Unibas-Core 2.0 Die Erneuerung des Datennetzes Jerome Finck und Harald Volz, Netzwerkteam ITS,

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1 Unibas-Core 2.0 Die Erneuerung des Datennetzes 2015 Jerome Finck und Harald Volz, Netzwerkteam ITS,

2 Zusammenfassung Die zentralen Netzwerkkomponenten im Datennetz der Universität Basel sind in die Jahre gekommen. Die eingesetzten Komponenten können nicht weiter aufgerüstet werden, um die Anforderungen auch in den nächsten Jahren abzudecken. Im Rahmen von über 3 Jahren wurde die Erneuerung des zentralen Datennetzes geplant, budgetiert, beschafft und das neue Netz getestet. Aufgrund von Platzlimitationen in den beiden zentralen Netzwerkknoten und Leitungslimitationen können wir das neue Netz nicht vorab parallel aufbauen Am 1.5. wurde das zentrale Datennetz der Uni Basel abgeschaltet und neu gebaut. Alle Gebäudeanbindungen und alle zentralen Verbindungen wurden angefasst und neu gesteckt Am 1.5. abends war die Konnektivität bis auf geringe Ausnahmen wieder hergestellt. Am 2.5. und 3.5. wurde intensiv getestet: zentral und in den Gebäuden. Am 4.5. konnte der Betrieb der Universität bis auf kleinere Störungen, die behoben wurden, ohne nennenswerte Beeinträchtigungen fortgesetzt werden. Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 2

3 Hintergrund: IT-Strategie der Universität und Netzwerkprojekte Innovation Die Universität Basel entwickelt innovative IVIT Lösungen, um sich wegweisend zu positionieren. Sie ermöglicht, Neuentwicklungen frühzeitig und nutzbringend aufzunehmen. Governance Die Universität Basel steuert die IVIT durch eine umsetzungsstarke Organisation und plant professionell, transparent und breit abgestützt. Effizienz Die Universität Basel unterstützt Forschung, Lehre und Verwaltung mittels IVIT auf eine adäquate, sichere, wirtschaftliche und zukunftsfähige Weise. IT-Trends: Mobile Computing, Consumerization Social Media Cloud Computing Big Data Business continuity Core, Datacenter Netzwerksicherheit Netzwerkvisibilität, Automation Access-Dienste, Mobilität Netzwerkdienste IPTelefonie, Loadbalancing Selfservice für Netzdienste für CVs: IPAM Portal, Switchportal Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 3

4 Hintergrund: Netzwerk Architekturbausteine Core Distribution Access Datacenter Dienste Core Verbindung Netzbereiche wenig Policies, schnelles Forwarding => Performance Redundanz, Ausfallsicherheit => Verfügbarkeit Distribution Aggregierung Verbindung Access/Core L3-Gateways Policies Access Anschluss Endgeräte div. Eigenschaften (PoE, Speed, Vlan, Portsec) grosse Portzahl Datacenter URZ Dienste / Server / Storage / Backup Loadbalancing hohe Performance redundante Wege FCoE? Dienste Umgebung für Netzdienste Controller VPN Management... Core-Erneuerung Mai 2015 Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 4

5 Gründe und Vorteile Performance: höhere Performance im Core 40 Gigabit/s heute, 100 Gigabit/s bei Bedarf 10 Gigabit/s Gebäudeanbindungen deutlich günstiger Vereinfachter Logischer Aufbau (Design) erlaubt mehr Flexibilität, vor allem bei Umzügen 2004: Je Gebäude ein Router => Netze nur lokal 2008: 6 Routerknoten => Netze an allen Gebäuden am gleichen Knoten verfügbar 2015: Zentrales Routing (verteilt auf 2 Räume) => Campusnetze an jedes Gebäude schaltbar Trotzdem Stabilität für zentrale Dienste: => Trennung Campus und Datacenternetze Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 5

6 Gründe und Vorteile Teil 2 Mehr Bandbreite und Ausfallsicherheit durch redundante Wege möglich redundanter Gebäudeanschluss flexibel und damit zu geringeren Kosten möglich (in Zukunft) parallele Nutzung der Wege durch neue Technologie Zukunftsoptionen: 10 Gig/s Verschlüsselung Bandbreitenzuwachs virtuelle Router neue Technologien (SDN, Kopplung Datacenter, SAN) Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 6

7 Vorbereitung Netzwerk und mehr Vorabanpassungen am Wartungswochenende Q1 und danach Ziel: die Zahl der Änderungen am 1.5. Mai verringern Designänderungen Zerlegen von Managementnetzen Aufteilen Netze Campus Datacenter neue Campus-ESX-Infrastruktur (Danke an Bernd) Migration der internen Firewalls durchgezogen (Danke ans FW-Team) Analyse belegter IP-Adressen, die im neuen Konzept gebraucht werden und viel mehr... Public Relations, Information... ITS-Information CV-treff s an alle ITSC-Mitarbeiter und CVs sowie alle Nutzer Webseiten für Information und Testing Aushang in den Gebäuden SMS-Gateway und Telco-Konferenzmöglichkeit für den 1.5. Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 7

8 Vorbereitung Infrastruktur Standorte Überprüfung auf Platz, Strom, Klima => je nach Standort neue Racks, Strom, Klima durch BIT Wege und Fasern Aufnahme aller LWL-Verbindungen => BIT Neue zusätzliche LWL-Verbindungen, wo möglich über anderen Weg von KLB70 nach PET01 => BIT Problem Abriss Altes Frauenspital wichtiger LWL-Strang dort => Notfallszenario passive DWMD via KLB82 Leitung nach PET01 Neuer Kabelplan: Excel für alles und «U-Bahn-Plan» für neue Verbindungen Patching und Einbau wo möglich vorab Einbau der Geräte und Patching Rollbackoption: alte und neue Kabel werden verbunden Hervorragend vorbereitet vom Team BIT! Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 8

9 Vorbereitung Infrastruktur Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 9

10 Vorbereitung Konfiguration Lab Das komplette Corenetz und beispielhafte Gebäude wurden im alten Raum 151 aufgebaut. Für eine kurze Zeit konnten wir Firewalls ausleihen. Intensives Testing von erstellten Konfigurationen und Ausfallszenarien. Konfigurationserstellung Um einheitliche Konfigurationen zu erstellen, wurde in kurzer Zeit in einfaches Built-System entwickelt => komplette, individuelle Konfigurationen für jedes Gerät. Alle Vlans und Vlan-Interfacekonfigurationen wurden nach Schema aus einer CSV-Datei per Script erzeugt. Viele Umstellungen Neues Design: 2 Router statt 1, Trennung Campus und Datacenter => Auftrennung Routingdomains, Netze, neue virtuelle Firewalls Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 10

11 Testlab Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 11

12 Ablauf Uhr: Ausbau unter Strom! Am Abend vor Umbau: defekte Hardware in alten Core-Komponenten Recherche => Serienfehler, bei längerer Laufzeit Ausfall nach Reboot möglich Problem Rollback noch möglich mit Ausfällen??? Empfehlung Cisco: nicht abschalten! Einbau aller neuen Geräte, neue Verbindungen stecken ca. 18 Uhr: Konnektivität Core und meiste Netze Danach Testing wichtige Verbindungen wurden ausgesteckt Chassis und virtuelle Geräte wurden gebootet Verhalten / Konnektivität beobachtet und analysiert Probleme gefunden, debuggt, geändert, debuggt, Case eröffnet... Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 12

13 Ablauf 1.5. ABBAU Alle Geräte werden abgebaut, Alle Leitungen entfernt!! Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 13

14 Ablauf Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 14

15 Ablauf 1.5. Abends 4 Core-Netzknoten Campus/DC (KLB70/PET01) 6 Distributionskn. ohne Routing (KLB70, KLB82, UB, WRO, JBH, PET01) Ca. 80 Gebäude Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 15

16 Ablauf Syslogs zeigen eine Downtime von 8 bis 18 Uhr danach war das neue Netz aktiv Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 16

17 Monitoring Live-Monitoring (Mischa Diehm) Schnelltest Konnektivität: fastping zu allen konfigurierten IP-Adressen Test-Server im jedem Knoten (bis auf den, der nicht hochkam in der UB wegen Hardwaredefekt) Jeweils virtuelle Maschinen in firewalled / non-firewalled network Traffictests zu verschiedenen Zielen (Dienste, Netzwerkadressen), jede Sekunde Ping Master-Slaves-System, zentral gesteuert, realtime Reporting zum Master (falls nicht connected, spooling), der per Mail bei Loss informiert. Graphische Darstellung aller Ergebnisse für schnelle Visibilität Weathermap (Patrick Weber) Abbildung der Topology und aktuelle Datenströme Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 17

18 Monitoring Konnektivitätsmonitoring Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 18

19 Monitoring Datenströme Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 19

20 Ablauf Samstag Vormittag Test der ITS-Services durch ITS-Mitarbeiter. => DANKE! Samstag Nachmittag Test der Gebäude durch ITSC-Mitarbeiter/CVs (verzögert wegen Problemen) => DANKE! Durch Tests Instabilitäten, Performanceschwankungen. Entscheid: Komplettreboot Chassis für Chassis mit Analyse aller Logs etc. Bootdauer: ca. 40 Minuten bis stabil! Samstag Abend Statusanalyse, Entscheid Rollback oder nicht. => go! Sonntag Troubleshooting, weitere Tests, Anpassung von Umsystemen ans neue Design Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 20

21 Ablauf Montag Live Test!! Wie verhält sich das System mit Last und vielen Rechnern auf einem Router? Last Exit: Rollback Nacht auf Dienstag Montag Abend Kleinere Störungen (im Mailsystem und im Netz) konnten behoben werden. Das Netz läuft auch unter Last stabil. => Der Netzumbau ist abgeschlossen! Wartungswochenende Q3 Optimierung, Redundanzen etc. Wartungswochenende Q4 Neue Software, neue Features, nach Vorabtest bei Cisco Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 21

22 Einige Zahlen und Fakten zum Umbau Gesamtprojektdauer seit den ersten Planungen über 3 Jahre Anzahl Standorte 6: davon 2 Netzwerkhauptknoten KLB70 & PET01, sowie 4 WAN-Knoten (UB, KLB82, PMW06, Syngentaareal) Anzahl neue Netzgeräte (Gebäudeverteiler bis Coreknoten) 14 Hardware + 14 virtuelle Kontexte = 28 zu konfigurierende Geräte Anzahl neue Zeilen Konfiguration für die Netzgeräte > Anzahl neue Lichtwellenleiterkabel 3 Km Kabel verlegt, 960 Spleissungen, ca. 500 neue LWL-Patchkabel Anzahl aus- und einzusteckender Verbindungen > 600 Beteiligte Mitarbeiter am eigentlichen Umbau 16 Weitere ITS/ITSC-Mitarbeiter für Tests von Services und Gebäuden Samstag ca. 40 Titel Vortrag, Autor, DD.MM.YY Universität Basel 22

23 Ergebnis Der neue Core läuft! Performancereserven für die nächsten Jahre! Hoffentlich dauerhaft stabil. Das Projekt war extrem stressig und zeitaufwändig Es gab viel Vorbereitung. Es gab viele Stolpersteine, selbst last minute... Dank für die Unterstützung im Vorfeld und am Wochenende! an die Infrastrukturgruppe an die Helfer, die mit uns umgebaut haben an das gute Catering by Monique an alle, die getestet haben und Michael Brüwer, der uns am Samstag mit Best-Pizza-in-Town überraschte! Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 23

24 Lessons learned Riesen-IT-Projekt versus normaler hohen Betriebsaufwand geht das? Nur unter grossen Anstrengungen und mit viel Gleitzeitplus und Überzeit. Einbindung von externer Unterstützung in unserer komplexen Landschaft schwierig, viel Zeitaufwand Kosten / Nutzen? Interne, zeitgerechte Unterstützung durch andere Gruppen war wichtiger Baustein! Neue Hardware, neue Software => nicht so gereift wie bisherige Lösung, wir werden noch kleinere Probleme haben. Test-Lab und Reality (mit viel mehr Varianten, Sonderlösungen, Rechnern) unterscheiden sich Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 24

25 Final words Ein Spezialdank an Jerome Finck, den Projektmanager, der an seine Grenzen und darüber hinaus gehen musste. Zum Schluss ein Riesendanke an das Netzwerk-Team! Wir haben es tatsächlich termingerecht geschafft! Unibas-Core Die Erneuerung des Datennetzes 2015 HV und JF Universität Basel 25

26 Vielen Dank für Ihre/Eure Aufmerksamkeit.

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