[G-Tech2014講演資料] シスコのSDN最新動向とITインフラエンジニアに求められるスキル - シスコシステムズ合同会社
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2014年10月10日(東京)および10月17日(大阪)に開催いたしましたグローバルナレッジの特別セミナー『G-Tech 2014』における、シスコシステムズ合同会社の早川浩平氏による講演資料です。 この資料は、OpenFlowから始まるSDNの進化やそれを支えるさまざまな技術と、シスコのSDN最新動向を事例を交えてご紹介いただいた1時間のセッションで使用いたしました。
[G-Tech2014講演資料] シスコのSDN最新動向とITインフラエンジニアに求められるスキル - シスコシステムズ合同会社
- 1. シスコのSDN最新動向と ITインフラエンジニアに 求められるスキル 2014年9月 シスコシステムズ合同会社 SDN応用技術室 エバンジェリスト 早川 浩平
- 2. Cisco Public 2 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. SDN Software Defined Network ネットワーク スイッチ ルータ ファイヤウォール ロードバランサ OSPF BGP STP 802.1x LACP ACL QoS Policy MAC Address IP Address Subnet VRRP VLAN Port Link Syslog SNMP 多種多様で多数な ネットワーク機器 ネットワーク専門用語 や専門知識 複雑なネットワーク設計、 構築、運用 複雑なトラブル シューティング 各機器に個別で 設定が必要 サービスデリバリに時間 がかかる 設定 ルーティング 設定 設定 ポリシー 設定 設定 設定 設定 ポリシー設定 設定 設定 VLAN 設定 設定 設定 ソフトウェアを使っ てネットワークを制 御する仕組み
- 3. Cisco Public 3 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Control Plane 制御機能 Data Plane データ転送 従来の ネットワーク機器 OpenFlowプロトコル は、2008年、スタン フォード大学の研究者 が発表した制御方式。 ONFで標準化されてい る。 コントローラ Data Plane Control Plane ハイブリッド型 OpenFlow BGP CLI Northbound API NetConf I2RS onePK ポリシー制御 アプリケーション コントローラ Software-based Data Plane Overlay Protocols (VXLANなど) API DC/仮想 オーバーレイ型 Control Plane Data Plane ポリシー制御 アプリケーション 従来の ネットワーク機器 ※ONF: Open Networking Foundation。SDNの標準化を行なう国際的な組織の1つ Software のみで対応 コントローラ Hardware-based Overlay Data Plane Overlay Protocols (eVXLANなど) Northbound API DC/物理+仮想 オーバーレイ型 ポリシー制御 アプリケーション OpFlex Control Plane 本格的な オーバレイ技 術のHW実装 ベアメタル OpenFlow SW型 Northbound API ポリシー制御 アプリケーション コントローラ Data Plane Southbound Protocol OpenFlow スイッチ 信頼性、拡張性 に配慮した方式 OpenFlow
- 4. Cisco Public 4 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 既存の技術 L2/L3技術 分散自律型 SDN技術 SDN コントローラ SDN プロトコル 集中制御型 代表例:OpenFlow 既存技術＋SDN技術 ネットワーク コントローラ ハイブリッド型 代表例:NetConf, BGP-LS, PCEP, LISP, Cisco ACI, onePK 仮想化には優 れているが、安 定性、信頼性、 拡張性などの 懸念あり ネットワーク機器の機能をコ ントローラから制御 ？
- 5. Cisco Public 5 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. シスコのSDN最新動向
- 6. Cisco Public 6 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. ※OpenFlowおよびonePK対応時期はプラットフォーム毎に異なり、上記では今後サポート予定も含みます。 P.6 ISR/ASRルータ、Catalyst LANスイッチ （IOS/IOS-XE, IOS-XR, NX-OSがonePKに対応） 仮想DCスイッチ Nexus 1000V Nexus 9000 シリーズ ASR9000 Catalyst 3650/3850 Catalyst 2k/3k /4k/6k ISR ASR1000 DataCenter WAN/LAN Application Centric Infrastructure (ACI) Cisco Open Network Environment バーチャルオーバレイ(VXLAN/Enhanced VXLAN) コントローラ/ アプリケーション ネットワーク機器 新製品 物理DCスイッチ Nexus 3k/5k /6k/7k 仮想ルータ CSR1000V NetConf Neutron API OpenStack データセンター ファブリック Puppet XMPP APP XMPP Puppet Client REST APP REST APIC DCモジュール 自動プロビジョニング データモデルの標準化 OpFlex対応 APIC APIC Enterpriseモジュール ACL/QoSポリシー制御 トポロジの可視化 ゼロタッチデプロイメント CLI APIC OpFlex マルチベンダー 環境対応 Avi Networks Citrix Embrane F5 Networks IBM Microsoft RedHat等 （アルファベット順） OpenFlow Cisco XNC Open Daylight onePK onePK カスタムアプリ
- 7. データセンターの運用に役に立つ シスコのSDNソリューション - バーチャルオーバレイ Nexus 1000V
- 8. Cisco Public 8 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 物理サーバ 物理サーバ 物理サーバ 物理サーバ ハイパーバイザ ハイパーバイザ ハイパーバイザ ハイパーバイザ IPネットワーク/インターネット LANスイッチ（データセンタサーバー集約L2/L3スイッチ） 物理スイッチ(ToRスイッチ） NIC NIC NIC 仮想スイッチ App OS vNIC VM NIC 物理スイッチ(ToRスイッチ） NIC NIC NIC 仮想スイッチ 仮想スイッチ App OS vNIC VM App OS vNIC VM App OS vNIC VM 仮想スイッチ App OS vNIC VM App OS vNIC VM App OS vNIC VM App OS vNIC VM NIC 仮想スイッチの設定 物理スイッチ(ToRスイッチ） 物理スイッチ(ToRスイッチ） 物理スイッチの設定 物理スイッチの設定
- 9. Cisco Public 9 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. IPネットワーク/インターネット 物理サーバ ハイパーバイザ P.9 LANスイッチ（データセンタサーバー集約L2/L3スイッチ） 物理スイッチ(ToRスイッチ） NIC 仮想スイッチ App OS vNIC VM App OS vNIC VM NIC NIC 仮想スイッチ App OS vNIC VM App OS vNIC VM NIC 物理スイッチ(ToRスイッチ） NIC 仮想スイッチ App OS vNIC VM App OS vNIC VM NIC NIC 仮想スイッチ App OS vNIC VM App OS vNIC VM NIC 物理サーバ ハイパーバイザ 物理サーバ ハイパーバイザ 物理サーバ ハイパーバイザ 物理スイッチ(ToRスイッチ） 物理スイッチ(ToRスイッチ） Nexus 1000V(オーバレイネットワーク） アンダーレイネットワーク 下層ネットワーク （物理スイッチ） 設定変更作業不要 EtherentフレームをIPで 自動的にカプセル化(VXLAN) Ethernetフレーム Ethernetフレーム VXLAN Ethernetフレーム
- 10. Cisco Public 10 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 物理サーバ ハイパーバイザ LANスイッチ（データセンタサーバー集約L2/L3スイッチ） 物理スイッチ(ToRスイッチ） NIC NIC NIC 仮想スイッチ NIC 物理スイッチ(ToRスイッチ） NIC NIC NIC 仮想スイッチ NIC 物理サーバ ハイパーバイザ 物理サーバ ハイパーバイザ 物理サーバ ハイパーバイザ 物理スイッチ(ToRスイッチ） 物理スイッチ(ToRスイッチ） Nexus 1000V(VXLAN) 下層ネットワーク （アンダーレイ･ネットワーク） 仮想ネットワーク（テナントB） 仮想ネットワーク（テナントA） VM VM VM VM VM VM VM VM IPネットワーク/インターネット Ethernetフレーム VXLAN VXLANの ”Segment ID”で識別
- 11. Cisco Public 11 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 機能リスト Essential Edition （無償バージョン） Advanced Edition （有償バージョン） Layer 2 スイッチ機能 VLAN ○ ○ multicast ○ ○ virtual PortChannel (vPC) ○ ○ Link Aggregation Control Protocol (LACP) ○ ○ Access Control List (ACL) ○ ○ ネットワーク管理機能 Switched Port Analyzer (SPAN) ○ ○ Encapsulated Remote SPAN (ERSPAN) ○ ○ NetFlow Version 9 ○ ○ VMware vTracker ○ ○ vCetner Server plug-in ○ ○ SNMP ○ ○ RADIUS ○ ○ アドバンスド機能 QoS ○ ○ VXLAN ○ ○ Cisco vPath ○ ○ DHCP Snooping × ○ IP Source Guard × ○ Dynamic ARP Inspection × ○ TrustSec SGA support × ○ 参考スライド
- 12. データセンターの運用に役に立つ Application Centric Infrastructure (ACI) - ACI/APIC DC Module & Nexus 9000
- 13. Cisco Public 13 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. CISCO ACI = “APPLICATION-CENTRIC INFRASTRUCTURE” APPLICATION POLICY INFRASTRUCTURE CONTROLLER (APIC) NEXUS 9000 シリーズ スイッチ 業界を主導する エコシステム対応 APIC アプリケーション コンピュート ネットワーク クラウド ストレージ セキュリティ OpFlex
- 14. Cisco Public 14 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 単一の管理ポイントでありつつ単一の障害ポイントになら ないアーキテクチャ •スケーラブルな性能 - ブロッキングポイントのない2階層の ファブリック構造 - 段階的な性能拡張が可能 •バーチャルオーバレイ技術の採用 - フレキシビリティと仮想リソースの最適配置を実 現 •高信頼性設計 - コントローラ障害でもファブリックへの 影響のない実装 •完全な自動プロビジョニング •オープン性 - オープンなAPIの提供 - 国際標準規格 OpFlex対応 スパイン Nexus 9500 リーフ Nexus 9300シリーズ Application Policy Infrastructure Controller (APIC) APIC クラスタ構成 WAN 10G/40G/100G(将来）対応 ファブリック構成
- 15. Cisco Public 15 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 接続性 セキュリティ QoS L4-7 サービス APPLICATION NETWORK PROFILE Contract Contract Contract OUTSIDE DB APP WEB ADC F/W ADC “アプリケーションポリシー” とは？ End Point Group: 同じポリシーに属するVM/サーバのセット 1. Contract: グループ間のコミュニケーションを統制するルールのセット 2. サービスチェーン: グループ間のネットワークサービス強制のポリシーセット 3. Fabricインテリジェンスとコントローラによるネットワーク設定の抽象化
- 16. Cisco Public 16 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
- 17. Cisco Public 17 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. HYPERVISOR HYPERVISOR HYPERVISOR 接続性 セキュリティ QoS L4-7 サービス APPLICATION NETWORK PROFILE Contract Contract Contract OUTSID E WEB APP DB ADC F/W ADC APIC
- 18. Cisco Public 18 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. ACIファブリックは今までにない分 析機能を提供します。 アプリケーション、テナント、インフ ラごとの情報を提供: • ヘルススコア • 遅延 • アトミックカウンター • リソースの利用状況 ワークロードの配置、移動にも柔 軟に対応 VXLAN Per-Hop Visibility 物理と仮想ネット ワークを統合的に 管理 APIC
- 19. Cisco Public 19 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. OpFlex コントローラ プロトコルプラグイン OpFlexの用途と特徴： オープンソース、標準化、エコシステム ポリシーとは? • どのノード、アプリケー ショングループが誰とコ ミュニケート可能か？ • どのように？（QoSは？ サービスチェーンは？） 1. デバイス固有設定から、ポリシーを抽象化 2. XML/JSONベースの柔軟、拡張可能な定義 仮想＆物理スイッチ、ネットワークサービス （Firewall, ADC）、ハイパーバイザを含む、 全てのコンポーネントをサポート。ベンダー 間を結ぶ、強い相互運用のサポートが可能 3. オープン, オープンソースリファレンス による標準化（IETF Draft）API実装 4. OPFLEX PROXY OPFLEX AGENT OPFLEX AGENT OPFLEX AGENT HYPERVISOR FIREWALL SWITCH ADC 構成要素： OpFlex Protocol、OpFlex Controller、OpFlex Agent 5. OpFlex Agent OpFlex Protocol OpFlex Controller
- 20. LAN/WANの運用に役に立つ シスコのSDNソリューション - APIC Enterprise Module
- 21. Cisco Public 21 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. ネットワーク機器 情報 個別にGUI登録 CLI Interface Utilizes Multiple Communications Methods (SSH, TELNET, SNMP….) 既存のISRシリーズ、ASRシリーズおよびCatalystシリーズをサポート APIC EM ファイルで一括登録
- 22. Cisco Public 22 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. •自動トポロジ表示機能 •アプリケーションベースや ビジネスロジックでQoSや ACLなどのネットワーク ポリシー設定可能 •L2/L3トレース機能 •Zero Touch Deployment •既存のIOSルータやCatalyst で利用可能
- 23. Cisco Public 23 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. (※)実装時期は未定
- 24. Cisco Public 24 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. (※)実装時期は未定
- 25. LAN/WANの運用に役に立つ デバイスプログラマビリティ - オープンAPI onePKによるカスタムアプリ
- 26. Cisco Public 26 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. • Source Information お客様のニーズに適応した onePKアプリケーション onePK API インター フェース情報 アクセス制御 情報 IP経路情報 QoS制御 情報 トラフィック 情報 イベント 情報 IOS/IOS-XE/IOS-XR/NX-OS 動的な制御 リアルタイムな 情報取得/イベント通知 シスコ製品上で稼働しているオペ レーティングシステムCisco IOS®、 IOS-XR、NX-OSに対して利用可能 なオープンなアプリケーションプロ グラミングインターフェイス （API）です。 C言語、Java、Pythonなどの一般的 な開発言語用にSDKとして提供され ます。 IOSの豊富な機能と、アプリケー ションからの制御の併用が可能。運 用上、必要な機能のみをアプリケー ション開発可能。
- 27. Cisco Public 27 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 正式リリース済み: ISR G2（15.4(2)T） ISR4400 （XE3.12） ASR1K （XE3.12） CSR1000V（XE3.12） Early Field Trials: ASR 9K（XR 5.1.1） N3K, N7K onePK Platforms – Calendar Quarters 2014年第2四半期 リリース済み ASR 9K (XR 5.2.0) ME 3600X/24CX 2014年第4四半期 Catalyst 2K/3K/4K Catalyst 6K Nexus 5K/6K ASR920 2014年第3四半期 Nexus 3000 ※上記スケジュールは予定です。予告なく変更されることがございますので、ご注意ください。
- 28. Cisco OpenFlowソリューション - Cisco Extensible Network Controller (XNC) - OpenFlow対応プラットフォーム
- 29. Cisco Public 29 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. オープンソースなOpen DaylightにCiscoが機能追加 トポロジやデバイス情報の管理、およびフローベースでのトラフィック制御
- 30. Cisco Public 30 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. ネットワーク スライシング トラフィックの分離 L3/L4ごとのアプリケーションレ ベルでのネットワークのパー ティショニング トポロジ インディペンデント フォワーディング (TIF) ネットワーク遅延や帯域などに 基づき、ダイナミックな フロー単位の最適経路制御 モニターマネージャ ネットワークタッピング ポリシーベースで、ミラーしたいト ラフィックのみを外部のトラフィック 分析装置に転送 P2Pフォワーディング バーチャルパッチパネル 物理ポート間を柔軟に接続する 仮想パッチパネル機能 ※シスコのOpenFlowの使い方は基本的にプロアクティブモードです。
- 31. Cisco Public 31 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 対応済み（IOS Upgradeにて対応) Nexus 3000 Nexus 5000 Nexus 6000 Nexus 7000 ASR9000 対応予定製品 Catalsyt 3850 Catalyst 4500 Catalyst 6500 ※プラットフォームによりサポートされるタプル（マッチフィールド）およびアクションが異なります。また、リリース予定は 予告無く変更されることがありますので、具体的な導入を検討される場合には、個別にご相談ください。
- 32. Cisco Public 32 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. ASR9000 Cisco XNC OpenFlow ルーティング テーブル OpenFlow フローテーブル (L3/L4情報でマッチ） IPパケット エントリ 有り エントリ 無し Set next-hop xx.xx.xx.xx 通常のルーティングテーブルのnext-hop トラフィック制御したいフロー情報だけを指定。 フロー情報にマッチしないトラフィックは通常の ルーティング処理される。（OpenFlow Cisco Extensionである”set nexthop” actionを使用）
- 33. Cisco Public 33 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. ITインフラエンジニアに 求められるスキル
- 34. Cisco Public 34 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. P.34 IPネットワーク DCネットワーク ネットワーク エンジニア トラフィック監視 （MRTGなど） SNMP、 NetFlow など ネットワーク 監視システム SNMP Get/Trap など デバイス管理 （Syslogなど） Syslog Telnet/SSH NetConf コマンド 操作 様々なツールやシステム、 コマンドラインを使いこな すスキルが必要
- 35. Cisco Public 35 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. P.35 ハイブリッド型SDN ネットワーク ネットワーク 監視システム トラフィック監視 ポリシー制御 コマンド操作 SDN SDN SDN デバイス管理 管理、監視、制御の統合 ネットワーク全体把握 IPルーティング、VLAN設定/制御 QoS/ACLコントロール ネットワーク診断機能 ネットワークの状態変化やイベント に応じた自動制御 コントローラ SDNアプリ ■ネットワークの状態確認が容易！ ■ネットワークへの要求に迅速に 対応可能！ ■利用者のセルフサービスにも利用 可能。 ■迅速なトラブル対応も可能 SDN
- 36. Cisco Public 36 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. ネットワーク （有線/無線） パブリック クラウド プライベート クラウド SDx Software Defined xxx 多種多様で多数な機器 専門用語や専門知識 複雑な設計、構築、運用 複雑なトラブル シューティング 各機器に個別で 設定が必要 サービスデリバリに時間 がかかる ソフトウェアを使っ て制御する仕組み サーバー ストレージ 仮想 サーバー サーバ オペレータ ネットワーク オペレータ
- 37. Cisco Public 37 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. コントローラ コントローラ ネットワーク （有線/無線） パブリック クラウド プライベート クラウド SDx Software Defined xxx ソフトウェアを使っ て制御する仕組み サーバー ストレージ 仮想 サーバー 多種多様で多数な機器 専門用語や専門知識 複雑な設計、構築、運用 複雑なトラブル シューティング 各機器に個別で 設定が必要 サービスデリバリに時間 がかかる サーバ オペレータ ネットワーク オペレータ
- 38. Cisco Public 38 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. オペレーションが容易になる オペレータや現場のITエンジニアの人数 減少傾向 システムが自動化されるため トラブル時の切り分け作業が困難 既存ネットワーク技術と高いSDN技術 の両方の理解が必要 SDxの普及によりオープンソース、 オープンAPIによるユーザプログ ラミング環境が整う 新しい機能、カスタマイズした機能や サービスの実装が可能に。ユーザニー ズを把握するスキルや、プログラミング スキルが重要。 ハイブリッドクラウド環境の構築 パブリッククラウドの知識が必要
- 39. Cisco Public 39 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. SDNコントローラ Open Daylight OpenFlow コントローラ Ryu,Floodlight etc OpenFlow OpenFlow BGP NetConf LISP SNMP Multi-VeOnpdFelerx , etc Application Application App App REST REST Application Application Application REST REST REST Ciscoデバイス Cisco ACI/APIC Enterprise Cisco ACI/ APIC DC APIC APIC Cisco XNC (ODL Base Edition +Cisco Advanced Feature) OpFlex OpenFlow onePK CLI (※OpenFlow) (※onePK) Cisco 独自 OpFlex onePK onePK Application (C/Java/ Python) onePK API オープン ソース オープン ソース オープン API オープン API オープン API オープン API Java オープン API
- 40. Cisco Public 40 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. プロバイダ クラウド B プライベート クラウド プロバイダ クラウド A オンデマンド Dev/Test 環境 プロダクションへ プロモート クラウドから/へのワークロードポータビリティ SLA-Based ワークロード配置 クラウドの選択 さらに Dev/Test 環 境が必要 他のクラウドを選択 プライベートクラウドへマ イグレートバック
- 41. Cisco Public 41 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. パブリック VM InterCloud Director InterCloud Switch InterCloud Provider Enablement Platform VM Manager プライベート クラウドサービス提供者 IT 管理者 エンドユーザ VM VM InterCloud Extender InterCloud サービス VM InterCloud セキュアファブリック 管理者が InterCloud Directorをインストール InterCloud Directorからイン ストール、設定 SP 管理者が ICPEPを導入
- 42. Thank you.