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OPENSTACK DAYS TOKYO 2014
オープンソースでここまで出来る！
～CONTRAIL設立者が語るOPENCONTRAILとOPENSTACKによる
クラウドネットワーキング～
JUNIPER NETWORKS, INC.
アンカー・シングラ
クラウドプラットフォーム、ソフトウェアソリューション部門
バイスプレジデント兼ジェネラルマネージャ
2014年2月14日
（元CONTRAIL SYSTEMS社CEO）
ネットワーク機器メーカー視点による問題点
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Copyright © 2014 Juniper Networks, Inc.
過去10年のネットワーキング
2001
2011
… クールな新しいロゴ
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2011年から2013年の間
ネットワークにおける問題点を洗い出し…
…いくつかの興味深いソリューションを見つけた
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本当の問題点とは
CONFIGURED,
MANAGED
Web2.0で何が起きたのか?
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本当の問題点とは
SCALE-UP
SYSTEMS
スケールアウトは？どうする？ …
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本当の問題点とは
HARDWARE
SERVICES
仮想化は? オーケストレーションは?
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本当の問題点とは
LOW VISIBILITY
ビッグデータは? アナリティックは? …
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ネットワークの問題点
CONFIGURED,
MANAGED
貧弱な管理性
SCALE-UP
SYSTEMS
柔軟性に乏しいシステム
HARDWARE
SERVICES
LOW VISIBILITY
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ハードウェアへの依存
顧客観点による問題点
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データセンターにおける課題
Admin
CONTRAIL
Config
Centralized Management
& Control, Policy provisioning
LOAD BALANCER
LOAD BALANCER
MARKETING
HR
FINANCE
FIREWALL
FIREWALL
VIRTUALIZED
VLANS
VLANS
FINANCE
Physical
Servers
HR
Local Hard MARKETING
Drives
ネットワーク仮想化とサービス管理の集中化
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データセンターにおける課題
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SCALABILITY
テナント情報と物理ネットワークの対応
付けは、スケーラビリティに制限がある
PROGRAMABILITY
統合オーケストレーションにおけるネット
ワークレベルのAPIにはプログラマビリ
ティがない
SERVICE INSERTION
ハードウェアアプライアンスベースのネット
ワーク機能は、サービスの機敏性を制限
してしまう
INTER-CLOUD
ORCHESTRATION
マルチクラウドやハイブリッドクラウド環境
を統合管理できない
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サービスプロバイダーネットワークのチャレンジ
PCRF
X86によるスケーラ
ブルな仮想サービス
モバイルエッジ
Services – Firefly, Web App
Secure, Ddos Secure, vSA
FW – IPS – PDF – DDoS
SP データセンター
SGSN / MME
CACHING
モバイルエッジ
GGSN /
P-GW
ブロードバンドエッジ
ビジネスエッジ
ビジネスエッジ
サービス
ロードバランス
DPI
L3VPNベース
SP コア/バックボーン
SLB
サービス
コア /
ロードバランス
バックボーン
プライベード
ネットワーク
FW
ブロードバンド
エッジ
BRAS/VPN エッジ
SBC
X86によるスケーラ
ブルな仮想サービス
Media
Gateway
FW – IPS – PDF – DDoS
ダイナミックなサービスプロビジョ
ニング、スケーリング、サービス
チェイニング
NFV: ネットワークサービスの仮想化及び管理とオーケストレーションの集中化
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サービスプロバイダーのチャレンジ
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SCALABILITY
非常に大きなネットワークアプリケーション数、
サービス種別、加入者数
PROGRAMABILITY
OSS/BSSのアジリティーとオートメーション化
に対して、プログラマブルなAPIが無い
SERVICE INSERTION
アプリケーションベースのネットワーク機能が
サービスの機敏性を制限してしまう
DISTRIBUTED,
MULTIVENDOR SYSTEM
マルチベンダのハードウェア及びソフトウェア
で動いている複数クラウドを統合管理する
チャレンジ
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OPENSTACKを利用した
ネットワーク仮想化テクニック
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従来のDC - L2/VLAN ベースのアプローチ
L3
L3
L2/L3
L2/L3
L2/L3
L2/L3
マルチシャーシLAG
トランク
L2 Switch
L2 Switch ToR
L2
L2
L2
L2
L2
L2
VMs
Servers
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L2 Switch
L2 Switch ToR
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L2
L2
L2
L2
L2
L2
従来のDC – VLAN境界の制限
L3
L3
VLAN間のルーティング
及びフィルタリング
VLAN間のルーティング
及びフィルタリング
FW
L2/L3
L2/L3
No VLANs Across L3
L2/L3
FW
L2/L3
LB
LB
マルチシャーシLAG
トランク
L2 Switch
L2 Switch ToR
L2
L2
L2
L2
L2
L2
VLAN境界の制限
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L2 Switch
L2 Switch ToR
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L2
L2
L2
L2
L2
L2
従来のDC – マルチテナンシー無し
L3
FW
L2/L3
L2/L3
LB
L3
単一のルーティングテーブル
(マルチテナントのアドレススペース
L2/L3
FW
L2/L3
LB
オーバーラップはサポートしない)
マルチシャーシLAG
トランク
L2 Switch
L2 Switch ToR
L2
L2
L2
L2
L2
L2
VMs
VLAN境界の制限
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L2 Switch
L2 Switch ToR
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L2
L2
L2
L2
L2
L2
従来のDC – VRFによるマルチテナンシー
テナントごとのHW
アプライアンス
サービス
L3-MPLS
L3-MPLS
FW
LB
FW
LB
FW
LB
MPLS–Enabled リンク
L2/L3 -MPLS L2/L3 -MPLS
FW
LB
FW
LB
L2/L3 -MPLS L2/L3 -MPLS
マルチテナントの分離には
VRFを使用
テナント-VRF
FW
LB
テナント-VRF
マルチシャーシLAG
トランク
L2 Switch
L2 SwitchToR
L2
L2
L2
L2
L2
L2
VLAN境界の制限
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L2 Switch
L2 SwitchToR
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L2
L2
L2
L2
L2
L2
クラウドDC – ECMP CLOSネットワーク
L3
L3
L3
External Network
L3
L3
L3 ToR
L2-SW
L2-SW
L3
L3 ToR
L2-SW
L2-SW
L2-SW
VXLAN
L2-SW
L2-SW
Servers
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L3
L3 ToR
L3 ToR
L2-SW
L2-SW
L2-SW
L2-SW
L2-SW
クラウドDC – 典型的な L2 オーバーレイ
L3
L3
ハイパーバイザースイッチがL2フォワーディングを処理する
L3
VM上のルータがL3ルーティングやNATを行う
外部ネットワーク
外部ネットワーク
L3
L3
L3 ToR
L3
L3 ToR
VXLAN
L3
VXLAN
L2-SW
VXLAN
L2-SW
L2-SW
L2-SW
L2-SW
L2-SW
L2-SW
Servers
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L3 ToR
L3 ToR
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L2-SW
L2-SW
L2-SW
L2-SW
L2-SW
クラウドDC - CONTRAIL L2/L3 オーバーレイ
= マルチテナント VRF
L3
L3
L3
Hypervisor上のvRouterがL2/L3を処理
外部ネットワーク
Hypervisor上のvRouterがNATを処理
L3
L3
L3 ToR
vRouter
L2/L3
vRouter
L2/L3
サーバー群
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L3
L3 ToR
vRouter
L2/L3
vRouter
L2/L3
vRouter
L2/L3
L3
L3 ToR
L3 ToR
vRouter
L2/L3
vRouter
L2/L3
サービスの適用
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vRouter
L2/L3
vRouter
L2/L3
サービスの適用
vRouter
L2/L3
vRouter
L2/L3
vRouter
L2/L3
CONTRAIL NETWORK VIRTUALIZATION
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OPENSTACK環境におけるCONTRAILの役割
OpenStack
Nova APIs
Neutron APIs
Cinder/Switft APIs
Contrail
Virtual Machine
vRouter
物理スイッチ
Server
サービスノード
ゲートウェイルータ
インター
ネット
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vSRX, F5 …
VPN
DCI WAN
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データセンターの物理ネットワークトポロジ
ネットワーク
ゲートウェイ
ルータ
ゲートウェイ
ルータ
アンダーレイネットワークは
IPの情報を保持しない
BGP
Spineスイッチ
Spineスイッチ
Spineスイッチ
L3 ECMP
OSPF/BGP
L3
Leafスイッチ Leafスイッチ
L2, L3
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Leafスイッチ Leafスイッチ
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Compute & Storage ラック
Compute & Storage ラック
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Leafスイッチ Leafスイッチ
Leafスイッチ Leafスイッチ
Control Node
Control Node
Config Node
(Openstack)
(Cloudstack)
Config Node
(Openstack)
(Cloudstack)
Analytics Node
Analytics Node
WebUI Node
WebUI Node
Optional Redundancy
Orchestration & Services ラック
CONTRAIL ネットワークスタック
Customer OSS/BSS
Openstack
Cloudstack
REST APIs (Configuration, Operational, and Analytics)
Analytics
Engine
Analytics
Engine
Analytics
Engine
Configuration
Nodes
Control
Plane
Compute
Node
(Virtual Router)
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Control
Plane
Gateway
Node
(MX, EX/QFX, ...)
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Control
Plane
Service
Nodes
(SRX, F5, ...)
CONTRAIL ネットワーク機能
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NAT, Routing,
Switching
IPAM, Virtual
DNS
Load
Balancing
Security
Services
3rd Party
Network Srvc
Physical or
Software GW
Rich
Analytics
Service
Chaining
High
Availability
API Services
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ソリューション概要
Customer
L3VPN
Dashboard
Public Internet
(ISP-1)
Public Internet
(ISP-2)
Console
V
R
F
Service
Appliance
Management, Configuration,
Orchestration, Analytics
V
R
F
PE Router
(Juniper MX,
Cisco ASR9K)
with L3VPN/
VRF Support
V
R
F
vRouter
Agent
Contrail Virtual
Network Controller
CM CP
Service
Appliance
Contrail SW
Gateway
Service Appliance with
L3VPN/VRF Support
(Juniper SRX, etc)
CM CP
vRouter
Agent
CM CP
AS CP
Contrail SW Gateway- L2 Service
Appliances (F5 Load Balancer,etc)
Gateway Service
Applications & Services (AS)
Configuration Management (CM)
Control Plane (CP)
Host Agent
VRouter(Data Plane)
32
vRouter
Agent
VM
VM
vRouter
Agent
VM
VM
vRouter
Agent
VM
vRouter
vRouter
VIRTUAL NETWORK B
VM
Virtualized Servers (Hypervisor)
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VIRTUAL NETWORK A
Bare Metal Linux/Windows
VIRTUAL NETWORK C
ソリューション概要 – コントロール＆マネージメントプレーン
Customer
L3VPN
Dashboard
Public Internet
(ISP-1)
Public Internet
(ISP-2)
Console
V
R
F
Service
Appliance
Management, Configuration,
Orchestration, Analytics
V
R
F
PE Router
(Juniper MX,
Cisco ASR9K)
with L3VPN/
VRF Support
V
R
F
vRouter
Agent
Contrail Virtual
Network Controller
CM CP
CM CP
CM CP
AS CP
Service
Appliance
Contrail SW
Gateway
Service Appliance with
L3VPN/VRF Support
(Juniper SRX, etc)
BGP/Control, Netconf/Mgmt
vRouter
Agent
XMPP (Control, Mgmt)
Contrail SW Gateway- L2 Service
Appliances (F5 Load Balancer,etc)
Gateway Service
Applications & Services (AS)
Configuration Management (CM)
Control Plane (CP)
Host Agent
VIRTUAL NETWORK A
vRouter
Agent
VM
VM
vRouter
Agent
VM
VM
vRouter
Agent
VM
vRouter
VIRTUAL NETWORK B
VM
Virtualized Servers (Hypervisor)
VRouter(Data Plane)
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vRouter
Copyright © 2014 Juniper Networks, Inc.
Bare Metal Linux/Windows
VIRTUAL NETWORK C
ソリューション概要 – データプレーン
Customer
L3VPN
Dashboard
Public Internet
(ISP-1)
Public Internet
(ISP-2)
Console
V
R
F
Service
Appliance
Management, Configuration,
Orchestration, Analytics
V
R
F
PE Router
(Juniper MX,
Cisco ASR9K)
with L3VPN/
VRF Support
V
R
F
vRouter
Agent
Contrail Virtual
Network Controller
CM CP
CM CP
Service
Appliance
Contrail SW
Gateway
Service Appliance with
L3VPN/VRF Support
(Juniper SRX, etc)
Dynamically Insert Services
(Physical & Virtual)
CM CP
Route Across/within VNs (L3VPN)
Bridge within VNs (EVPN)
AS CP
vRouter
Agent
Contrail SW Gateway- L2 Service
Appliances (F5 Load Balancer,etc)
Gateway Service
VIRTUAL NETWORK A
Applications & Services (AS)
Configuration Management (CM)
Control Plane (CP)
Host Agent
vRouter
Agent
VM
VM
vRouter
Agent
VM
VM
vRouter
Agent
VM
vRouter
VIRTUAL NETWORK B
VM
Virtualized Servers (Hypervisor)
VRouter(Data Plane)
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vRouter
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Bare Metal Linux/Windows
VIRTUAL NETWORK C
DEMO OVERVIEW
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Copyright © 2014 Juniper Networks, Inc.
DEMO – PHYSICAL TOPOLOGY
LAB NETWORK
MX-80
MX-80
OSPF
EX-4500
EX-4500
EX-4500
OSPF
L3
Leaf Switch
L2, L3
36
Leaf Switch
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Hypervisor
Compute & Storage Rack
Compute & Storage Rack
Copyright © 2014 Juniper Networks, Inc.
Leaf Switch
Leaf Switch
Control Node
Config Node
Openstack Srvcs
Control Node
Analytics Node
Openstack Srvcs
Orchestration & Services Racks
DEMO – LOGICAL TOPOLOGY
LAB NETWORK
Dashboard
Console
V
R
F
Management, Configuration,
Orchestration, Analytics
V
R
F
V
R
F
V
R
F
CM
CP
AP
CP
V
R
F
MX-80
MX-80
Controller Nodes
V
R
F
MPLSoGRE,
VXLAN
BGP
XMPP
MPLSoUDP, VXLAN
vRouter
Agent
VM
vRouter
Agent
VM
VM
VM
vRouter
Agent
VM
VM
Compute Nodes
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Copyright © 2014 Juniper Networks, Inc.
vRouter
Agent
VM
VM
vRouter
Agent
VM
VM
OPEN CONTRAIL
Contrail is available as Open Source
www.opencontrail.org. Commercial support available from Juniper.
Same features and scaling as commercial version
Uses proven stable standards. Production-Ready
Permissive license
Apache 2.0 (Controller), GPL (vRouter)
Integrated into open source virtualization stacks
OpenStack (production), CloudStack (beta)
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