Виртуализированный highload (NFV), Александр Шалимов (ЦПИКС)
Download as PPTX, PDF4 likes1,813 views
Документ обсуждает проблемы телекоммуникационных операторов, такие как растущий объем трафика и необходимость обновления инфраструктуры, состоящей из дорогостоящего оборудования. Он также рассматривает преимущества виртуализации сетевых функций (NFV), включая снижение затрат и упрощение развертывания, и демонстрирует примеры использования виртуализированных сетевых сервисов и оборудования. В заключение подчеркивается эволюция сетевых услуг от проприетарного железа к программным решениям, которые обеспечивают гибкость и масштабируемость.
Виртуализированный highload (NFV), Александр Шалимов (ЦПИКС)
- 1. Виртуализированный highload (NFV) Александр Шалимов
- 2. Проблемы телеком операторов • Количества трафика растет, требуется больше сетевого оборудования, НО доход не растет. – Инфраструктура состоит из проприетарного дорого оборудования. – Статическое распределение ресурсов. – Вывод новых сервисов занимается до 18 месяцев.
- 3. Виртуальные сетевые сервисы ETSI WhitePaper v.1.0 October 2012
- 4. Преимущества Перенос сетевых функций на виртуальные машины: • Упрощение развертывания и обновления как софта, так и железа • Уменьшение стоимости за счет использования стандартных серверов • Объединение сервисов в группы
- 5. Примеры BRAS • Терминация пользовательских сессий • Интересует выгода на одного пользователя ~ 1Mbps • Стоимость существующего решений примерно 10к за 10Gbps => Одно подключение = $1 • С NFV: один сервер может обрабатывать 50Gbps. Стоимость $5k => Одно подключение = $0.1. • CG-NAT – Трансляция адресов – Высокая стоимость существующих решений. – Экономия: $16 -> $4 -> $2 на подключение
- 6. Пример размещения в сети телком оператора Edge Core DPI CPE Standard High Volume DSLAM DSLAM OLT BRAS Servers/Storage/Switches DPI BRAS Access Firewall Carrier Grade NAT CDN CDN CDN Monitor WAN Accelerator DPI CG-NAT CG-NAT BRAS CPE-Func CPE-Func CPE-Func CPE-Func BRAS CG-NAT BRAS BRAS DPI CPE-Func CPE-Func CPE-Func CPE-Func CG-NAT BRAS BRAS DPI CPE-Func CPE-Func CPE-Func CPE-Func CDN CDN Monitor Monitor WAN-Accl WAN-Accl CDN CDN CDN CDN Monitor Monitor WAN-Accl WAN-Accl Network Function-VMs
- 7. Edge Core VM + Network Orchestration Access NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM NF-VM VM Mgmt SDN Controller Load Balancer Firewall CG-NAT BRAS BRAS WAN-Accel DPI 7 Пример размещения в сети телком оператора
- 8. Пример
- 9. vCPE – Virtual Customer Premise Equipment • У клиента – маленькая коробочка • Часть сервисов у клиента, часть в облаке © RAD
- 10. Организация платформы для виртуализации Firewall, VPN, IDS, … VM VM VM VM VM: Firewall Software Switch VM: VPN VM: Intrusion Detection OS/Linux SDN System Стандартный процессор Ускоритель обработки Сетевая карта Ядро Коммутатора Linux Hardware
- 11. Узкие места • Linux Networking Stack – 300Kpps • Open vSwitch • VM
- 12. Узкие места (OVS) • Задержка – 11us • Пропускная способность – 1Mpps
- 13. Узкие места (KVM) • Задержка – 300us • Пропускная способность – 20Kpps (kernel OVS) – 200Kpps (userspace OVS)
- 14. Требования к сервису • Возможность привязки VM к ядрам процессора • Масштабирования сервиса на VM по имеющимся ядрам процессора • Возможность запуска сервиса без VM
- 15. Intel DPDK DPDK = Data Plane Development Kit http://intel.com/go/dpdk/ • Intel DPDK – это набор библиотек и драйверов для быстрой обработки пакетов на платформах Intel. • Использование больших виртуальных страниц (huge pages 2mb/1gb). • Размещение объектов равномерно по всем каналам оперативной памяти. • Адресное пространство карточки доступно из userspace. • Неблокирующие очереди для передачи пакетов. • Нет прерываний в драйверах DPDK – активный цикл. • Активное использование SSE инструкций для обработки пакетов. • Выделение целых ядер процессоров под задачи.
- 16. • Open vSwitch - это виртуальный программный коммутатор, который обеспечивает соединение между виртуальными машинами и физическими интерфейсами. • Поддерживает обычную Ethernet коммутацию с VLAN, SPAN, RSPAN, GRE, sFlow, Netflow. • Частичная поддержка OpenFlow 1.2.
- 17. Архитектура Open vSwitch Intel© DPDK
- 18. Intel DPDK vSwitch • https://github.com/01org/dpdk-ovs
- 19. Работа с виртуальными машинами Способы работы: • VIRTIO – Прозрачно для приложений на виртуальных машинах – Медленно • IVSHMEM – Самая высокая скорость – Требует “затачивания” сервиса под Intel vSwitch • VHOST – Средняя скорость – Прозрачно для приложений, написанных на DPDK KVM App VirtIO Eth DPDK VirtIO DPDK
- 23. Результаты: Phy-to-VM (Kpps) 23
- 24. Результаты: Phy-to-VM (Mbps) 24
- 27. Задержка
- 29. Примеры для highload • Везде, где требуется низкая задержка – RTB биржа – inmemory базы данных (e.g.,gridgain) • Другие “пакетный сервисы” – Балансировка HTTP (1M cps) – …
- 30. Тестирование у Оператора Ожидания: “ничего не выйдет!” • Есть известные вендоры: Cisco, Juniper, Huawei, Alcatel, F5, … • С ними невозможно бороться Результат: “а еще и так вы можете?” • Производительность сопоставимая • Цена меньше • Возможность быстрого внесения изменений • Гибкость в соотношении ресурсы / требуемая производительность
- 31. Заключение • Эволюция сетевых сервисов – Проприетарное железо – Программные решения на обычных серверах – Виртуальные решения на обычных серверах • Единица управления – виртуальная машина • Гибкость, масшабируемость, производительность • Ускорим highload!
- 32. Вопросы? http://arccn.ru/ ashalimov@arccn.ru @alex_shali @arccnnews
Editor's Notes
- #7: Can you use two racks as opposed to three? The racks look more intimidating than networking gear! Can do dim or make it disppear "Standard High Volume…" after you show it once. You need to clearly indicate that green boxes are Network Function VMs.