Neue Technologien: Software Defined Networking und Network … › wp-content › uploads... · 2016-04-14 · Cumulus (SDN Linux Software Switches) NEC (ProgrammableFlow Controller,

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Netzwerke


Netzwerke

© UBN Petra Borowka-Gatzweiler Netzwerk Forum 2016: SDN und NFV - Seite 1

Dipl.-Inform. Petra Borowka-Gatzweiler

Pascalstraße 25, 52076 Aachen

Tel.: 02408 / 955-500

[email protected]

Neue Technologien: Software Defined Networking

und Network Functions Virtualization



Netzwerke

Was ist NFV ?

Wo steht der NFV Markt ?

Abgrenzung, Überlappung NFV / SDN

NFV und Network Services

Wo steht der SDN-Markt ?



NetzwerkeSDN Architektur v1.1 – Basis Modell

Ein Service

Consumer (Client,

User, Customer =

GRÜN) tauscht

sowohl Daten- als

auch Mana-

gement-Kontroll-

Operationen mit

einem SDN Server

oder Provider aus

(BLAU).

Daten werden

durch Ressourcen

(R) weitergeleitet

und verarbeitet

Obwohl der Provider die Ressourcen hält, kontrolliert der Consumer den Service



NetzwerkeSDN Controller Architektur v1.1

Verabschiedet

von der ONF

Architektur WG

in 2016

Zentrales

Element ist nach

wie vor der

Controller

A-CPI ist ein

intentionales

Interface für NBI

(North Bound

Interface)

Der Controller

selbst kann

Server oder

Client sein



NetzwerkeSDN Marktsegmente und Volumen

Der weltweite SDN Markt gliedert sich (nach IDC) in

physische Netzwerk Infrastruktur

Virtualisierungs- / Kontroll-Software

SDN Applikationen inkl. Netzwerk- und Sicherheits-Dienste

Professionelle Dienste

Jährliches Wachstum (CAGR) von 53,9 %

Geschätztes Volumen von 12,5 Mrd. USD in 2020

(d.h. 2,3 Mrd. USD in 2016)

(Vergleich: Geschätztes Volumen des SIP Trunking Marktes 2018

liegt nach Frost & Sullivan bei 9,35 Mrd. USD)

Quelle: "SDN Market to Gain Enterprise Headway, Driven by 3rd Platform and Cloud"; IDC Februar 2016



NetzwerkeSDN Interfaces

North Bound Interface (NBI)

Arbeitsgruppe der ONF (2013): Schnittstellen mit unterschiedlich tiefgehenden Netzwerk-Informationen Applikationen = High Level

Load Balancer, Firewall = detaillierterer Low Level

Kompromiss: "Intent-based" statt "prescriptive" Interface

Pragmatische Implementierungen: ODL (Open Daylight), ONOS (Open Network Operating System)

Southbound Interface Alternativen

Border Gateway Protocol (BGP)

NETCONF

Extensible Messaging and Presence Protocol (XMPP)

Open vSwitch Database Management Protocol (OVSDB)

MPLS Transport Profile (MPLS-TP)

Konsens OpenFlow Switch Specification v1.3.4 (v1.5.1 April 2015)



NetzwerkeOpenDaylight: Pragmatisch und agnostisch

OpenSource SDN Plattform: Release 3 = Lithium (Juni 2015) Quelle: www.opendaylight.org/lithium



NetzwerkeWo steht SDN in der praktischen Implementierung ?

Nur 9 Prozent der Befragten gaben an, SDN aktuell teilweise produktiv zu nutzen,

weitere 15 Prozent fahren einen Piloten

Stand der SDN Implementierung Prozent

Wir haben SDN noch nicht analysiert 14%

Wir werden SDN wahrscheinlich im Laufe von 2016 analysieren 19%

Wir analysieren aktuell aktiv den potenziellen Mehrwert von SDN 33%

Wir erwarten, dass SDN bei uns innerhalb von 1 Jahr entweder im Labor

oder in einem limitierten Feldversuch läuft17%

Wir analysieren aktuell aktiv SDN Strategie und Angebote der Hersteller 29%

SDN läuft bei uns aktuell entweder im Labor oder in einem limitierten

Feldversuch15%

Wir fahren SDN aktuell in einem Teil unseres Produktivnetzwerks 9%

Wir haben SDN evaluiert und entschieden, im nächsten Jahr noch nichts

weiter mit SDN zu tun9%

Wir erwarten, dass SDN innerhalb von 1 Jahr in einem Teil unseres

Produktivnetzes läuft12%

Weiß nicht / andere Positionierungen 9%

sdn-nfv2016.xlsx



Netzwerke

Gründe für SDN im Data Center Prozent

Unterstützung der dynamischen Migration, Replikation und Bereitstellung von

Ressourcen39%

Leichtere Administration von Konfiguration und Provisionierung 36%

Bessere Ausnutzung von Netzwerk Ressourcen 22%

Traffic Engineering mit einer Ende-zu-Ende Sicht des Netzwerks durchführen

zu können18%

Netzwerk-Funktionalität leichter skalieren 16%

OPEX Reduzierung 14%

Schnellere Weiterentwicklung der Netzwerk-Funktionalität auf Basis eines

Software Lifecycle12%

CAPEX Reduzierung 11%

Anwendungen dazu befähigen, Dienste vom Netzwerk dynamisch

anzufordern11%

Sicherheits-Funktionalität wirksamer implementieren 9%

Komplexität reduzieren 7%

QoS leichter implementieren 4%

sdn-nfv2016.xlsx

SDN im Data Center (1)

Quelle: The 2016 Guide to SDN and NFV, Metzler e.a.



Netzwerke

Gründe gegen SDN im Data Center Prozent

Bedenken hinsichtlich der SDN Integration mit der restlichen

Infrastruktur30%

Fehlender Reifegrad der SDN Technologien 28%

Unklarheiten und Definitionslücken bei den Herstellerstrategien 23%

Andere Technologie / Geschäfts-Prioritäten 20%

Es fehlt ein zwingender Geschäftsgrund 17%

Mögliche Sicherheitslücken 15%

Bedenken hinsichtlich der Managebarkeit von SDN 12%

Fehlen einer kritische Masse von (Unternehmen mit) SDN

Implementierungen8%

Es gibt keine SDN Hindernisse 7%

Bedenken, dass die Skalierung nicht für Enterprise Netzgröße

ausreicht6%

Andere Gründe 4%

sdn-nfv2016.xlsx

SDN im Data Center (2)



NetzwerkeMarktführer für SDN im Data Center

Cisco Systems (ACI, > 1000 Kunden)

Vmware (NSX, > 1000 Kunden)

Huawei

Hewlett Packard Enterprise (6000 VAN SDN Controller Downloads)

Juniper Networks (Akquisition des SDN Startup Contrail)

Cumulus (SDN Linux Software Switches)

NEC (ProgrammableFlow Controller, > 250 Kunden)

Nuage Networks Virtualized Services Platform (ALE OEM, HPE Helion OpenStack

2.0)

Brocade (kommerzieller ODL Vertrieb)

Broadcom (BroadView)

Quelle: "Data Center and Enterprise SDN Vendor Leadership Analysis Report"; IHS, Februar 2016



NetzwerkeWo steht der SDN Markt ?

SDN eine "kommende Technologie" und wird auch noch mindestens ein bis zwei

Jahre in diesem Status verharren

Die existierenden Open Source Projekte können die SDN-Akzeptanz beschleunigen

OpenFlow hat bislang nur sehr geringe Verbreitung gefunden

Das Overlay Modell (Hypervisor Tunnel) hat mehr Befürworter als das Underlay

Modell (SDN Fabric)

ONOS ist zwar Teil der Linux Foundation, zielt aber auf Service Provider

ODL's Lithium (= Version 3) hat eine vergleichsweise umfangreiche Funktionalität

Das Hauptinteresse für SDN-Implementierungen liegt im Data Center Umfeld

(51%), an zweiter Stelle rangiert das WAN (31%), an dritter Stelle LAN (22%)

Hauptfaktoren für eine SDN-Impelmentierung sind Administrations- und

Konfigurations-Erleichterungen sowie bessere Ressourcen-Nutzung (nicht: CAPEX-

und Komplexitäts-Reduzierung !)

Hauptsächliche Hinderungsgründe: Bedenken hinsichtlich SDN-Integration mit der

restlichen Infrastruktur, Sicherheits-Bedenken, zwingender Geschäftsgrund fehlt

Qu

elle

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he

2

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6 G

uid

e to

SD

N a

nd

NF

V,

Me

tzle

r e

.a.



Netzwerke

Was ist NFV ?







NetzwerkeNFV = Network Function Virtualization (1)

Vision: Netzwerke von proprietären Boxen zu einer Ansammlung von Software-Komponenten

überführen, die auf Industriestandard-Hardware (COTS) laufen

Betroffene Komponenten

Router, Layer-3 Switches

Load Balancer, WAN-Beschleuniger

Deep Packet Inspection (DPI) Komponenten, Firewalls, NAT-Boxen, SBCs

Test- und Monitoring Komponenten

WLAN Controller

CDN Appliances

Controller für Mobilnetz-Basisstationen, Mobilnetz Packet Gateways

Januar 2013: Standardisierungs-Gremium: ETSI ISG (Industry Specification Group) NFV konstituiert

sich

Unter Mitarbeit von weltweit ca. 230+ Unternehmen eine Reihe Technischer Spezifikationen

September 2014: Linux Foundation legt ein Projekt "Open Platform for NFV" auf (OPNFV),

entwickelt NFV Referenz-Plattform auf der Basis der ETSI-Spezifikationen

IETF: Arbeitsgruppe SFC zum Thema Service Function Chaining (konkurrierend ?)

In der Praxis besteht eine NFV Lösung in der Regel aus drei Kernelementen: COTS Hardware,

einem Hypervisor wie KVM oder ESXi, einer Cloud Management Lösung wie OpenStack oder

VMware vSphere.



NetzwerkeNFV = Network Function Virtualization (2)

Nicht-virtualisierte Netze: Netzwerk-Funktionen (NFs) sind als Kombination

herstellerspezifischer Hard- und Software implementiert

Komponenten sind Netzknoten (NN Network Node) oder Netzwerk-Element (NE)

Insbesondere im Providerumfeld angestrebte Verbesserungen durch NFV im

Vergleich zu heutigen Hardware-Netzen:

Entkopplung der Hardware von der Software, so dass beide unabhängig voneinander

weiterentwickelt werden können

flexibles Deployment: Neuzuweisung von Ressourcen und Ressourcen-Sharing bei

Ressourcen-Poolsdurch Software /Hardware Entkopplung

bessere Automatisierung der aktuellen Instanziierung einer Software

dynamischer Betrieb durch Bedarfs-Instanziierung einer VNF-Software, somit bessere

und granularere Skalierungs-Möglichkeiten, abhängig von der jeweiligen Verkehrslast

Die Architektur besteht aus zwei funktionalen Blöcken

virtualisierte Netzwerk-Funktionen (VNFs)

NFV Infrastruktur (NFVI)

Nebengeordnet: Mangement- und Orchestrierungs-Block



NetzwerkeNFV Architektur-Übersicht

Server

Hardware

Speicher

Hardware

Netzwerk

Hardware

Virtueller Server Virtueller Speicher Virtuelles Netzwerk

Virtualisierungs-Schicht (Virtualisation Layer)

Netzdienst-, VNF

& Infrastruktur-

Beschreibung

VNF 1 VNF 2 VNF 3

EM 1 EM 2 EM 3

Orchestrierung

VNF

Manager

Virtualisierter

Infrastruktur

Manager

OSS / BSS

nfv

03

.vsd

NFV M&O

VNF

NFVI

Hardware Ressourcen

Quelle

: E

TS

I: N

etw

ork

Functions V

irtu

alis

ation (

NF

V)

White P

aper

2, 10/2

013



NetzwerkeDer NFVI Block

Network Function Virtualisation Infrastructure deckt die Gesamtheit der Hardware-

und Software-Komponenten einer VNF Umgebung ab

Stellt die virtuellen Ressourcen bereit, die zur Ausführung der VNFs (Virtual

Network Functions) erforderlich sind.

Besteht grundsätzlich aus drei Sub-Schichten: Virtuelle Komponenten

Virtualisierungs-Schicht

Hardware Ressourcen

Kernstück Virtualisierungs-Schicht, verantwortlich für drei Funktionsbereiche: Abstraktion und logische Partitionierung der physischen Ressourcen

Software, die eine NFV implementiert, dazu befähigen, die unterliegende NFVI zu nutzen

Bereitstellung von virtualisierten Ressourcen für die VNF, die die VNF zur Ausführung

benötigt

Keine Vorgabe bestimmter Virtualisierungs-Layer Lösungen durch die NFV

Architektur; stattdessen Erwartung, dass eine vorhandene Lösung Standard-

Features und Referenzpunkte (Execution Reference Points) in Richtung VNFs

und Hardware nutzt



NetzwerkeDer VNF Block

Software-Implementierung von Netzwerk-Funktionen, die NFVI unterstützen

Eine VNF kann aus mehreren internen Komponenten zusammengesetzt sein (Composition) und so über mehrere VMs verteilt implementiert werden.

Eine oder mehrere VNFs können zusammen mit einem Element Manger (EM) implementiert sein, soweit dies für spezielle Besonderheiten dieser VNF(s) erforderlich ist.

Die VNF hat Dienst-Attribute wie Zuverlässigkeit

Verfügbarkeit

Managebarkeit

Sicherheit

Leistung

bei einer Composite VNF ergeben sich diese Attribute aus der Summe der Attribute der

einzelnen Unter-VNFs

Insgesamt wird unterstellt, dass das funktionale Verhalten und die externen

operationalen Schnittstellen einer physischen Netzwerkfunktion (PNF) und

einer VNF identisch sind



NetzwerkeDer MANO Block

Deckt die Orchestrierung und das Lifecycle Management der VNFs sowie der

physischen und Software Ressourcen ab, die die Infrastruktur-Virtualisierung

unterstützen

MANO fokussiert sich auf die virtualisierungs-spezifischen Management-

Aufgaben des NFV Frameworks

MANO interagiert mit den OSS/BSS Tools zur Integration in die allgemeine

Mangement-Landschaft

Der M&O Block ist analog zu den Funktionsblöcken hierarchisch unterteilt

Orchestrierung

darunter VNF Manager (einer oder mehrere) für die Handhabung der VNFs

darunter Virtualisierter Infrastruktur Manager für die Handhabung virtualisierter Ressourcen



NetzwerkeNetzwerk-Dienste in NFV

Ein Netzwerk-Dienst kann architekturmäßig als ein Weiterleitungs-Graph (FG) von

Netzwerk-Funktionen (NFs) betrachtet werden

Verbindung durch die unterliegende Netzwerk-Infrastruktur

Jede einzelne NF trägt zur Gesamtfunktion des Netzwerk-Dienstes bei, d.h.

Der Ende-zu-Ende Dienst ist eine Kombination der einzelnen funktionalen Blöcke die Einzel-NFs

zusammengesetzte NFs

NF-Gruppen

Ein NF-Forwarding Graph kann Netzknoten beinhalten, die durch logische,

unidirektionale, bidirektionale oder Broadcast Links angebunden sind.

In jedem Fall enthält der NF-Forwarding Graph an beiden Enden die Endsysteme,

zwischen denen der Dienst geleistet wird (End Node)

Einfaches Beispiel: Kette von Netzwerk-Funktionen (Service Chain), wie zum

Beispiel Ende-zu-Ende Dienst zwischen Smartphone und CDN-Server Pool, der

über ein Wireless Netz, eine DPI-Komponente, einen Firewall und einen Load

Balancer verläuft



NetzwerkeNetzwerk-Dienst Beispiel: Smartphone und CDN Server

End Point A

ist das

Smartphone

NF1 ist der

DPI

NF2 ist der

Firewall

NF3 ist der

Load

Balancer

End Point B

ist der CDN-

Server Pool

nfv04.vsd

PoP-Netz

CDN-Server

Pool

DPI

Firewall

Load Balancer



NetzwerkeNetzwerk-Dienst Beispiel: Forwarding Graph

Zugehöriger Forwarding Graph zum Ende-zu-Ende Netzwerk-Dienst

nfv

05

.vsd

Ende-zu-Ende Netzwerk-Dienst

Network Function (NF) Forwarding Graph

NFV 1 NFV 2 NFV 3

Infrastruktur

Netzwerk 1

Infrastruktur

Netzwerk 2Infrastruktur

Netzwerk 3

Endpunkt A Endpunkt B



NetzwerkeNetzwerk-Dienst Beispiel: VNF Forwarding Graph

Zugehöriger VNF

Forwarding Graph

Ressourcen für

Server, Speicher

und Netzwerk

sind in den NFVI-

PoPs enthalten

Virtualisierungs-

Layer gehört zur

VNFI (Pfeil

"Virtualisierung")

Virtualisierte

Netzwerk-

Funktionen laufen

oberhalb des

Virtualisierungs-

Layer ab

Ende-zu-Ende Netzwerk-Dienst

nfv06.vsd

VNF-3

VNF-2A

VNF-2B

VNF-1

Vitualisation Layer

korrespondierender

VNF-FG zum NF

Forwarding Graph

in Abbildung 2.4

Hardware

Ressourcen in

physischen

Lokationen

NFVI-PoP

Physischer Link

Logischer Link

Virtualisierung

VNF-FG-2

VNF-2CEnd-

punkt A

End-

punkt B



NetzwerkeNFV Einsatzszenarien

Infrastruktur als Dienstleistung (IaaS)

Virtuelle Netzwerk-Funktion als Dienstleistung (VNFaaS)

Virtuelle Netzwerk-Plattform als Dienstleistung (VNPaaS)

VNF Forwarding Graphen

Virtualisierung des Mobilfunk Core Netzwerks und des IMS

Virtualisierung der Mobilfunk-Basisstation

Virtualisierung der Home Umgebung

Virtualisierung von CDNs (vCDN)

Virtualisierung der Netzwerk-Funktionen für den Festnetz-Zugang (Last Mile / DSL)

Quelle: "NFV 001: NFV; Use Cases"; ETSI



Netzwerke

Was ist NFV ?







NetzwerkeDer Zusammenhang zwischen SDN und NFV (1)

Ursprünglich waren SDN und NFV separate Initiativen, die sich unabhängig voneinander

entwickeln sollten

2014 haben ONF und ETSI NFV ISG ein MOU (Memorandum of Understanding)

verabschiedet

" Die Organisationen werden gemeinsam die Anwendung von SDN Konfigurations- und

Kontroll-Protokollen erforschen, als Basis einer Netzwerk-Infrastruktur, die NFV

unterstützt; und ebenso umgekehrt die Möglichkeiten, die NFV zur Virtualisierung der

Forwarding Plane Funktionen eröffnet"

Ein ETSI Whitepaper erklärt, dass NFV und SDN weitgehend komplementäre

Bestrebungen sind

Zusammenhang zwischen SDN und NFV Prozent

Es sind total verschiedene Aktivitäten 8%

Es sind komplementäre Aktivitäten dergestalt, dass jede ohne die andere auskommen

kann, aber jede den Mehrwert der anderen vergrößern kann65%

In mindestens einigen Fällen erfordert NFV SDN 17%

In mindestens einigen Fällen erfordert SDN NFV 12%

Weiß nicht 18%

sdn-nfv2016.xlsx

Quelle: The 2016 Guide to SDN and NFV, Metzler e.a.



NetzwerkeDer Zusammenhang zwischen SDN und NFV (2)

ETSI Beispiele für die NFV und SDN Komplementarität

Der SDN Controller passt gut in das breitere Konzept des Netzwerk Controllers in

einer NFV-Infrastruktur (NFVI)

SDN kann sowohl physisch als auch virtuell eine wichtige Rolle in der

Orchestrierung der NFVI Ressourcen spielen, indem es für Provisionierung,

Konfiguration der Netzwerk-Konnektivität, Bandbreiten-Bereitstellung,

Automatisierung von Monitoring, Sicherheitsregeln und Policy Kontrolle genutzt wird

SDN kann die Netzwerk-Virtualisierung bereitstellen, die für mandantenfähige

NFVIs benötigt wird

Forwarding Graphen können mit einem SDN Controller implementiert werden, der

automatisiertes Service Chaining bei gleichzeitig starker und konsistenter

Sicherheits-Implementierung bereitstellt

Der SDN Controller kann als VNF betrieben werden; er ist dann selbst Teil einer

Service-Kette, die auch noch andere VNFs enthält

D.h. Anwendungen und Dienste, die ursprünglich den SDN Controller benötigten,

können ebenso als separate VNFs implementiert werden



NetzwerkeZwischenfazit: SDN und NFV

SDN und NFV werden meistens für komplementäre Technologien

gehalten, die "irgendwie" zusammenhängen

Viele Unternehmen haben keine gut durchdachte Strategie, wie

die Orchestrierung von SDN und NFV implementiert werden soll

SDN und NFV bieten Management Verbesserungen auf der einen,

jedoch Sicherheits-Herausforderungen auf der anderen Seite

SDN und NFV wird durchaus Potenzial zugetraut, IT Organisationen, ihre dynamische

Umgebungs-Änderungen zu ermöglichen, um SLAs gerecht zu werden

Voraussetzung: Applikationen und Dienste müssen Ende-zu-Ende eingerichtet werden

(können)

Anforderung: Unabhängige Einrichtung von physischen und virtuellen Umgebungen;

Netzwerk-Management Organisationen sollen jedoch beide Management-Datasets

korrelieren und konsolidieren können, insbesondere operationeller Einblick in die

Ende-zu-Ende Dienstqualität ist erforderlich

SDN und NFV und fortschreitende Adaption software-basierter IT Funktionalität werden

die Struktur von IT-Organisationen sowie die IT-Arbeitsplätze nachhaltig verändern



Netzwerke

Was ist NFV ?







NetzwerkeTechnologien: Service Chaining

Wichtige bis kritische Layer-4-7 Dienste sind auf dem Weg in die Virtualisierung

Typischerweise komplexere, "Composite" Dienste mit hohen operativen Kosten

Server Load Balancing (SLB)

Intrusion Detection / Protection System (IDS, IPS)

Firewall (FW)

Diese Dienste werden oft in einer festgelegten Reihenfolge durchlaufen, z.B.

FW2 IPS12 SLB5

1:N Beziehung zwischen Service Chain und Service Path

Neu: Anstelle von statischen Appliances sind Service Funktionen jetzt flexible

Ressourcen mit Attributen, die entsprechend der Scheduling Reihenfolge assoziiert

werden

Notwendige Policy Informationen hierfür werden als Metadaten übertragen

Umsetzung: Data Plane Header, um eine dedizierte Service Plane zu generieren

Cisco / IETF: NSH Network Services Header (Draft 05, Jan. 2015)

Basis-Enkapsulierung: beliebig, z.B. VXLAN, VXLAN GPE, GRE, NVGRE, LISP, …



NetzwerkeService Chaining: NSH Header (1)

SPI: Service Path Information definiert die durchzuführende Service Aktion

SI: Service Index entspricht "TTL", gibt die Anzahl noch auszuführender Dienste an

nsh01.vsd

Service Path Information (SPI)

Ver

Flow ID

32 Bit

0 C R R R R R R MD TypeLänge Next Protocol

Service Index (SI)

Transport

Enhapsulierung

Basis Header

Service Path Header

Mandatory Context Header




Optionale

Context Header,

variable Länge

= Netzwerk Plattform Kontext (4 Byte)

= Netzwerk Shared Kontext (4 Byte)

= Service Plattform Kontext (4 Byte)

= Netzwerk Shared Kontext (4 Byte)

R R R 1 0TLV Klasse Typ Länge

Variable Metadaten

0 31

NS

H H

ea

de

r



NetzwerkeService Chaining: NSH Header (2)

O = OAM Bit

C = Critical Metadata TLV

Länge = Anzahl 4-Byte Worte des gesamten NSH (muss ≥ 6 sein)

Next Protocol

0x1 = IPv4

0x2 = IPv6

0x3 = Ethernet

MD Typ (Metadaten): definiert das NSH Format, das auf den Basis-Header folgt

sowie den Typ der transportierten Metadaten

0x1 für NSH Basis-Header mit 4 fixen Context Headern

0x2 für NSH Header mit Context Headern variabler Länge

SPI = Service Path Information

SI = Lokation im Pfad ( TTL), wird nach Dienst-Ausführung beendet /

heruntergezählt



NetzwerkeNSH Einsatzbeispiel (1)

SDN Controller

Plattform

1

1

Service Classifier

Klassifizierungs-

Policy

2

Paket

nsh02.vsd

3

VXLAN: D-IP

NSH: SPI: 10, SI:2

C1: User

C2: Application

Paket

SF1

4

(v) TOR1

5

VXLAN: D-IP

NSH: SPI: 10, SI:1

C1: User

C2: Application

Paket

SF2

6

(v) TOR2

7

Paket




User1:

If Application1

Permit AND set C3: Rate-Limit

If User1 AND Application

1

AND Rate-Limit

enforce Limit

Klassifizierungs Policy Klassifizierungs Policy

nsh03.vsd

1

Paket

2

VXLAN: D-IP

NSH: SPI: 10, SI:2

C1: User1

C2: Application1

Paket

SF1

3

(v) TOR1

4

VXLAN: D-IP

NSH: SPI: 10, SI:1

C1: User

C2: Application

Paket

C3: Rate-Limit

SF2

5

(v) TOR2

6

Paket




1. Eine SDN Controller Plattform ist für die Konfiguration der Klassifizierungs-Policies verantwortlich,

die mit einer bestimmten Service Chain assoziiert werden. Jedes Netzwerk Element, das in den

Service Pfad involviert ist, wird entsprechend provisioniert (z.B. mit OpenFlow, PCRF,

NETCONF/YANG oder direkter Geräte-Programmierung [!])

2. NSH wird in die Pakete eingefügt, die einen Klassifizierungs-Match ergeben; im Beispiel wird SPI

10 und SI 2 am Ingress Service Classifiert eingefügt

3. Basierend auf der SPI/SI Information wird ein Lookup durchgeführt und die entsprechende

Transport Enkapsulierung angewendet (im Beispiel VXLAN). Das Paket wird zum ToR Switch

gesendet, der die Konnektivität zur ersten Service Funktion leistet.

Im Beispiel wird sowohl die Applikation als auch der Nutzer durch die Klassifikation identifiziert;

beides wird in die NSH Kontext-Header eingetragen

4. Der ToR Switch entfernt den Transport Enkaps. Header, interpretiert NSH via SPI/SI und sendet

das Paket an die erste Service Funktion (SF1, z.B. Policy Enforcement); das SI Feld wird

aktualisiert

5. Nach SF1 wird das Paket an den ToR Switch zurückgesendet, der die nächste Service Funktion

identifiziert (SF2, z.B. Traffic Shaper, konkret Ratenlimitierung)

6. der ToR Switch sendet das Paket an das entsprechende Service Element (SF2)

7. Nach Durchführung der letzten Service Funktion wird das Paket zum endgültigen Empfänger

weitergeleitet



Netzwerke

Was ist NFV ?







NetzwerkeWo steht NFV in der praktischen Implementierung ?

Nur 14 Prozent der Befragten gaben an, NFV aktuell teilweise produktiv zu nutzen,

weitere 18 Prozent fahren einen Piloten

Stand der NFV Implementierung Prozent

Wir analysieren aktuell aktiv den potenziellen Mehrwert von NFV 25%

Wir werden NFV wahrscheinlich im Laufe von 2016 analysieren 24%

Wir analysieren aktuell aktiv NFV Strategie und Angebote der Hersteller 23%

SDN läuft bei uns aktuell entweder im Labor oder in einem limitierten

Feldversuch18%

Wir haben SDN noch nicht analysiert 18%

Wir erwarten, dass SDN bei uns innerhalb von 1 Jahr entweder im Labor

oder in einem limitierten Feldversuch läuft17%

Wir fahren SDN aktuell in einem Teil unseres Produktivnetzwerks 14%

Wir haben SDN evaluiert und entschieden, im nächsten Jahr noch nichts

weiter mit SDN zu tun8%

Wir erwarten, dass SDN innerhalb von 1 Jahr in einem Teil unseres

Produktivnetzes läuft7%

Weiß nicht / andere Positionierungen 7%

sdn-nfv2016.xlsx



NetzwerkeWo steht der NFV Markt ? (1)

Die Hälfte der IT Mitarbeiter glaubt, dass NFV relevant oder sehr relevant für

Enterprise IT Architekturen ist

Nur die wenigsten halten SDN und NFV für unabhängig voneinander

Viele Unternehmen analysieren NFV aktuell, implementiert ist es bei wenigen

Zwei Drittel der Unternehmen haben mit ihrer geplanten NFV Architektur keine

Fortschritte gemacht

Haupttreiber für Interesse an NFV ist die erhoffte Zeiteinsparung, um neue Dienste

auszurollen

Haupthindernisse für NFV sind:

das Fehlen eines zwingenden Business Case

Bedenken über die tatsächliche Ende-zu-Ende Provisionierung

Sicherheitsbedenken

fehlende Produktreife aktueller Produkte

erforderlicher Know How Aufbau

Management Herausforderungen



NetzwerkeWo steht der NFV Markt ? (2)

Etwa ein Drittel der IT Unternehmen glaubt, dass NFV in den nächsten 2 Jahren

einen signifikanten Einfluss auf ihr Unternehmen haben wird

NFV ermöglicht neue HA-Konzepte

Sofern VNF's zum Einsatz kommen, sollte auf Modularität geachtet werden



NetzwerkeFazit

SDN und NFV sind Technologien, die aktuell vom

Markt nur schleppend akzeptiert werden

Handlungsbedarf besteht für Evaluierungen und die

Erarbeitung einer Strategie.

Noch ist jedoch unsicher, in welchem Umfang, wie

schnell und wie dauerhaft einzelne Lösungen sich

im Markt durchsetzen werden.

Die Standardisierung tut sich schwer und etabliert

sich eher im Rahmen von Industrie-Standards.



NetzwerkeAbkürzungen

ACI Application Centric Infrastructure (CiscoA-CPI Applications-Controller Plane Interface ALE Alcatel Lucent EnterpriseANSI American National Standards InstituteAPI Applications Programming Interface BGP Border Gateway Protocol BSS Business Support System CAGR Compound Annual Growth Rate CAPEX CAPital EXpenditureCBI Computer-Brain InterfaceCDMA Code Division Multiple AccessCDN Content Delivery Network CES Consumer Electronics Show COTS Commercial-Of-The-Shelf CPU Central Processing UnitDC Data CenterD-CPI Data-controller plane interfaceDPI Deep Packet Inspection DSL Digital Subscriber Line EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution EM Element Manager ETSI Euopean Telecommunications Standards InstituteFG Forwarding Graph FW FirewallGRE Generic Routing Encapsulation HA High AvailiabilityHPE Hewlett Packard EnterpriseHTML Hypertext Markup LanguageIaaS Infrastructure as a Service ID IdentifikatorIDC International Data Corporation IEEE Institute of Electrical and Electronics EngineersIETF Internet Engineering Task ForceIDS Intrusion Detection SystemIM Instant Messaging




IMS IP Multimedia SubsystemIP Internet ProtocolIPS Intrusion Protection SystemISG Industry Specification Group (ETSI) IT Informations-TechnologieITU International Telecommunications Union ITU-T International Telecommunications Union – Telecommunication Standards L2/L3 Layer-2/ Layer-3LACP Ling Aggregation Control ProtocolLAG Link Aggregation Group (IEEE 802.3ad)LAN Local Area NetworkLB Load BalancingLISP Locator/ID Separation Protocol LTE Long Term Evolution M&O Management and Orchestration MAC Media Access ControlMANO Management and OrchestrationMC Multicast MC-LAG Multi-Chassis Link Aggregation GroupMOU Memorandum of UnderstandingMP Multiprotocol / Multipath MPLS Multi Protocol Label SwitchingMPLS-TP MPLS Transport Profile NAC Network Access ControlNAT Network Address TranslationNBI Northbound Interface NE Network Element NETCONF Network ConfigurationNF Network Function NFV Network Function VirtualisationNFVI NFV InfrastrukturNIC Network Interface Card (Coupler)NN Network Node NSH Network Services Header NVGRE Network Virtualization using Generic Routing Encapsulation ODL OpenDaylightOEM Open Equipment ManufacturerOF OpenFlow




OFDM Orthogonal Frequency-Division Multiplexing ONF Open Networking Foundation ONOS Open Network Operating SystemOPEX OPerational EXpenditureOPNFV Open Platform for NFV ProjektOSPF Open Shortest Path FirstOSS Operations Support System OVS Open Virtual Switch OVSDB Open vSwitch Database Management Protocol PAN Personal Area Network PoC Proof of ConceptPC Personal ComputerPCRF Policy an Charging Rules FunctionPSU Power Supply UnitPYANG in Python geschriebenes YANG QoS Quality of ServiceREST Representational State TransferRFC Request For Comment; TCP/IP Standard-DokumentRMON Remote Network Monitoring MIB (SNMP)

RZ Rechenzentrum

SBC Session Border Controller

SDN Software-Defined Networking

SFC Service Function Chaining

SI Service Index

SIP Session Initiation Protocol

SLA Service Level Agreement

SPB Shortest Path Bridging

SPBM Shortest Path Bridging MAC

SPBV Shortest Path Bridging VID

SPI Service Path Information

TE Traffic Engineering

TLV Type – Lenth – Value

TRILL TRansparent Interconnection of Lots of Links

TTP Table Type Patterns (OpenFlow)

UC Unified Communications

UMTS Universal Mobile Telecommunications System




VID VLAN IDvLAG Virtual Link Aggregation GroupVLAN Virtual Local Area NetworkVM Virtual MachineVNF Virtual Network Function VNI VXLAN Network Identifier VSL Virtual Switch Link (Cisco) VSS Virtual Switching System VXLAN Virtual Extensible VLANVXLAN GPE Generic Protocol Extension for VXLAN W Watt WAN Wide Area Network W-CDMA Wideband Code Division Multiple AccessWG Working Group WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave AccessWLAN Wireless LAN XMPP Extensible Messaging and Presence Protocol YANG Yet Another Next Generation

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