Evaluation von VIRL, GNS3 und Mininet als Virtual Network Testbeds in der Hochschullehre

Transkript

1 Evaluatin vn VIRL, GNS3 und Mininet als Virtual Netwrk Testbeds in der Hchschullehre 11. DFN-Frum Kmmunikatinstechnlgien, 2018, Günzburg Christph Seifert, Sven Reißmann, Sebastian Rieger, Christian Pape Hchschule Fulda Fachbereich Angewandte Infrmatik

2 Evaluatin vn VIRL, GNS3 und Mininet als Virtual Netwrk Testbeds in der Hchschullehre Prblemstellung im Netzwerk-Labr der HS-Fulda ( NetLab ) Lösungen für reprduzierbare Netzexperimente Eignung Virtueller Netwrk Testbeds für die Lehre im NetLab VIRL / CML Mininet GNS3 Evaluatin Fazit und Ausblick

3 Netzwerk-Labr NetLab an der Hchschule Fulda Ft: Reißmann

4 Lösungen für reprduzierbare Netzexperimente im NetLab Physische Custm Testbeds: vgl. Cisc Certified Netwrk Assciate (CCNA) Rack Physische Shared Testbeds: z.b. im Serverraum Sftware Testbeds: z.b. VMs im Labr Simulatren: z.b. PacketTracer Emulatren: Virtual Internet Ruting Lab (VIRL) Mininet Graphical Netwrk Simulatr 3 (GNS3) Simulatren Testbeds Emulatren Shared Custm Realitätsnahe Funktinen Realistisches Timing (eingeschränkt) Realistischer Traffic Flexibilität der Tplgien (eingeschränkt) Einfache Nachvllziehbarkeit Geringe Ksten Quelle: Handigl et al.: Reprducible Netwrk Experiments Using Cntainer Based Emulatin

5 Eignung verschiedener Lösungen für die Lehre im NetLab Praxis Therie Praktischer Einsatz/ Realität Physisches Testbed Virtuelles Testbed Emulatin Simulatin Theretische Mdelle Charakteristika: Realistische Funktinen Realistisches Timing Realistischer Traffic Flexibilität der Tplgien Einfache Nachvllziehbarkeit Geringe Ksten niedrig hch

6 Eignung verschiedener Lösungen für die Lehre im NetLab (2) niedrig hch Praxis Therie Praktischer Einsatz/ Realität Physisches Testbed Virtuelles Testbed Emulatin Simulatin Theretische Mdelle Didaktische Eignung: Didaktische Reduktin Präsenzlehre Blended Learning E Learning Bewertung (Punkte): Bewertung: Summe je Spalte aus (1), - (-1) und (0) Punkten Fazit: Emulatin kurze Rüst-/Nachbereitungszeiten, ubiquitäre/einfache Nutzung, hhe Realitätsnähe

7 Cisc Virtual Internet Ruting Lab (VIRL) und Cisc Mdelling Lab (CML) Direkte Unterstützung vn Cisc Images (IOS, XE/XR, NX-OS, ISR, ASA, ) inkl. Lizenz Third-party Images: Ubuntu, Kali, (LXC und KVM), Arista, HP, Juniper, Realitätsnahes Setup inkl. Im- und Exprt vn Cnfigs (z.b. realer Ruter/Catalysts) VM Maestr (Eclipse-basiert) GUI, einfaches Setup (AutNetKit) und Nutzung vn Tplgien (inkl. SSH Zugriff auf virtuelle Ndes, QS Emulatin, Wireshark, ) Tplgien/Experimente als XML-File, reprduzierbares Setup, Git Integratin Basiert auf Ubuntu/OpenStack: Clustering, Multi-User (inkl. Quta etc.), REST-API Bis 2017 im NetLab primär eingesetzt Seit Mitte 2017 VIRL nur nch als Persnal Editin (PE) verfügbar Einzelplatz $199 p.a. für max. 20 parallel genutzte Cisc Images, kein Cluster etc. Mehrplatz-Versin (Cde-Basis: VIRL) CML: ~2500 p.a.: ~20 parallel genutzte Cisc Images

8 Beispiel: VIRL

9 Mininet Netzemulatr, entwickelt an Stanfrd University, Frschungsgruppe: Nick McKewn Open Surce, GitHub Repsitry U.a. für reprducible netwrk experiments realer Paper im Netzbereich nutzbar Ubuntu-basiert, nutzt Cntainer-basierte Emulatin Open vswitch Pythn API für eigene Tplgien, Experimente etc. Linux-typische Befehle direkt und realitätsnah in Cntainern nutzbar, aber keine eigenen Images (reale OS vn Netz-Equipment) Sehr guter Supprt für Sftware-defined Netwrking (SDN) Experimente, in Master- Veranstaltungen und mehreren Master- und Bachelr-Arbeiten in Verwendung (z.b. für BGP Blackhling mit DE-CIX (isdx)) Teilweise Anbindung an reales Netz möglich (z.b. NAT-Zugriff Internet)

10 Beispiel: Mininet

11 GNS3 Graphical Netwrk Simulatr 3 Open Surce (GPL), GitHub Repsitry Unterstützt zahlreiche Images verschiedenster Netzwerk-Hersteller (Cisc, HP, Juniper, Arista, ), allerdings bzgl. Cisc: Lizenzen und wrkarund erfrderlich Tplgien können kpiert/vrbereitet werden, REST-API verfügbar Appliance für zentrale Server (Ubuntu-basiert), vernetzbar, aber leider nicht als Cluster, kein übergreifendes Management für Server (Scheduling etc.) GUI für einfache Anlage und Verwendung vn Tplgien (inkl. SSH-Zugriff auf virtuelle Ndes, QS Emulatin, Wireshark, ) Nur Single-(Admin)-User Betrieb, aber mehrere Sitzungen möglich Seit 2017 primär im NetLab in Verwendung

12 Beispiel: GNS3

13 Bewertung Gewichtung Höchstes Gewicht auf (Lizenz-)Ksten Mehrere Benutzer/Sitzungen Realitätsnähe (Anbindung reales Netz, reale Images existierender Hardware) Zentrales Management

14 Bewertung Kmpatibilität, Zugänglichkeit (Tl, Knslenverbindunge n) Lad Balancing (für grße Anzahl laufender virtueller Ndes) QS Emulatin, VPN- Zugang zu virtuellem Netz Erfrderliche Ressurcen (Hardware)

15 Fazit und Ausblick VIRL und CML aufgrund Lizenzmdell derzeit schwer im NetLab nutzbar GNS3 hat Nachteile bzgl. fehlendem Clustering und Mehrbenutzer-Supprt, teils auch nch kleinere Fehler im Betrieb, aktuell aber trtzdem beste Lösung im NetLab Seit GNS3 2.1.x alle benötigten Features für durchgeführte Lehrveranstaltungen (QS, ) Dank Open-Surce-Lizenz (GPL) Erweiterung vn GNS3 möglich: Cluster/Lad Balancing Supprt: derzeit manuell über mehrere zentrale VMs im NetLab Fehlender Mehrbenutzer-Supprt: aktuell Backup, ggf. Cde-Erweiterung der REST-API-Prxy Mininet bleibt für SDN Veranstaltungen im Master im NetLab erste Wahl Tls (Benchmark, Scheduler), Tplgien: Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Gibt es Fragen?

16 Benchmark VIRL vs GNS3 Secnds ,9137,1 85,3 16,7 2,0 2,0 Start Active Usable Secnds ,2 253,8 173,5 85,2 11,6 11,7 Start Active Usable VIRL GNS3 VIRL GNS3 1 gestartete Tplgie 5 parallel gestartete Tplgien