SDN & OpenStack. Eine Einführung. Martin Gerhard Loschwitz hastexo Professional Services GmbH. All rights reserved.

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1 SDN & OpenStack Eine Einführung Martin Gerhard Loschwitz 2014 hastexo Professional Services GmbH. All rights reserved.

2 Wer?

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14 Cloud Computing

15 Konventionelle Netze basieren auf einem statischen Design.

16 Erste Prämisse: Das Netzwerk ist zentral verwaltet.

17 Zweite Prämisse: Server gehören spezifischen Kunden

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20 Dritte Prämisse: Wenig bis kein Bedarf für Scale-Out

21 Cloud Computing? Extrem skalierte Setups? Reality Check

22 Erste Prämisse: Das Netzwerk ist zentral verwaltet. Netzwerk-Management obliegt dem Kunden

23 Zweite Prämisse: Server gehören spezifischen Kunden Server hosten VMs. Die VMs jedes Kunden müssen auf jedem Server laufen.

24 Dritte Prämisse: Wenig bis kein Bedarf für Scale-Out In Clouds ist Scale-Out notwendig, und es muss einfach erreichbar sein.

25 Klassische Netzwerkdesigns bieten all diese Funktionen nicht oder nur auf Umwegen.

26 Erste Konsequenz: Bei Netzwerk-Equipment sind Hardware und Software voneinander zu trennen ( decouple )

27 Zweite Konsequenz: Die Cloud muss sich selbst um ihr Netzwerk kümmern.

28 Dritte Konsequenz: Die Cloud-Software muss wissen, wie sie das erreicht.

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30 In Clouds begegnen uns zwei Arten von Traffic!

31 Traffic zwischen VMs des gleichen Kunden:

32 Traffic zwischen VMs und anderen Netzen:

33 Virtueller L2-Traffic

34 Open vswitch (+OpenFlow), VMware NSX, Midonet, OpenContrail, PLUMGrid

35 Open vswitch (+OpenFlow), VMware NSX, Midonet, OpenContrail, PLUMGrid

36 OpenFlow: Virtuelle Forwarding Plane auf jedem beteiligten Host

37 Open vswitch: Baut SDNs auf Basis von Open Flow, ist Front-End zur Konfiguration der Forwarding Plane

38 Open vswitch verwirklicht auch die Trennung von SDN- und Nicht-SDN-Traffic (GRE, VLAN, VXLAN)

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40 Jede VM bekommt eine virtuelle NIC (TAP device)

41 Open vswitch verwaltet virtuelle Switches (Bridges), die den Weg von Paketen im LAN bestimmen.

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43 Die TAP-Devices der VMs sind direkt mit den virtuellen Switches verbunden. Über OpenFlow-Regeln ist festgelegt, wohin Pakete in den virtuellen Switches gehen.

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47 Bob: # ovs-vsctl show Bridge br-int "Port patch-tun " "Interface patch-tun " "options: {peer=patch-int} "Port "tape4dbc657-c4 " "tag: 1 " "Interface "tape4dbc657-c4 "Port br-int " "Interface br-int"

48 Bob (cont.): # ovs-vsctl show [ ] Bridge br-tun Port br-tun Interface br-tun Port patch-int Interface patch-int options: {peer=patch-tun} Port "gre-1" Interface "gre-1" options: {in_key=flow, local_ip=" ", \ out_key=flow, remote_ip=" "} "

49 Daisy: # ovs-ofctl dump-flows br-tun [ ] cookie=0x0, duration= s, table=10, \ n_packets=1537, n_bytes=359538, \ idle_age=25, priority=1 \ actions=[ ],output:1 "

50 Daisy (cont.): # ovs-ofctl show br-tun 1(patch-int): addr:76:7c:cb:84:54:f3 [...] 2(gre-2): addr:16:14:65:eb:26:8c [...] LOCAL(br-tun): addr:1e:5e:83:65:02:4e [...]

51 Daisy (cont.): # ovs-vsctl show Bridge br-tun [...] Port patch-int Interface patch-int options: {peer=patch-tun} [...] "

52 Daisy (cont.): # ovs-vsctl show [...] Bridge br-int Port "tap6dcc748c-17" tag: 1 [...] Port patch-tun options: {peer=patch-int} "

53 Traffic zwischen VMs und anderen Netzen:

54 VMs sollen im Hinblick auf Internet-Zugriff zentral verwaltbar sein. Dienste wie Firewalling, virtuelles Routing und LBaaS setzen das voraus.

55 Internet-Traffic nutzt Network Nodes zur Sicherstellung der zentralen Verwaltung.

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58 Der Packet Flow zwischen den Network Nodes und den Hypervisor-Knoten funktioniert wie gehabt.

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60 Auf auf den Network Nodes müssen Pakete von Kunden strikt getrennt bleiben.

61 Auf den Network Nodes kommen dazu Network Namespaces zum Einsatz.

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63 Zur Erinnerung: SDN muss aus der Cloud-Umgebung heraus konfigurierbar sein.

64 Willkommen bei OpenStack Neutron

65 Modulares Design

66 Neutron Server

67 Neutron Plugins

68 Neutron Agents

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70 Neutron Key Features

71 Virtuelle Layer2-Netzwerke auf dem Layer 3 mit echter Trennung von Kundenpaketen

72 Kunden bestimmen ihre Netzwerktopologie selbst

73 Nahtlos integrierter Internet-Zugriff für VMs (Layer 3-Networking)

74 Support für diverse SDN-Lösungen Open vswitch, VMware NSX, Ryu, Midonet

75 Support für Hardware-basierte Lösungen (über Plugins) Cisco, Juniper, Brocade, Mellanox

76 In OpenStack Icehouse: Verschiedene Plugins (Layer 2) zur gleichen Zeit

77 Konfiguration mittels eines intuitiven Webinterfaces (OpenStack Dashboard)

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79 Firewall as a Service (FWaaS, seit OpenStack Havana)

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81 Load Balancer as a Service (LBaaS, seit OpenStack Havana)

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83 VPN as a Service (VPNaaS, seit OpenStack Havana)

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85 Neutron integriert SDN nahtlos in eine OpenStack-Cloud

86 Herausforderungen

87 Wahl der richtigen SDN-Implementation

88 Hoher Lernaufwand, steile Lernkurve

89 Mit dem Netz muss sich die interne Organisation erheblich verändern

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