Netzvirtualisierung am SCCdsn.tm.kit.edu/medien/downloads_old/2011-KF-VNets-Strebler.pdf ·...

STEINBUCH CENTRE FOR COMPUTING - SCC

Netzvirtualisierung am SCCHistorie - Status - AusblickDipl.-Ing. Reinhard Strebler / SCC

KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg undnationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

STEINBUCH CENTRE FOR COMPUTING - SCC

www.kit.edu

Anfänge der Virtualisierungstechniken

StackingZielsetzung

Mehr PortsReduzierung der Anzahl „managed Devices“

Proprietäre AnsätzeVerbindung der Einzelgeräte über Kupferkabel

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung2 Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich

Verbindung der Einzelgeräte über KupferkabelKeine StandardsStarke Längenrestriktion

30 – 50 cm üblich5 m maximale Entfernung

Übertragung von Chassis-Technologien in den low cost Bereich

Einsatz als Multiport Repeater Mitte 90er Jahre

09.02.2011

LAN Emulation

Standardisierung durch ATM ForumAbbildung des Broadcast-Verhaltens von EthernetAufbau von Ethernet LANs auf einer ATM-WolkeDedizierte Services in der ATM-Wolke

LECS, LES, BUS

LAN Emulation 1.0, 2.0Standardisierung eingestellt

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung3

Parallelentwicklung zum VLAN-Standard der IEEE

Weiterentwicklung als MPOAVirtualisiertes Routing zwischen ELANsStandardisierung nicht abgeschlossen

LAN Emulation im Netz der Universität Karlsruhe (TH) 1996 - 2005

Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

Virtual LANs

Mit IEEE 802.1Q-1998 internationaler StandardEinführung eines zusätzliche TLF

VLAN-Tag + VLAN-ID/Priority

Ethernet Frames werden größer (+4 Byte)Revolution in der Ethernet-Community

Max 4k VLAN-IDs

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung4

Parallele proprietäre EntwicklungenCisco VTP, ISL

Erst jetzt ausschließliche Fokussierung auf Standard

Einsatz im KITnet seit Ende 1997Derzeit knapp 1200 VLANs

Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

Link Aggregation

Internationaler Standard für „Kanalbündelung“ IEEE 802.3ad-2000Nur für EthernetSpezielles Link Layer Protokoll

LACP

Fordert identische LinksDefinition eines logischen Interfaces

Bei stackables virtuell im Stack

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung5

Im Einsatz seit 2007

Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

Virtual Router Redundancy Protocol

Standardisiert 1998 als RFC 2338Update 2004: RFC3768

Virtualisierung des Next Hops beim IP-Routing

Vorher proprietäre LösungenCisco HSRP

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung6

Cisco HSRP

VRRP für IPv6 noch kein StandardBisher nur proprietäre Lösungen

Cisco HSRP

Vielfältig eingesetzt im Netz

Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

Virtual Private Networking

Tunneling TechnologieVerbindung zwischen SitesEinbindung Endgeräte

IPsec, L2TP, PPTP, SSL, MPLSTeilweise Probleme mit NAT

NAT traversel MechanismenIPSec über TCP/UDP

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung7

IPSec über TCP/UDP

Fokus heute SSL-Tunnel

Einsatz seitPPTP 1999IPsec 2001SSL 2009

Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

VRF: Virtual Routing and Forwarding (Cisco)

Definition virtueller Routingfunktionen innerhalb eines RoutersSegmentierung eines leistungsfähigen Routers in „Teilrouter“

Eine VRF-Instanz ist gegenüber dem Basisrouter und anderen VRFs isoliertGemeinsame Management Funktionen

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung8

Einsatz im KITnet seit ca. 2002

Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

VSS / CBT

Verbesserte „Stacking Technologien“Cisco VSS (Virtual Switching System)

Aufbau eines Verbundes aus zwei Chassis Cat6500Spezielle Supervisor Engine (VS-S720)

Weitere EntwicklungErhöhung der Zahl der Chassis je System

Beta InstallationBeschluss zur Umsetzung im KITnet

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung9

Beschluss zur Umsetzung im KITnet

Enterasys CBT (Chassis Bonding Technology)Ausbau eines Verbundes aus „zwei oder mehr“ S-Serie Systemen

Status ist zweiWeitere Entwicklung

Erhöhung der Zahl der Chassis je SystemBeta Installation Anfang 2010

OS noch nicht CBT fähig

Einsatz von Standard Interfaces zur Kopplung

Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

VSS Einsatz im KITnet

Januar 2010Erste VSS Instanz im KITnet (r-bb-cn-1)

März 2010Zwei weitere VSS Instanzen im KITnet (r-bb-cs-1, r-ir-cs-1)

Januar 2011Aufbau r-ir-cn-1

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung10

Ausnutzung Campus-lokaler RedundanzCN: B144/B442CS: 20.21/30.50

Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

KITnet Layout

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung11 Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

Converged Enhanced Ethernet (CEE) Data Center Bridging (DCB)Data Center Ethernet (DCE)

FCoEFibre Channel over Ethernet

Konvergenz „im Rack“CNA (NIC) und Verkabelung zum TORBisher nur eine Ebene

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung12

Ethernet ist best effortQoS ist CoSKeine Garantie bezüglich

LaufzeitJitterVerlust

Flow Control ist keine Garantie gegen Verluste

Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

Data Center Technologien

Data Center Ethernet (DCE)Cisco trademark 01. November 2005

Converged Enhanced Ethernet (CEE) IBM trademark18. April 2007

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung13

18. April 2007

Data Center Bridging (DCB)IEEE Bezeichnung des neuen Standards

Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

Data Center Bridging (DCB)

Neue Standards der IEEEIEEE 802.1Qbb

Priority-based Flow Control

IEEE 802.1 QaEnhanced Transmission Selection

IEEE 802.1 QauCongestion Notification

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung14

IEEE 802.1 ABProposal (Intel): Data Center Bridging Exchange Protocol

Relevante StandardsIEEE 802.1 aq

Shortest Path BridgingMultiple Active Topology

IETF RFC 5556TRILL

Transparent Interconnection of Lots of Links

Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

Converged Technologien im KITnet

Brocade Lösung im EinsatzZwei 32 Port 10G Switches

Fehlende Standards/Implementierung kein HindernisConverged

nur auf einem LinkKeine Hierarchie

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung15

Keine Hierarchie

Erfahrungen positiv

Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

Forschungs- und Entwicklungstendenzen

Cisco VSSAusweitung auf >2 Chassis

Aufbau VSS CN/CS ?

Data Center StandardisierungFully Mashed Ethernet ohne Spanning TreeBessere Skalierung im L2-Netz

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung16

Bessere Skalierung im L2-NetzHoffnung auf großflächigen Einsatz

Monitoring neuer Entwicklungen und IEEE Standards / RFCsEinflussnahme auf

ProduktentwicklungStandardisierung (über Hersteller)

Evaluierung des Nutzens für das KITnetGegebenenfalls Umsetzung

Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011

Fragen ?

Abteilungs-, Fakultäts-, Institutsbezeichnung17 Reinhard Strebler | SCC | Virtualisierung im Netzbereich09.02.2011