Cisco VXLAN ファブリックの展望

1. Cisco VXLANファブリックの展望
大平 伸一
June, 2015
テクニカルソリューションズアーキテクト
* 本資料に記載の各社社名、製品名は、各社の商標または登録商標です。

2. ３階層デザイン プログラマブル SDN オーバーレイ アプリケーション プロファイル ポリシー
VXLAN Bridging & Routing Application Centric Infrastructure既存の2階層/3階層デザイン
DC
POD
s
DC Core
VPC
FEX
仮想ネットワーク統合
SDN Controllers
ポリシー モデル
自動化
APIC
データ センター ネットワーキング
Nexus 3000, 5600, N7000
Nexus 9000

3. FabricPath と VXLAN ファブリックの比較
従来型のL2ファブリック
センター集中型のL2/L3の境界
アグリゲーションポイントでブリッジやルーティング
大規模L2セグメントに対する拡張性の問題
ファブリック ワイドにフラッティング
L2/L3 ファブリック
Leafでルーティングとブリッジを同時にサポート
MACテーブルやARP処理など拡張性に優れる
セキュアなマルチ テナントに対応
必要時のみフラッティング
App
OS
App
OS
Virtual Physical
L3 Boundary
L3 Boundary
App
OS
App
OS
Virtual Physical
L2/L3 Fabric
①VLAN間ルーティング
②MACテーブルやARP
テーブル管理
③サーバ デフォルトGW
①VLAN間ルーティング
②MACテーブルやARP
テーブル管理
③サーバ デフォルトGW
L2 Fabric

4. これまでのVXLANの特長
• OverlayネットワークとUnderlayネットワークの分離
• Underlay ネットワークの構成を意識しない
• しかし、通信経路の最適化や可用性、ボトルネック回避などはUnderlay に依存
Underlay ネットワーク（IP網）
Overlay ネットワーク（L2） VXLAN トンネル
VTEP
VTEP
VTEP

5. これまでのVXLANの特長
• Overlay ネットワークと Underlay ネットワークの接続
• Underlay ネットワーク(既存ネットワーク)と Overlay ネットワークの境界
には必ずゲートウェイ機能を持ったデバイスが必要
Underlayネットワーク（IP網）
VXLAN(Tenant-A)
VXLAN(Tenant-B)
VXLAN(Tenant-C)
仮想化されていないサーバ
VLANベースのネットワーク
IPネットワーク（WAN）
VXLAN ゲートウェイ

6. これまでのVXLANの特長
• BUMトラフィックやVTEP検出にマルチ キャストが必要
• 従来のVXLANには、そもそもコントロール プレーンの概念がないため、ネイバー
VTEPやサーバ ノードを検出するため、非効率なフラッティング パケットが飛び交う
Underlayネットワーク（IP網）
Overlayネットワーク（L2）
VXLAN トンネル
VTEP-A
VTEP-B
VTEP C
ARPブロードキャスト
（MAC-Bはどこ？）
MAC-BMAC-A
Underlayでマルチキャスト配送
隣のVTEPは誰がいるの？

7. VXLAN の進化: VXLAN コントロール プレーン
VTEP 自動検出
7
POD2
POD3
VTEP
POD1
BGP はVNIに対するVTEP
リストをまとめて伝播する
2
4 VTEP は、Head-End
Replicationを実行
VTEP
VTEP
Overlay Neighbors
POD3 , IP C
POD2 , IP B
3
VTEP は、各VNI毎に対
してVTEPネイバーの
リストを取得する
1
VTEPはそれらのVNIメンバーシップをBGPで配信
IP A
IP B
IP C
BGP
Route
Reflector
1
1

8. VXLAN の進化: VXLAN コントロール プレーン
プロトコルベースIP/MACラーニング
88
POD2
POD3
VTEP
POD1
BGP は、他の全VTEPへホス
トルートを伝播する
2
VTEP
VTEP
Overlay Forwarding Table
Host1 <MAC,IP> , VTEP IP A
Host2 <MAC,IP> , VTEP IP B
3
1
VTEPはローカルホストへホストルート情報
(IP+MACアドレス) を配信
IP A
IP B
IP C
BGP
Route
Reflector
Overlay Forwarding Table
Host1 <MAC,IP> , VTEP IP A
3
VTEPは、リモート ホスト
に対するホスト ルート
情報を取得し、自身の
RIB/FIBへエントリする

9. MAC IP VNI Next-
Hop
Encap Seq
1 1 5000 IP1 VXLAN 0
9
BGP EVPN コントロール プレーン – ホスト接続
Leaf1 はホスト1のIPアドレスとMACアドレスの情報をBGP Route Reflector (RR)経由でアドバタイズ
MP-BGP EVPN UPDATE
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
Route Reflector
NLRI:
Host MAC1, IP1
NVE IP 1
VNI 5000
Ext.Community:
Encapsulation:
VXLAN
Sequence 0
ホスト 1
VLAN 10
VNI 5000
L1
VLAN 10に所属するホスト1が Leaf スイッチ (L1)に接続

10. 10
BGP EVPN コントロール プレーン – ホストの移動
• ホスト1が Leaf 3の配下へ移動
MP-BGP EVPN UPDATE
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
Route Reflector
NLRI:
Host MAC1, IP1
NVE IP 3
VNI 5000
Ext.Community:
Encapsulation :
VXLAN
Sequence 1
ホスト 1
VLAN 10
VNI 5000
MAC IP VNI Next-
Hop
Encap Seq
1 1 5000 IP1 VXLA
N
0
L1 L3
• Leaf3 はホスト1を検出し、ホスト1のアップデート情報をRRへ送信 sequence
neafumber 1• Leaf1は最新アップデートを見て古いルートを削除

11. MAC IP VNI Next-
Hop
Encap Seq
1 1 5000 IP3 VXLA
N
1
11
BGP EVPN コントロール プレーン – ホストの移動
• ホスト1が Leaf 3の配下へ移動
MP-BGP EVPN UPDATE
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
Route Reflector
NLRI:
Host MAC1, IP1
NVE IP 3
VNI 5000
Ext.Community:
Encapsulation :
VXLAN
Sequence 1
ホスト 1
VLAN 10
VNI 5000
L1 L3
• Leaf3 はホスト1を検出し、ホスト1のアップデート情報をRRへ送信 sequence
neafumber 1• Leaf1は最新アップデートを見て古いルートを削除

12. MAC IP VNI Next-
Hop
Encap Seq
1 1 5000 IP3 VXLA
N
1
12
BGP EVPN コントロール プレーン – ホストの移動
• ホスト1が Leaf 3の配下へ移動
MP-BGP EVPN UPDATE
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
Route Reflector
NLRI:
Host MAC1, IP1
NVE IP 3
VNI 5000
Ext.Community:
Encapsulation :
VXLAN
Sequence 1
ホスト 1
VLAN 10
VNI 5000
L1 L3
• Leaf3 はホスト1を検出し、ホスト1のアップデート情報をRRへ送信 sequence
neafumber 1• Leaf1は最新アップデートを見て古いルートを削除

13. VXLAN/EVPN におけるシスコ テクノロジー
Early ARP
Termination
Distributed
Anycast Gateway
Unknown Unicast ARPのための
フラッティングを抑制
BGPピア認証によるVTEP間認証
VMモビリティのためのネットワーク最適化
Active/Active
Multipathing
NexusのvPCを活用しVTEP冗長で
Active/Active でマルチ パスをサポート
Ingress
Replication
BUMトラフィック処理のための機能
Multicast underlayが不要になる
Security &
Authentication

14. BGP-EVPN コントロール プレーンが備わった
次世代 VXLAN ファブリック
クラウド スケールでマルチ テナントとシームレスな VM モビリティを提供
INCREASED SCALE
Eliminates Flooding
Conversational Learning
Policy-Based Updates
OPTIMIZED MOBILITY
Distributed Anycast Gwy
INTEROPERABLE
Standards Based
BGP-EVPN
VXLAN
VTEP VTEP VTEP VTEP VTEP
Route
Reflector
Route
Reflector
BGP-EVPN VXLAN Overlay
Leafスイッチで
VXLAN-GW
機能統合
OPERATIONAL FLEXIBILITY
Layer 2 or Layer 3
Controller Choice
EVPNの共同ステータス
• 標準化向けた活動 - IETF L2VPN work group
• マルチベンダー サポート – Cisco, Juniper, Alcatel-Lucent, Verizon, ATT, Bloomberg によって
ドラフトの標準化を共同で制定
Multicast
不要
VXLAN-GW
不要
Distributed Anycast Gateway
マルチ ベンダー
相互接続
SDN＆自動化