) и адаптер virtual NIC (vNIC) • В результате: – Подключение VM на основе политик – Мобильность настроек сети и безопасности – Соответствие традиционной модели управления ЦОД vEth vNIC VM КОММУТАТОР VM
- 7. Варианты реализации VN-Link • Программная коммутация VM Nexus 1000V КОММУТАТОР • Функции NX-OS VM СЕРВЕР • Аппаратная коммутация VM Network Interface Virtualization КОММУТАТОР (NIV) VM • Функции коммутатора, NX-OS и адаптера СЕТЕВОЕ УСТРОЙСТВО СЕРВЕР
- 8. Аппаратная реализация VN-Link – технология Cisco VM-FEX
- 9. Распределенный коммутатор до уровня стойки • Архитектура Fabric Extender (FEX) • Консолидация сетевого управления Сетевой администратор • FEX является частью IEEE 802.1BR «родительского» коммутатора Иногда FEX приложениям • Использует черновик стандарта IEEE нужно много 802.1BR интерфейсов Подробнее об архитектуре FEX на сессии «Семейство коммутаторов Cisco Nexus: возможности и развитие. Часть 2» 21 ноября 2012 Традиционно
- 10. Распределенный коммутатор до уровня стойки • Архитектура Fabric Extender (FEX) • Консолидация сетевого управления Сетевой администратор • FEX является частью IEEE 802.1BR «родительского» коммутатора Иногда FEX приложениям • Использует черновик стандарта IEEE нужно много 802.1BR интерфейсов Традиционно
- 11. Распределенный коммутатор до уровня стойки, интерфейсов сервера • Архитектура Adapter FEX Сетевой • Консолидация нескольких администратор интерфейсов в одно соединение IEEE 802.1BR 10Гбит/с Виртуализация FEX сетевого адаптера • Проникновение сети внутрь сервера позволяет решить задачу • BIOS и операционная система IEEE 802.1BR «видят» несколько адаптеров Традиционно Adapter FEX
- 12. Распределенный коммутатор до уровня стойки, интерфейсов сервера и виртуальной машины • Архитектура VM-FEX Сетевой • Консолидация управления администратор физической и виртуальной сетями IEEE 802.1BR • Проникновение физической сети FEX внутрь гипервизора • Уникальный интерфейс vEthernet для IEEE 802.1BR IEEE 802.1BR каждой виртуальной машины • Функции физического коммутатора доступны виртуальным машинам Hypervisor Серверный администратор Традиционно Adapter FEX VM-FEX
- 13. VM-FEX – объединение виртуальной и физической сетей Модульный коммутатор Supervisor-1 Supervisor-1 Управление Supervisor-2 Supervisor-2 Back plane и трафик Linecard-1 VEM-1 Linecard-2 VEM-2 … Linecard-N VEM-N Гипервизор Гипервизор Гипервизор VEM: Virtual Ethernet Module …
- 14. Режимы работы VM-FEX Standard Mode High-Performance Mode • Режим по умолчанию • Основан на Standard Mode и может • Внутри гипервизора код, быть совместно с ним использован отвечающий за коммутацию pass- • Трафик передается в обход thru гипервизора • Виртуальному интерфейсу VM • Совместим с «живой» миграцией соответствует выделенное PCIe- виртуальных машин устройство • При миграции происходит временное • Поддерживается «живая» миграция переключение в Standard Mode виртуальных машин • Поддерживается только с vSphere 5.0 • Снижает нагрузку на процессор до 40% (http://www.lightreading.com/document.a sp?doc_id=216850)
- 15. Поддержка виртуализации в сетевых устройствах • Cisco Nexus 5548/5596 – Конвергентные коммутаторы высокой плотности портов • ethernet и fibre channel – 48/96 универсальных портов • 1/10GE, 1/2/4/8G FC • Cisco UCS Fabric Interconnect – Центральные коммутаторы вычислительной системы Cisco Unified Computing System • управление и коммутация – VM-FEX реализован в первом и втором поколении интерконнектов • технология доступна с 2010 года 1 6
- 16. Поддержка виртуализации в сетевых адаптерах • Адаптеры Cisco – VIC 1280/1240, VIC 1225/P81E – 2x 10GE или 2x 4x10GE конвергентного транспорта – До 116 виртуальных адаптеров vNIC – Реализация Adapter FEX и VM-FEX – Поддержка 802.1BR и SR-IOV – Отказоустойчивость на уровне аппаратуры – Поддерживаются только в серверах Cisco UCS • Адаптеры других производителей – Broadcom 57712 – 2x 10GE конвергентного транспорта – До 8 виртуальных адаптеров vNIC – Реализация Adapter FEX – Отказоустойчивость средствами драйверов – Возможна поддержка в серверах других производителей
- 17. Средства управления • Cisco UCS Manager – Интегрированная система управления вычислительной системы Cisco UCS – Управляет виртуальными интерфейсами и виртуальными адаптерами • Cisco Integrated Management Controller – Интегрированный контроллер управления стоечного сервера – Управляет виртуальными адаптерами – Виртуальные интерфейсы настраиваются в Nexus 5500
- 18. Взаимодействие компонент Настройки сетевых политик Система управления виртуальной средой Управление виртуальными машинами Управление виртуальными интерфейсами
- 19. Программная совместимость • Гипервизоры – VMware vSphere 4.0, 4.1, 5.0, 5.1 – RedHat Enterprise Linux 6.1, 6.2, 6.3* – Microsoft Windows Server 2012** • Гостевые операционные системы – Standard Mode • Матрица совместимости гипервизора – High-Performance Mode • Windows 2008 SP2, Windows 2008 R2, RHEL 6.0, SLES11 SP1, SLES11 * Поддерживается только в Cisco UCS Fabric Interconnect ** Поддержка появится в будущих версиях ПО
- 20. Программная реализация VN-Link – коммутатор Cisco Nexus 1000V
- 21. Программный коммутатор Nexus 1000V • Распределенный коммутатор для среды виртуализации – Доступен с 2009 года • Основан на NX-OS – Знакомый сетевым администраторам интерфейс управления – Широкий набор функций • Интегрируется с системой управления средой виртуализации – Разделение зон ответственности
- 22. Компоненты коммутатора Nexus 1000V Виртуальная машина Устройство Nexus 1100 Модульный коммутатор VSM-A1 VSM-A6 L2 Supervisor-1 L3VSM-1 VSM-B1 VSM-B6 Управление Supervisor-2 VSM-2 Back plane M Linecard-1 MVEM-1 O OVEM-2 Linecard-2 D D … E E Linecard-N VEM-N Гипервизор Гипервизор Гипервизор VSM: Virtual Supervisor Module VEM: Virtual Ethernet Module …
- 23. VSM + VEM = виртуальное шасси коммутатора Nexus 1000V • Более 200 виртуальных Виртуальная машина Устройство Nexus 1100 портов на один модуль VSM-1 VSM-2 VSM-A1 VSM-A6 VEM • 2048 портов на VSM-B1 VSM-B6 Управление коммутатор • 64 модуля VEM на коммутатор • Несколько экземпляров коммутатора под управлением vCenter VEM-N VEM-2 VEM-1 Гипервизор Гипервизор Гипервизор …
- 24. Взаимодействие компонент Настройки сетевых политик Система управления виртуальной средой VSM Управление виртуальными машинами Управление линейными картами VEM Гипервизор
- 25. Механизм настройки сетевых политик VM VM VM VM • Port-profile – шаблон, используется для VNIC определения набора параметров и их VETH привязки к множеству интерфейсов • Однократный ввод и многократное использование на физических и виртуальных интерфейсах • Упрощение настройки • Определяет характеристики уникального интерфейса vEth VSM vCenter • Так же используется при настройке VM-FEX n1000V(config)# port-profile type vethernet WebServers n1000V(config-port-prof)# switchport mode access
- 26. Настройки профиля порта n1000V# show port-profile name WebProfile • Поддерживаются команды: port-profile WebProfile description: – Shutdown/No shutdown status: enabled – Switchport mode capability uplink: no – VLAN system vlans: port-group: WebProfile – PVLAN config attributes: – Port-channel switchport mode access switchport access vlan 110 – ACL no shutdown – NetFlow evaluated config attributes: switchport mode access – Port Security switchport access vlan 110 – QoS no shutdown assigned interfaces: – Port-Mirroring (ERSPAN) Veth10
- 27. Интеграция политик На примере vCenter
- 28. Nexus 1000V и Adapter FEX V V V V M M M M • Рекомендация производителей гипервизоров – отдельные адаптеры для трафика виртуальных машин, Nexus «живой» миграции виртуальных машин, iSCSI и т.д. 1000V • Рекомендация Cisco – отдельные адаптеры для служебных сетей Nexus 1000V • Преимущества дизайна: – Все премущества Nexus 1000V – Консолидация физических адаптеров, кабелей VIC – Высокая готовность сетевой инфраструктуры Nexus 5500 UCS Fabric Interconnect
- 29. Что появилось нового за прошедший год 1.5.1a 1.5.2 2.1 Май 2012 Август 2012 Октябрь 2012 • VXLAN • Поддержка VMware vCloud • Essential/Advanced Edition • Протоколирование ACL Director 2.0 и vSphere 5.1 • Cisco Trustsec SXP • ISSU • vPath 2.0 • vTracker • Поддержка MS NLB, VRRP • Service chaining • Надстройка VMware vCenter • vPath 1.5: • ASA 1000V/VSG Plugin • L3 VEM/VSG • VSN on VXLAN • Упрощение инсталляции • VM on VXLAN • ASA 1000V as VXLAN GW • Улучшения HA • Полная интеграция с vCD 1.5.1 • vPath 2.5 • Service Chain w/ vWAAS
- 30. Новая лицензионная политика Nexus 1000V Бесплатная версия Лицензируемая функциональность Nexus 1000V Essential Edition Nexus 1000V Advanced Edition Виртуальный коммутатор с Дополнительный набор функций для ЦОД функциональностью физического • VLAN, ACL, QoS • Весь функционал Essential • VXLAN, vPath Edition • LACP • Шлюз безопасности VSG • Multicast • Cisco TrustSec SGA • Netflow, ERSPAN • CISF: DHCP snooping, IP Source Guard, ARP Inspection • Management • Будущие разработки • vTracker • vCenter Plug-in
- 31. Поддержка Cisco TrustSec • Единая политика безопасности для виртуальных и физических сред SXP SXP “Marketing Server” VM VM VM “Marketing VM”
- 32. Расширенная информация о виртуальной и физической сетях vMotion View • vTracker – представление в наглядном и удобном виде подключений виртуальных машин и хостов: – Module PNIC View – Upstream network view – VLAN View VM View – VM-Info View – VM vNIC View – vMotion View • Инструмент сетевого администратора
- 33. VMware vCenter Plug-in • Наглядный вид на сетевую инфраструктуру для серверного администратора • Отображение в режиме «только для чтения» информации о коммутаторе – Dashboard – обзорная панель с информацией об используемом коммутаторе – Switch View – информация о виртуальном супервизоре – Host View – информация о виртуальных модулях • Доступен в vSphere Web Client
- 34. Упрощение процедуры инсталляции • Одна программа для установки: – VSM, VEM – VSM HA – Режим взаимодействия VSM – VEM • Стандартные или настраиваемые параметры • Поддерживается – Режимы L3 (default) и L2 – Режим HA (default) – Загрузка/сохранение параметров из XML • Не предназначена для обновлений версий Nexus 1000V
- 35. Упрощение процедуры обновления • Поэтапное обновление VEM согласно расписанию обновления хостов ESXi – Обновление Nexus 1000V даже в случае узкого окна регламентных работ • Совместное обновление гипервизора и коммутатора – Требуется vSphere v5.0 U1 и выше – Поддерживается с версии Nexus 1.5.2 • В процессе обновления можно изменять конфигурацию коммутатора – Добавлять/удалять модули, порты, VLAN и т.д.
- 36. Разнесение виртуальных супервизоров по площадкам ЦОД • Поддержка до двух площадок • Максимальная задержка передачи трафика – 10 мс Активный модуль VSM Nexus 1000V vSphere Резервный модуль VSM Cisco Nexus 7000 Series ЦОД1 Nexus vSphere 1000V Cisco Nexus 7000 Series ЦОД2
- 37. Централизация управления филиалами • Размещение виртуальных машин VSM в ЦОД • Модули VEM находятся на хостах ESXi в филиалах Максимальная задержка передачи трафика – 100 мс VSM в ЦОДе VEM - филиал 1 VEM - филиал 2 VEM - филиал 3
- 38. Nexus 1100 – аппаратная платформа виртуализированных сервисов • Выделенное устройство для размещения виртуальных модулей – Виртуального супервизора Nexus 1000V VSM – Виртуализированных сервисов VSG, vNAM – Платформы управления ЦОД Cisco Data Center Network Manager (DCNM) • До 10 виртуальных модулей • Поддержка отказоустойчивости • Команда сетевых администраторов полностью управляет сервисами • Позволяет более четко обозначить границу ответственности между сетевыми и серверными администраторами VSM VSM VSG VSG NAM DCNM
- 39. Модели Nexus 1100 Nexus 1100-X Nexus 1100-S Объем ОЗУ 64GB 32GB Объем дисков 4TB 2TB Процессор 2x E5-2650 2x E5-2650 Базовая модель сервера C220 M3 C220 M3 Cisco UCS Сетевые интерфейсы 6x 1GE, 2x 10GE 6x 1GE Количество виртуальных 6 10 модулей
- 40. Комплекты Nexus 1000V Nexus 1110 Bundles Advanced Security Bundle Nexus 1110 Advanced Edition + Advanced Nexus 1000V Essential Edition Advanced Edition Advanced with VSG Edition Edition + with VSG Essential with VSG ASA 1000V Edition
- 41. Cisco Nexus 1000V для VMware vSphere VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM Cisco Cisco Cisco Nexus Nexus Nexus 1000V 1000V 1000V VEM VEM VEM vSphere ESXi vSphere ESXi vShpere ESXi Server Server Server vCenter Cisco Nexus 1000V VSM
- 42. Cisco Nexus 1000V для Microsoft Windows 2012 Hyper-V VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM Cisco Cisco Cisco Nexus Nexus Nexus 1000V 1000V 1000V VEM VEM VEM Windows Server Hyper-V Windows Server Hyper-V Windows Server Hyper-V Server Server Server System Center 2012 Virtual Machine Manager Cisco Nexus 1000V VSM *В настоящее время продукт доступен в бета-версии
- 43. Архитектура Cisco Nexus 1000V и Microsoft SCVMM Powershell VM VM VM Вызовы через Администратор сети REST API N1k Создает сети VSM DataPath и политики VSM управляет Agent Extension Protocol VEM Filtering Extension (Optional) vSwitch Синхронизация сетей и политик с SCVMM N1k Forwarding Ext Администратор серверов SCVMM WMI Extension Miniport Добавляет хосты к Windows Host Nexus 1000V Настройки и Назначает сети политики Назначает политики передаются VEM на хосте Hyper-V Host
- 44. Экосистема Cisco Nexus 1000V Virtual Appliance Nexus 1100 Imperva ASA1000V vWAAS VSG VSM VSM NAM VSG SecureSphere WAF CSR1000V Citrix NetScaler VPX VSM: Virtual Supervisor Module Virtual Blades VEM: Virtual Ethernet Module Virtual Supervisor Module (VSM) Network Analysis Module (NAM) vPath: Virtual Service Data-path Virtual Security Gateway (VSG) VSG: Virtual Security Gateway Datacenter Network Manager (DCNM) vWAAS: Virtual WAAS VEM-1 VEM-2 vPath vPath ASA1000V: Adaptive Security Appliance vPath vSphere Hyper-V • Перенаправление трафика CSR1000V: Cloud Services Router • Кэширование политик
- 45. Варианты реализации Cisco VN-Link Программная Аппаратная Аппаратная в сочетании с VM DirectPath
- 46. Сравнение программной и аппаратной реализаций VN-Link Функция Nexus 1000V UCS VM-FEX Nexus 5500 VM-FEX Единая точка управления Да серверами и сетью Гетерогенные серверы Да Да, зависит от вендоров Гетерогенный уровень доступа Да Консолидация физической и Да Да виртуальной сетей Виртуализированные сервисы Да Количество VM на сервер 216 VM 114 VM 96 VM Аппаратная коммутация трафика Да Да
- 47. В заключение • Cisco предлагает два варианта реализации сетевой поддержки виртуальных машин – Программная коммутация в Nexus 1000V – Аппаратная коммутация с применением виртуализированного адаптера • Механизм port-profile обеспечивает соответствие традиционной модели управления ЦОД • Nexus 1000V – универсальная платформа для сетевой поддержки виртуальных машин – Виртуализированные сервисы – Поддержка разных гипервизоров
- 48. Рекомендуем посетить Время Название Зал 20.11.12 18:00 Лекция «Виртуализированные сервисы Cisco» Конгресс-зал средний 21.11.12 15:30 Лекция «Семейство коммутаторов Cisco Nexus: Конгресс-зал средний возможности и развитие. Часть 2» 22.11.12 10:05 Лекция «Построение ЦОД небольшой организации» Конгресс-зал средний 22.11.12 12:35 Демонстрация «Настраиваем ЦОД небольшой Урал организации», 22.11.12 15:25 Демонстрация «Мультиплатформенный программный Урал коммутатор Cisco Nexus 1000V» 22.11.12 16:30 Демонстрация «Виртуализированные сервисы Cisco» Урал
- 49. Спасибо! Заполняйте анкеты он-лайн и получайте подарки в Cisco Shop: http://ciscoexpo.ru/expo2012/quest Ваше мнение очень важно для нас!