Network as a Service bei Netzlink mit OpenStack
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- Felix Ziegler
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1 Network as a Service bei Netzlink mit OpenStack
2 Legal Disclaimer All or some of the products detailed in this presentation may still be under development and certain specifications, including but not limited to, release dates, prices, and product features, may change. The products may not function as intended and a production version of the products may never be released. Even if a production version is released, it may be materially different from the pre-release version discussed in this presentation. Nothing in this presentation shall be deemed to create a warranty of any kind, either express or implied, statutory or otherwise, including but not limited to, any implied warranties of merchantability, fitness for a particular purpose, or non-infringement of third-party rights with respect to any products and services referenced herein. ADX, Brocade, Brocade Assurance, the B-wing symbol, DCX, Fabric OS, HyperEdge, ICX, MLX, MyBrocade, OpenScript, The Effortless Network, VCS, VDX, Vplane, and Vyatta are registered trademarks, and Fabric Vision and vadx are trademarks of Brocade Communications Systems, Inc., in the United States and/or in other countries. Other brands, products, or service names mentioned may be trademarks of others BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION
3 Presenter Johannes Weingart Cornelio Hopmann Tobias Löb Jannis Ohms Principal Solution Architect Software Engineer Software Engineer Software Engineer Brocade Netzlink Netzlink FH Ostfalia BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 3
4 Agenda Network as a Service Versuch einer Definition Kostenreduzierung und Flexibilität durch Automatisierung Automatisierung und Orchestrierung mit OpenStack Demo: Ein erster Ansatz mit vorhandenen Komponenten Zusammenfassung Eine neue Rolle für OpenStack 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 4
5 Network as a Service (NaaS) Versuch einer Definition Basis für Cloud Dienste, verfügbar als eigenständiger Dienst oder als Teil einer Gesamtlösung Verbindung zwischen der Cloud Infrastruktur und dem Kunden Verbindung zwischen Cloud Infrastrukturen 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 5
6 Network as a Service (NaaS) Irgendwie muss der Cloud Dienst ja zum Kunden kommen! Cloud Service Provider DC WAN MAN Last Mile Customer Premise NaaS 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 6
7 Netzwerk Optionen Bisher und in Zukunft Broadband Internet IP-VPN (MPLS basiert) Carrier Leased Line Ethernet-VPN (VPLS basiert) Dedicated/shared bandwidth Limited CoS / QoS Überwiegend manuelle Workflows SD-WAN (Software Defined Wide Area Network) Das physikalische Netzwerk (Underlay) wird virtualisiert Overlay Tunnelling und/oder OpenFlow based forwarding werden zur Bereitstellung virtueller Verbindungen eingesetzt Weitgehend automatisierbare Workflows 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 7
8 CPE = Customer Premise Equipment Netzwerk Optionen Trend zur WAN Virtualisierung (SD-WAN) Internet CPE Branch SD-WAN Controller Cloud Provider LAN Wichtige Parameter: Infrastruktur Verfügbarkeit Dienst Verfügbarkeit (RTO/RPO) Dienstgüte (BFR, Jitter,..) Kosten!! VPN Branch Multiple access options: Fiber (FTTB/FTTH), LL, DSL, WLAN, LTE, 5G, BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 8 CPE CPE Branch
9 VNF = Virtual Network Function Customer Premise Optionen Von Hardware zu Software Spezialisierte Hardware Hersteller spezifische Lösungen Limited HW Upgrades Begrenzter Funktionsumfang Herstellerspezifische Konfigurationen Überwiegend manuelle Workflows (Truck Rolls) Standard (x86) Hardware Offene Lösungen Software Upgrades Multiple VNF Option Modelbasierte Konfigurationen Weitgehend automatisierbare Workflows Niedrigere Kosten 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 9
10 Customer Premise Optionen Von Handover/Demarcation bis Local/Private Cloud Die standard (x86) demarcation Hardware kann auch als Basis für zusätzliche Virtual Network Functions (VNFs) genutzt werden. U.a. für virtual Routing, virtual Firewall, virtual Encryption (e.g. IPSec), virtual Load Balancing, virtual WAN Optimization,.. Zusätzlich können lokale Compute und Storage Ressourcen über die CPE Lösung gemanagt werden. So lässt sich z.b. auch eine remote managed Private Cloud bereitstellen. VM VM VM Hypervisor Commodity HW Branch vcpe 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 10
11 Brocade Lösungen für NaaS Optimized vcpe 5600 vrouter HYPERVISOR (vswitch) X86 HARDWARE & PORTS LAN vrouter as a VNF Service VNF1. Service VNF2 WAN Vyatta Network OS as Platform OS Service VNF1 Service VNF2 Service VNF3 Vyatta Network OS for vcpe Router + (v)switch + Hypervisor + Zerotouch Client X86 HARDWARE & PORTS LAN. WAN Vyatta Network OS: KVM based hypervisor Routing Firewall / NAT VPN (enhanced by DPDK) 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 11
12 Network as a Service (NaaS) Zusammenfassung Stellt die Verbindung zwischen Cloud Nutzer und Cloud Provider DCs (über virtualisierte Netzwerk-Infrastruktur) bereit. Muss in Bezug auf Flexibilität und Agilität mit den Cloud-Dienstleistungen mithalten können. Muss in möglichst vielen Regionen und über möglichst viele Infrastruktur- Optionen (z.b. Broadband Internet, IP-VPN / MPLS,..) bereitgestellt werden können und muss benötigte Verbindungs-Optionen (z.b. Bandbreite, Laufzeit, Verfügbarkeit, Bitfehlerrate, Redundanz,..) bereitstellen können. Muss einfach und zu niedrigsten Kosten bereitgestellt werden können (ZTP, Zero Touch Provisioning) und muss einfach aktualisierbar und erweiterbar sein BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 12
13 Agenda Network as a Service Versuch einer Definition Kostenreduzierung und Flexibilität durch Automatisierung Automatisierung und Orchestrierung mit OpenStack Demo: Ein erster Ansatz mit vorhandenen Komponenten Zusammenfassung Eine neue Rolle für OpenStack 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 13
14 Kostenreduzierung und Flexibilität durch Automatisierung Nur durch umfangreiche Automatisierung und Fernzugriff lassen sich die notwendige Flexibilität und Dienstevielfalt zu vertretbaren Kosten erreichen. Über eine einfache (x86) Hardware und einen Standard Internetzugang kann ein Konfigurationspunkt auf der Kundenseite erzeugt werden. Durch einen Zero Touch Provisioning (ZTP) Prozess kann der Konfigurationspunkt in Betrieb genommen werden. Zero Touch Provisioning 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 14
15 Prinzipieller Gesamtablauf Zuerst meldet sich der Konfigurationspunkt (Standard HW mit vorinstallierter vcpe SW) auf der Cloud Service Provider Seite an (DHCP, TFTP,..). Danach wird der Konfigurationspunkt aktualisiert. Dann wird die lokale Infrastruktur durch den Konfigurationspunkt aktualisiert und konfiguriert. Dann werden notwendige Konfigurationen der Verbindung zwischen Service Provider Cloud und Customer Premise durchgeführt. Dann werden ggf. weitere zentrale und lokale Konfigurationsaufgaben durchgeführt BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 15
16 Kostenreduzierung und Flexibilität Zusammenfassung Durch Zero Touch Provisioning (ZTP) lassen sich die Kosten für die Dienstbereitstellung deutlich reduzieren. Statt individueller Konfiguration und Techniker-Einsatz vor Ort kann die HW durch den Kunden installiert werden und wird dann nach der Anmeldung automatisch konfiguriert. Mit Hilfe von Netzwerk-Virtualisierung und SD-WAN (Software Defined Wide Area Network) lässt sich die Bereitstellung der benötigten Konnektivität deutlich optimieren und flexibilisieren. DC / Cloud SD-WAN Manager ZTP SD-WAN Controller ZTP ZTP Branch vcpe vcpe Branch 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 16
17 Agenda Network as a Service Versuch einer Definition Kostenreduzierung und Flexibilität durch Automatisierung Automatisierung und Orchestrierung mit OpenStack Demo: Ein erster Ansatz mit vorhandenen Komponenten Zusammenfassung Eine neue Rolle für OpenStack 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 17
18 Automatisierung und Orchestrierung Ohne SDN und NFV Nahezu jeder Netzwerk Provider hat in der einen oder anderen Form die Bereitstellung von Verbindungen und die Konfiguration von Demarcation- Equipment als Betriebsprozess definiert und standardisiert. In Zeiten von dedizierter Hardware und dedizierten SW Lösungen waren dies aber meist komplexe Abläufe mit einer Vielzahl von manuellen Einzelschritten, verteil auf mehrere Management Systeme (z.b. Order Management, Inventory Management, Network Management, Network Monitoring,..). Die Breitstellung, aber auch ein Upgarde von Diensten konnte dabei Wochen / Monate dauern. In Zeiten von SDN und NFV lassen sich diese Abläufe automatisieren und erheblich beschleunigen, hierdurch werden die Dienste flexibler und Kosten können gesenkt werden BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 18
19 Automatisierung und Orchestrierung Mit OpenStack Zero Touch Provisioning (ZTP) Ansätze gibt es bereits in den verschiedensten Formen, meist aber als isolierte und proprietäre Lösungen. Ansätze die sowohl ZTP als auch In-Service Management und Maintenance (sowohl für die Verbindung als auch die lokale Cloud-Infrastruktur) miteinander verbinden sind da schon seltener. Nachdem sich OpenStack als der de-facto Standard für Open Cloud Orchestration im Cloud DC Umfeld herausgebildet hat, liegt es nahe nach Wegen zu suchen auch NaaS (sowohl Breitstellung als auch Management) in OpenStack zu integrieren. Es ist Ziel bei Netzlink, OpenStack sowohl für das Orchestration der zentralen Cloud-Infrastruktur als auch für das Orchestration der NaaS Dienste und er lokalen Cloud-Infrastruktur zu verwenden BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 19
20 Automatisierung und Orchestrierung Mit OpenStack und Brocade Workflow Composer OpenStack stellt eine flexible Plattform für Cloud Orchestration dar. Notwendige Sub-Prozesse (z.b. ZTP) lassen sich flexible mit OpenStack Sub- Projekten (z.b. Ironic für Bare Metal Provisioning bereitstellen und/oder können durch den Brocade Workflow Composer event basiert verknüpft / automatisiert werden. Mit OpenStack können dann sowohl benötigte Overlay / OpenFlow / SD- WAN Controller instanziiert werden als auch die zentrale und lokale IT Infrastruktur als Ganzes orchestriert werden (via OpenStack Nova, Neutron, Glance, Swift,..) BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 20
21 Ausblick: Ende zu Ende Integration Local Cloud OS + vrouter Commodity HW Server HW Server HW OS + vrouter Commodity HW vcpe Branch DC / Cloud Server HW Server HW vcpe Branch 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 21
22 Automatisierung und Orchestrierung Zusammenfassung Um mit flexiblen und agilen Cloud Diensten schritt halten zu können müssen NaaS Dienste automatisiert und zentral orchestriert bereitgestellt werden. OpenStack stellt hier eine ideal Ziel-Umgebung bereit. Aktuell werden verschiedene Bereiche und Abläufe mit zum Teil lokalen, proprietären Systemen automatisiert und orchestriert (siehe auch die folgende Demo), Ziel ist aber eine Ende zu Ende Integration unter einem gemeinsamen Dach (OpenStack). Hierzu wurde bereits ein entsprechender Projektantrag an die OpenStack Community gestellt BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 22
23 Agenda Network as a Service Versuch einer Definition Kostenreduzierung und Flexibilität durch Automatisierung Automatisierung und Orchestrierung mit OpenStack Demo: Ein erster Ansatz mit vorhandenen Komponenten Zusammenfassung Eine neue Rolle für OpenStack 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 23
24 Ansatz mit vorhandenen Komponenten Topologie Übersicht Internet WLAN Konfigurationspunkt Management Port Server HW DC / Cloud Local Cloud 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 24
25 Ansatz mit vorhandenen Komponenten Demo Ablauf 1/2 Im Cloud DC wird ein dem Kunden zugeordneter OpenFlow Controller instanziiert. 1. Screen Shot: SDN Controller Der Konfigurationspunkt (simuliert durch einen Laptop) wird über einen VPN Tunnel (über WLAN und Internet) an die Netzlink Management / Orchestration Umgebung angeschlossen. Hierüber kann der Konfigurationspunkt mit Updates und einer für die aktuelle Kundenumgebung optimierten Konfiguration versorgt werden (hier nicht simuliert). An den Konfigurationspunkt wird lokale Infrastruktur angeschlossen (hier ein lokaler VDX6740 Switch). Dieser Switch befindet sich zu Beginn in einem Default Zustand. 2. Screen Shot: Switch Empty 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 25
26 1. Screen Shot: SDN Controller 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 26
27 2. Screen Shot: Switch Empty 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 27
28 Ansatz mit vorhandenen Komponenten Demo Ablauf 2/2 Dann wird der Switch in Betrieb genommen und von dem Konfigurationspunkt mit Updates (hier nicht simuliert) und einer Konfiguration versorgt. Nach einem Re-Boot ist die Konfiguration aktiv (da dies einige Zeit dauert wurde dies bereits vor einiger Zeit durchgeführt) und wird von dem bereits instanziierten, dedizierten OpenFlow Controller erkannt. 3. Screen Shot: Anzeige des registrierten Switches Life: Nun können über den OpenFlow Controller kundenspezifische Flows implementiert werde. Konfiguration eines Flow im lokalen Switch Anzeige des implementierten Flows auf der Switch CLI 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 28
29 3. Screen Shot: Switch Konfiguriert 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 29
30 Agenda Network as a Service Versuch einer Definition Kostenreduzierung und Flexibilität durch Automatisierung Automatisierung und Orchestrierung mit OpenStack Beispiel: Ein erster Ansatz mit vorhandenen Komponenten Zusammenfassung Eine neue Rolle für OpenStack 2016 BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 30
31 Zusammenfassung Eine neue Rolle für OpenStack Noch befindet sich das Ganze am Anfang. Eine Ende zu Ende Integration in OpenStack würde das nahtlose Breitstellen von PaaS/IaaS bis hinaus zu den Kundenstandorten mit integriertem NaaS erlauben. Sowohl zentrale als auch lokale Infrastruktur (Compute und Storage) könnte dafür benutzt werden (gesteuert über Kundenprofile). Als Sub-Systeme könnten sowohl OpenStack eigene Komponenten (z.b. Ironic) als auch externe Komponenten (z.b. OpenFlow Controller, Brocade Workflow Composer,..) zum Einsatz kommen. Wichtig ist die flexible und offene Implementierung die dynamisch an die Bedürfnisse der Kunden und des Providers angepasst werden kann BROCADE COMMUNICATIONS SYSTEMS, INC. COMPANY PROPRIETARY INFORMATION 31
32 Vielen Dank! 32
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