Data Center Switching 2016 Cisco Systems

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1 State-of-the-art Technology for Worldwide Telecommunications Data Center Switching 2016 Cisco Systems Korte Noack 19. Juli I Controlware GmbH I Seite 94

2 Data Center Switching Cisco Systems Agenda Portfolio DC Switches DC-Netzwerk-Architekturen Management-Systeme Integration von Compute und Storage Integration in eine Private Cloud I Controlware GmbH I Seite 95

3 Data Center Switching Cisco Systems Portfolio DC Switches I Controlware GmbH I Seite 96

4 Data Center Switching Portfolio DC Switches Portfolio DC Switches Nexus Plattform bietet breites Spektrum: Von Core- über ToR- bis zu virtuellen Switches im Hypervisor Von Chassis- über fixe 1-HE-Switches bis zu externen Linecards (FEX) Von reinen L2- über L2-4-Switches bis zu Switches mit WAN-Edge-Funktionen Server-Anbindung von 100/1000M Kupfer über 10G bis zu 25/40G Switch-zu-Switchverbindungen von von 10G über 25/40/50G bis zu mehreren 100G Vom Best-of-Breed-Switch bis zu Low-Latency- oder High-Buffer-Switch 7000-Series 5000-Series 2000-Series 9000-Series 3000-Series Quelle: cisco.com I Controlware GmbH I Seite 97

5 Data Center Switching Portfolio DC Switches Nexus 7000 Series Chassis-Systeme 2-, 6-, 10- and 18-Slot-Chassis 1,32 Tbps von Slot zu Slot Redundante Supervisor Engine (außer 2-Slot-Chassis) 1/10G-Module: 48-Port Kupfer 48-Port SFP+ 40G-Module: 12-Port QSFP+ 24-Port QSFP+ 100G-Module 6- Port Cisco CPAK 12-Port Cisco CPAK Quelle: cisco.com I Controlware GmbH I Seite 98

6 Data Center Switching Portfolio DC Switches Nexus 5000 Series nicht modulare Switches 5672UP: 48-Port 10G SFP+ und 6-Port 40G QSFP+ halb-modulare Switches keine redundante Supervisor Engine Erweiterungslots 56128UP: 48-Port 10G SFP+ und 4-Port 40G QSFP+ 2 Slots für GEMs GEM: 24-Port 10G SFP+ und 2-Port 40G QSFP+ 5624Q: 12-Port 40G QSFP+ 1 Slot für GEM GEM: 12-Port 40G QSFP+ 5648Q: 24-Port 40G QSFP+ 2 Slots für GEMs GEM: 12-Port 40G QSFP+ 5696Q: 8 Slots für LEMs LEM: 20-Port 10G SFP+ LEM: 12-Port 40G QSFP+ LEM: 4-Port 100G CXP Quelle: cisco.com I Controlware GmbH I Seite 99

7 Data Center Switching Portfolio DC Switches Nexus 2000 Series FEX an Nexus 5K/7K/9K Nexus G-Architektur Kein lokales Switching 1G-Modelle: 24-Port Kupfer 100M/1G plus zwei 10G SFP+ Uplinks 48-Port Kupfer 100M/1G plus vier 10G SFP+ Uplinks 10G-Modelle: FCoE 32-Port Kupfer 100/1G/10G plus 8 10G SFP+ Uplinks 32-Port SFP+ 1G/10G plus 8 10G SFP+ Uplinks Nexus /40G-Architektur Lokales Switching 10G-Modelle: 48-Port Kupfer 100/1G/10G plus 6 40G SFP+ Uplinks 48-Port SFP+ 100/1G/10G plus 6 40G SFP+ Uplinks Quelle: cisco.com I Controlware GmbH I Seite 100

8 Data Center Switching Portfolio DC Switches Nexus 9000 Series: Nexus 9500 Chassis-System 4-, 8- und 16-Slot-Chassis 3,84 Tbps von Slot zu Slot Redundante Supervisor Engine 1/10G-Module: 48-Port Kupfer plus 4-Port 40G QSFP+ 48-Port SFP+ plus 4-Port 40G QSFP+ 40G-Module: 32-Port QSFP+ 36-Port QSFP+ 100G-Module 8-Port CFP 32-Port QSFP28 Jeder Port unterstützt 1 x 100, 2 x 50, 1 x 40, 4 x 25, 4 x 10, und 1x1 Gigabit Ethernet Quelle: cisco.com I Controlware GmbH I Seite 101

9 Data Center Switching Portfolio DC Switches Nexus 9000 Series: Nexus 9300 halb-modulare Switches keine redundante Supervisor Engine Erweiterungslots 9396PX: 48-Port 10G SFP+ 1 Slot für Uplink Module 9396TX: 48-Port 100M/1G/10G Kupfer 1 Slot für Uplink Module 93128TX: 96-Port 100M/1G/10G Kupfer 1 Slot für Uplink Module Uplink Module M6PQ-E: 6-Port 40G QSFP+ M12PQ: 12-Port 40G QSFP+ N9K-M4PC-CFP2: 4-Port CFP 4 active ports in 9396PX/9396TX 2 active ports in 93128TX nicht modulare Switches 9332PQ: 32-Port 40G QSFP+ 9372PX-E: 48-Port 10G SFP+ und 6-Port 40G QSFP+ Quelle: cisco.com 9372TX-E: 48-Port 100M/1G/10G Kupfer und 6-Port 40G QSFP TX: 96-Port 100M/1G/10G Kupfer und 6-Port 40G QSFP YC-EX: 48-Port 10G/25G SFP+ und 6-Port 40G/100G QSFP YC-EX: 48-Port 100M/1G/10G Kupfer und 6-Port 40G/100G QSFP I Controlware GmbH I Seite 102

10 Data Center Switching Portfolio DC Switches Nexus 9000 Series: Nexus 9200 nicht modulare Switches 92160YC-X: 48-Port SFP+ 10/25G und 6-Port QSFP28 10/25/40/50/100G (4 von 6 Ports sind 100G-fähig) 9272Q: 72-Port 10G/40G QSFP QC: 56-Port 10G/40G QSFP+ und 8-Port 100G QSFP C: 36-Port QSFP28 10/25/40/50/100G Quelle: cisco.com I Controlware GmbH I Seite 103

11 Data Center Switching Portfolio DC Switches Nexus 3000 Series low-latency nicht modular ToR typische Anwendungsfälle: High Performance Computing High Frequency Trading Big Data Cloud Computing Quelle: cisco.com I Controlware GmbH I Seite 104

12 Data Center Switching Cisco Systems DC-Netzwerk-Architekturen I Controlware GmbH I Seite 105

13 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit VPC Virtual Port-Channel Virtual Chassis STP frei Baumstruktur Skalierung: 1. Access Switches 2. Hierarchie I Controlware GmbH I Seite 106

14 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit VPC Vorteile: Erprobte Technologie Günstig Keine Lizenzen Bestehende HW kann i.d.r. integriert werden I Controlware GmbH I Seite 107

15 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit VPC Nachteile: Ost-West-Verkehr suboptimal Hohe Überbuchung im Core Unterschiedliche Laufzeiten RZ-Koppelungen nur P2P oder STP benötigt I Controlware GmbH I Seite 108

16 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit VPC Aktuelle Plattformen, die VPC unterstützen: Nexus 3000 Series Nexus 5000 Series Nexus 7000 Series Nexus 9000 Series Auch von ALLEN alten Switches: alte Modelle der Nexus 5000 Series Nexus 6000 Series alte Modelle/Module der Nexus 7000 Series I Controlware GmbH I Seite 109

17 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit Fabric Path L2- Routing TRILL (proprietäre Implementierung) Freie Topologie Evolution von VPC möglich 1. FabricPath im Core + Distribution I Controlware GmbH I Seite 110

18 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit Fabric Path L2- Routing TRILL (proprietäre Implementierung) Freie Topologie Evolution von VPC möglich 1. FabricPath im Core + Distribution 2. Distribution eliminieren I Controlware GmbH I Seite 111

19 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit Fabric Path Cisco Referenz Design Redundanz 1+1 und n+1 im Spine möglich Skalierung: Ports: Hinzufügen von Access Switches Bandbreite: Hinzufügen von Uplinks/Spines Paradigmenwechsel: Intelligenz im Leaf (Access) Spine (Core) NUR Forwarding I Controlware GmbH I Seite 112

20 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit Fabric Path Vorteile: Erprobte Technologie Optimal für Ost-West-Verkehr Hohe Redundanz und Bandbreite möglich I Controlware GmbH I Seite 113

21 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit Fabric Path Nachteile: Proprietäre Technologie Alle Switches müssen FabricPath können Lizenz notwendig I Controlware GmbH I Seite 114

22 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit FabricPath Aktuelle Plattformen, die FabricPath unterstützen: Nexus 3000 Series Nexus 5000 Series Nexus 7000 Series Nexus 9000 Series Auch von vielen alten Switches: 5500 Modelle der Nexus 5000 Series Nexus 6000 Series F1/F2/F2e-Module der Nexus 7000 Series I Controlware GmbH I Seite 115

23 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit VXLAN L2-Overlay L3 mit OSPF oder IS-IS im Underlay MP-BGP als Control Plane fürs Lernen der Endgeräte und/oder externe Routen Prinzipiell freie Topologie möglich I Controlware GmbH I Seite 116

24 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit VXLAN Vorteile: Mandantenfähig Optimal für Ost-West-Verkehr Routing im Leaf Hohe Redundanz und Bandbreite möglich Offene Standards VXLAN MP-BGP OSPF/IS-IS Spine kann einfacher L3-Switch sein I Controlware GmbH I Seite 117

25 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit VXLAN Nachteile: UDP Overhead Hohe Control-Plane-Belastung bei wandernden Endgeräten I Controlware GmbH I Seite 118

26 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus mit VXLAN Aktuelle Plattformen, die VXLAN mit MP-BGP EVPN unterstützen: Nexus 3000 Series Nexus 5000 Series Nexus 7000 Series Nexus 9000 Series Keine Unterstützung in alten Nexus Switches I Controlware GmbH I Seite 119

27 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus als ACI-Fabric Reine Controller-basierte Lösung Policy-basierte Kommunikation EPG (Endpoint Group) Contract Initial Zero-Whitelist-Policy Jede Kommunikation bedarf einer Policy VXLAN im L2-Overlay I Controlware GmbH I Seite 120

28 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus als ACI-Fabric Alternative Campus-, WAN- und/oder Internet-Anbindung möglich ASR oder Nexus 7000 als Router OpFlex VXLAN I Controlware GmbH I Seite 121

29 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus als ACI-Fabric Vorteile: Mandantenfähig Optimal für Ost-West-Verkehr Routing im Leaf Hohe Redundanz und Bandbreite möglich Unabhängig von VLANs oder IP-Subnetzen Einfaches Service Chaining I Controlware GmbH I Seite 122

30 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus als ACI-Fabric Service Chaining Netzwerk-Funktionen (z.b. NAT oder Load-Balancer) können im Contract zwischen zwei EPGs festgelegt werden Eine Kommunikation vorbei an diesen Netzwerk-Funktionen ist dann nicht mehr möglich Der Contract kann dabei auf ein Protokoll beschränkt sein Für ein anderes Protokoll kann ein anderer Contract ohne zusätzliche Netzwerkfunktionen erstellt werden (, wenn z.b. ein Load-Balancer nicht notwendig ist) Quelle: cisco.com I Controlware GmbH I Seite 123

31 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus als ACI-Fabric Service Chaining Netzwerk-Funktionen (z.b. NAT oder Load-Balancer) können im Contract zwischen zwei EPGs festgelegt werden Eine Kommunikation vorbei an diesen Netzwerk-Funktionen ist dann nicht mehr möglich Der Contract kann dabei auf ein Protokoll beschränkt sein Für ein anderes Protokoll kann ein anderer Contract ohne zusätzliche Netzwerkfunktionen erstellt werden (, wenn z.b. ein Load-Balancer nicht notwendig ist) Quelle: cisco.com I Controlware GmbH I Seite 124

32 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus als ACI-Fabric Nachteile: Absoluter Lock-in Komplexe Policies in heterogenen Anwendungs-umgebungen Schwierige bis unmögliche Migration von Bestands-umgebungen mit sinnvollen und granularen Policies I Controlware GmbH I Seite 125

33 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Nexus als ACI-Fabric Aktuelle Plattformen, die ACI-Fabric unterstützen: Nexus 3000 Series Nexus 5000 Series Nexus 7000 Series Nexus 9000 Series (außer Nexus 9200 Series) Keine Unterstützung in alten Nexus Switches I Controlware GmbH I Seite 126

34 Data Center Switching DC-Netzwerk-Architekturen Übersicht VPC FabricPath VXLAN + EVPN ACI Beschränkte Skalierung und RZ-Koppelung Überbuchungsthema im Core Zentrales Routing Günstig Gute Lastverteilung für Multicast/Broadcast Proprietäre Technologie Zentrales Routing Optimales Switching Offene Standards Dezentrales Routing Optimales Switching und Routing Lock-In Dezentrales Routing Optimales Switching, Routing und Service Chaining Empfehlung für kleine Rechenzentren (wenig Access-Switch-Paare) oder Rundfunk-/Finanzbranche Empfehlung für große oder verteilte Rechenzentren Empfehlung für Kunden mit Cisco-Bindung und hoher Anwendungs-/Cloud- Integration I Controlware GmbH I Seite 127

35 Data Center Switching Cisco Systems Management-Systeme I Controlware GmbH I Seite 128

36 Data Center Switching Management-Systeme Cisco Data Center Network Manager (DCNM) Basis-Management-Tool für Nexus-Switches Ergänzung zum Cisco PRIME Infrastructure LAN- und SAN-Management Virtuelle Maschine in VMware oder in KVM unter RHEL DCNM-Lizenz für jeden Switch notwendig oder Cisco ONE Foundation Version 5.0 August Version 6.1 Juli Version 7.0 Januar Version 7.2 April Version 7.2(3) Januar Version 10.0 Mai I Controlware GmbH I Seite 129

37 Data Center Switching Management-Systeme Cisco Data Center Network Manager (DCNM) LAN Features Topology Views Layer-2-Ansicht VPC FabricPath VXLAN Performance und Capacity Management Echtzeit-Statistiken Langzeit-Statistiken Geplante und automatisierte Reports I Controlware GmbH I Seite 130

38 Data Center Switching Management-Systeme Cisco Data Center Network Manager (DCNM) LAN Features (Fortsetzung) Zero Touch Provisioning der Switches Initiale Configuration Cable Plan Management Configuration Management HW-/SW-Inventory Configuration Backup SW-Roll-Out I Controlware GmbH I Seite 131

39 Data Center Switching Management-Systeme Cisco Nexus Fabric Manager Management-System für eine VXLAN-Fabric mit MP-BGP EVPN Nexus 9000 Series Betreuung des kompletten Lifecycle der Fabric Inbetriebnahme (inkl. Zero Touch Provisioning) Hinzufügen/Entfernen/Austausch von Switches Software-Management der Switches Configuration-Management der Switches Hinzufügen/Entfernen von Mandanten (VRF) Hinzufügen/Entfernen von L2-Overlay-Netzen Konfiguration vom Server-Access VXLAN-Fabric verhält sich wie ein einziger Switch Quelle: cisco.com I Controlware GmbH I Seite 132

40 Data Center Switching Management-Systeme Cisco Nexus Fabric Manager Virtuelle Maschine für VMware oder Hardware Appliance NFM-Lizenz für jeden Switch notwendig Version 1.0 Dezember Version 1.1(1) April Quelle: cisco.com I Controlware GmbH I Seite 133

41 Data Center Switching Management-Systeme Cisco Application Policy Infrastructure Controller (APIC) Controller für die ACI-Fabric Haupt-Schnittstelle für die Administration der Fabric Inbetriebnahme (inkl. Zero Touch Provisioning) Hinzufügen/Entfernen/Austausch von Switches Software-Management der Switches Configuration-Management der Switches Konfiguration aller Funktionen Fault, Event und Performance Management Quelle: cisco.com Integration in andere Orchestrierungssysteme (Northbound API) I Controlware GmbH I Seite 134

42 Data Center Switching Management-Systeme Cisco Application Policy Infrastructure Controller (APIC) Controller ist Control Plane der Fabric Ohne Controller steht das Netz! N+2-Redundanz der Controller Quelle: cisco.com Version 1.0(1e) August Version 1.1(1j) Juni Version 1.2(1m) Januar Version 1.3(1g) April Version 1.2(3e) Mai I Controlware GmbH I Seite 135

43 Data Center Switching Cisco Systems Integration von Compute und Storage I Controlware GmbH I Seite 136

44 Data Center Switching Integration von Compute und Storage Third Party Server Bare Metal Anschluss an Access- oder Leaf-Switch LACP Bonding Active/Standby Bonding VPC, FabricPath, VXLAN ACI FEX Option VPC Switch Module Switch Module Switch Module Switch Module Server Blade Center Server Blade Center I Controlware GmbH I Seite 137

45 Data Center Switching Integration von Compute und Storage Third Party Server Hypervisor VSM VMware vcenter Microsoft SCVMM Openstack Neutron Nexus 1000V Vmware, Hyper-V, KVM Anschluss an Access-Switch LACP-Portchannel Durchgängige Netzwerkfunktionen und Fehlersuche für Bare Metal und VMs Integration in den Virtual Machine Manager VPC VPC, FabricPath, VXLAN Nexus 1000V Nexus 1000V Hypervisor Hypervisor I Controlware GmbH I Seite 138

46 Data Center Switching Integration von Compute und Storage Third Party Server Hypervisor APIC VMware vcenter VMware mit Application Virtual Switch (AVS) Anschluss an ACI-Leaf-Switch ACI-Fabric-Integration (vleaf) Steuerung durch APIC APIC verbindet sich mit Virtual Machine Manager ACI AVS AVS Hypervisor Hypervisor I Controlware GmbH I Seite 139

47 Data Center Switching Integration von Compute und Storage Third Party Server Hypervisor APIC Microsoft SCVMM / Openstack Neutron Hyper-V/KVM mit ACI Anschluss an ACI-Leaf-Switch VLAN-Transit zwischen ACI-LEAF und DVS/OVS APIC verbindet sich mit Virtual Machine Manager ACI DVS/ OVS DVS/ OVS Hypervisor Hypervisor I Controlware GmbH I Seite 140

48 Data Center Switching Integration von Compute und Storage Cisco UCS Server Fabric Interconnect stellt den Cisco UCS Manager bereit: Verwaltung und Konfiguration von Netzwerkund Compute-Ressourcen Fabric Interconnect Uplinks als VPC Nexus 2000 Serie als FEX für C-Serie möglich Fabric Interconnect VPC FabricPath, VXLAN, ACI LEAF Fabric Interconnect UCS FEX UCS FEX UCS FEX UCS FEX UCS C-Serie UCS B-Serie Server Blade Center I Controlware GmbH I Seite 141

49 Data Center Switching Integration von Compute und Storage IP-Storage Network Attached Storage CIFS NFS iscsi Anbindung wie Bare-Metal-Server LACP Bonding Active/Standby Bonding FEX Option VPC VPC, FabricPath, VXLAN ACI NAS NAS I Controlware GmbH I Seite 142

50 Data Center Switching Integration von Compute und Storage FCoE Converged Access Kein ACI FCoE zwischen CNA im Server und Access- oder LEAF-Switch FC zwischen Access- oder LEAF-Switch und FC-Storage VPC, FabricPath, VXLAN SAN A SAN B VPC CNA Server I Controlware GmbH I Seite 143

51 Data Center Switching Integration von Compute und Storage FCoE Converged Network Kein ACI Kein VXLAN FCoE Multi-Hop FCoE zwischen CNA im Server und Storage VPC VPC, FabricPath VPC CNA I Controlware GmbH I Seite 144 Server

52 Data Center Switching Integration von Compute und Storage Zusammenfassung Storage Trend zu IP-Storage als Standard 1. Alternative: FCoE Converged Access (Empfehlung mit UCS) 2. Alternative: FC Native IP Storage FCoE Converged Access FCoE Converged Network FC Native Performance Reliability Cost Interoperability I Controlware GmbH I Seite 145

53 Data Center Switching Cisco Systems Integration in eine Private Cloud I Controlware GmbH I Seite 146

54 Data Center Switching Integration in eine Private Cloud Cisco Private Cloud Portfolio Cisco ONE ECS Cisco PRIME Service Catalog Benutzer-/Kunden-Portal IaaS, PaaS, SaaS, ITaaS Cisco UCS Director Automatisierte Bereitstellung Network, Compute, Storage (HW & virtuell) OS Virtual Application Cloud Segmentation 3rd Party Integration (z.b. Vmware, Hyper-V, NetAPP, EMC, F5, Citrix, Openstack Optional für Hybrid Clouds: Cisco Intercloud Fabric Director I Controlware GmbH I Seite 147

55 Data Center Switching Integration in eine Private Cloud Cisco Private Cloud Portfolio Cisco Metapod Managed Service by Cisco Predefined Hardware Packages Netzwerk Hardware Controller Hardware Remote Gateway Freie Wahl der Server-Hardware I Controlware GmbH I Seite 148