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EVPN & VXLAN for Cloud Builders
1.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.1 EVPN & VXLAN for Cloud Builders Brand-‐‑‒New Control Plane & Data Plane for Next-‐‑‒Gen Cloud DCs May 2015 Juniper Networks, K.K.
2.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.2 Copyright © 2015 Juniper Networks, Inc.2 Legal Disclaimer 本資料料に記載されている機能や構成、ロードマップ情報などは、 資料料作成時点におけるジュニパーネットワークスの仕様や予定を⽰示したもの であり、事前の通告無しに内容が変更更されることがあります。 本資料料は技術情報の提供を⽬目的としたものであり、機器、機器の機能、 サービスなどに関して保証を⾏行行うものではありませんので、ご注意ください。
3.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.3 Problem Statement
4.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.4 “どうしたら⾼高度度にカスタマイズされたサービスを 低価格で提供できるようになるのか?” 最適なユーザー体験のための Low Latency ⾼高いスケーラビリティをもちつつ も素早いサービス復復旧を実現する データセンター間で仮想マシン(VM)のマ イグレーションを効果的に実⾏行行する Active/Activeなロードバランシング、効率率率的なMac 学習、その他のテクニックを⽤用いてネットワークバ ンドワイズを最⼤大限活⽤用しなくてはならない 設定とオペレーションの負荷を 最⼩小限にしなくてはならない L2/L3の混在通信環境であっても、 トラフィックを効果的に転送しなく てはならない
5.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.5 Current Solutions & Challenges
6.
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Juniper Networks, Inc.6 これまでの技術⾰革新で我々はこんなところまで実現、 達成することができた… VPLS & VPWS L2 に特化した柔軟なサービス Hub/Spoke, mesh & ring といった様々なトポロジーをサポート 100k+ 以上のホストを複数のDCで収容可能なアーキテクチャ 透過的であることを⽬目標としたVPNサービス 拡張性のあるMulticast Fast Re-‐‑‒RouteなどMPLSの利利点を最⼤大限利利⽤用
7.
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Juniper Networks, Inc.7 それでもなぜVPLS & VPWSに次ぐ技術⾰革新が必要か? サービス要求に対 するスケーリング L2ドメインの 最適化 データプレーンを介した MAC アドレスのFlooding による Learning すべてのPEが RIB/FIB をコピー し、メンテナスを⾏行行う (ポリシーにより柔軟にコントロール する余地もなく) VLAN間の通信はカスタマイ ズされたL3ゲートウェイが 必要 限定されたHA、マルチ ホーム接続の実現不不可、 Tail End Protection STPの管理理負荷? オーバーヘッドによるス ケーラビリティの限界 新しいサービス要求に対する 新たなスケーリングの検討
8.
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Juniper Networks, Inc.8 Legacyな専⽤用線やパケット転送サービスに⽐比べれば、 VPWSやVPLSは拡張性があり、柔軟で、低価格な 画期的なソリューションだった。だがしかし… Services Limitation DC間においてVMの移動を提供することは可能 ただしそれはHitlessで⾏行行えるか?:L2/L3アドレスの再設定、再学習が必要 トロンボーン・エフェクトが発⽣生してしまう Scaling Challenge VPLS は各PE間におけるMacアドレス学習において、P2Pの Pseudwireデータプレーン上におけ るFlooding & Learningに頼っている すべてのPEは全拠点のMacアドレスのコピーを保持しなくてはならず、システムのリソースを消 費することを余儀なくされ、結果としてネットワークの拡張性に限界が⽣生まれることに BUMトラフィックやUnknown UnicastのFloodingはIngress RouterにおけるCoreに側インター フェイスにて不不必要なパケットのコピーを要求し、システムリソースの流流出につながっている
9.
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Juniper Networks, Inc.9 さらに… Operational Burden VLAN間通信を実現するためには特別な設定が必要:仮にVLAN間で通信が必要として、それらのVLANが同じサー バー上のローカルトラフィックであったとしても、VPWS や VPLS はL2を提供するためのテクノロジーであるた めにL3のゲートウェイが別途必要とされる。なおかつそのL3ゲートウェイはL2とL3を繋ぐための別の設定を必要 とし、結果としてトラフィックフローは常に最適な形で流流れるとはかぎらない。 FloodingによるBW Tax : VPLS やその他の L2VPN サービスは動作の基軸、Macアドレスの学習、を各デバイス 上のパケット転送パスに頼って構成されている。つまり、unknown unicast や broadcast のMAC addresses は 常にFloodingされる。各PE ルーターは、そのVPLS-‐‑‒based LANに参加しているすべての転送先に送るためのBUM トラフィックパケットのコピーを作成しなくてはならない High Availability 障害時のコンバージェンスタイムはシステムの規模に依存: ʻ‘不不要となったʼ’ MACアドレスは⼀一瞬にしてFlushする ことができるが、そののち新しいMACアドレスをデータプレーン上で学習しなおし、なお告知しなおさなくてはな らない。 これはネットワークのサイズにより各PEが如何に速く学習が完了了するかがシステム全体のコンバージェ ンスタイムであることを⽰示している 障害時の冗⻑⾧長⽤用途にPEに対するマルチホーム構成は実現することが可能、ただし設定・設計に対する負荷が必要 なのと、Active/Standby接続によるキャパシティ・ロスが発⽣生する Active/Standby 接続はバックアップ⽤用のPEに対しての複数の Pseudowire がPE間で構成される必要があること を意味している Spanning Tree Protocol (STP) または Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP) と⾔言ったlegacyなプロトコル か、RTGのようなベンダ独⾃自技術のようなものがLoop構成を回避するために必要となる。 結果として複雑なコス ト性やブロッキングポートによるキャパシティのロスが発⽣生してしまう。
10.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.10 Introducing EVPN & VxLAN
11.
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Juniper Networks, Inc.11 ETHERNET VPN とは? LAG BGPをベースと してStateを交換 EVPN router EVPN router LAN WAN 複数のL2 domains (VLANs) を接続するための 新しい標準化ベースのプロトコル Integrated Routing & Bridging (IRB) により L2 & L3 コンバージェンスをネイティブにサポート Juniper が業界のマルチベンダーイニシアチブを主導 -‐‑‒-‐‑‒ JNPR, CSCO, ALU, ATT, Verizon, Bloomberg …. 次世代のデータセンターインターコネクトに最適
12.
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Juniper Networks, Inc.12 WAN Overlay environment TOR VDS VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM VxLAN とは? IP ファブリック上でテナント 毎のVXLANエンドポイント間 でOverlayなコネクションを 確⽴立立する Gateway between overlay LAN: : ⼀一⽅方のVXLANトン ネル終端箇所 Hypervisor / distributed Virtual Switch: もう⼀一⽅方のVXLAN トンネル終端箇所 Management Station Virtual eXtensible Local Area Network (VXLAN) IPファブリック上でL2のコネクションを 確⽴立立 (Unicast & multicast) シンプルで柔軟なネットワークを展開 SDNコントローラによる 制御にも使⽤用されるデータ転送⽅方式
13.
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Juniper Networks, Inc.13 ジュニパーのVxLAN Overlayソリューション群 Overlay VxLAN Overlay Controller base Juniper Contrail+VxLAN Controller less VM Ware NSX OVSDB+VxLAN OpenStandard Mul@cast/VxLAN OpenStandard Unicast/VxLAN OpenStandard EVPN/VxLAN Other Technologies…
14.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.14 EVPN integration with VXLAN Virtual-‐‑‒Switch.0 VLAN-‐‑‒ID: 101 Bridge-‐‑‒Domain.0 VLAN-‐‑‒ID: 100 LAN LAN VNI 100 LAN LAN VNI 101 IRB.0 IRB.1 L3VPN VPLS EVPN Overview IRB (Integrated Routing & Bridging) ドメインを利利 ⽤用してVxLANのドメインとL3VPNやVPLSといった既 存のサービスとを “Stitch” することが可能 routing/switch インスタンスをDCにおけるアンカー ポイントとして定義することが可能 Integration Areas Data Center Interconnect (DCI) Virtual Provide Cloud Gateway Access to Edge
15.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.15 Solving Problems with EVPN and VXLAN
16.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.16 EVPN のテクノロジーによるメリット What is different? 専⽤用のL3 Gatewayとしても動作 L2の Active/Active multi-‐‑‒homing をサポート BUM trafficのFloodingを最⼩小化し / Learningの改善 / Loopの撤廃を⾏行行う エイリアスを利利⽤用したコンバージェンスタイムの改善 VMの移動をサポート 柔軟な調整が可能なポリシーベースでの route advertisement control を提供 次世代のOverlayテクノロジーとの統合 L3VPN と L2VPNを提供するシンプルなひとつの統合されたVPNテクノロジー How is it different? L2アドレスと同時にIPアドレスの情報もBindされて転送される BGPを転送プロトコルとしてリモート拠点における Macアドレスの学習を制御 データプレーンの学習はPEとCEの間に限定される プロトコルとしてネイティブに multi-‐‑‒homing, resiliency, MAC mobility, inter-‐‑‒subnet ルー ティングをサポート 異異なるVLAN間においてMac/IP到達性を提供する統合されたルーティング/ブリッジングソ リューション Ethernet Segment Identifier を利利⽤用してLoopを削減
17.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.17 Use-‐‑‒Cases
18.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.18 Use case #1: EVPN for Next Generation Ethernet Services Benefits: • より効率率率的で機能豊かな E-‐‑‒LAN & E-‐‑‒LINE サービスを提供 • VPLSの⽋欠点を補⾜足; IP VPN likeな policy control を提供 • 急激なトラフィックの伸び に対応可能 • Active/Active multi-‐‑‒homing with load balancing • ネットワークの 効率率率性 を改善 • BUM trafficのFloodingを最⼩小化して/ MAC learningのスピードを改善 BGP signaling on WAN exchange MAC/IP routes EVPN PE2 EVPN PE1 EVPN PE3 EVPN PE4 CE CE MPLS MP-‐‑‒BGP
19.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.19 Use Case #2: EVPN For Data Center Interconnect Benefits: • シームレスなデータセンター・インターコネクト – L3 を意識識したDC間L2 ストレッチ • シームレスなワークロードマイグレーション – DC間でのVM mobility を実現 • 広い流流⽤用性 – 旧来のL2 と MPLSやVxLANのようなOverlay DCテクノロジーとを接続 VLAN 1 MAC1 VLAN 2 MAC 2 VLAN 1 MAC11 VLAN 2 MAC22 Data Plane Learning BGP Control Plane based learning on WAN Data Plane Learning MX Series MX Series Data Center Site1 Data Center Site 2 Data Center Interconnect MPLS/ E-‐‑‒VPN Cloud Legacy L2 VLAN VXLAN Cloud
20.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.20 Use Case #3: EVPN-‐‑‒VXLAN for DC Overlay • EVPN がコントロールプレーンとして動作 § VNID がEthernet Tag IDの代わりとしてEVPNのシグナリングに 利利⽤用される • VxLAN はデータプレーンのEncapsulationとして利利⽤用される Benefits of EVPN-‐‑‒VxLAN DC Overlay: • シンプルなAll IPファブリック のDC内利利⽤用を促進 • DC内における多段のL2セットアップ構成が不不必要に • VM/アプリケーションに対して L2 connectivity を提供 • ハイパーバイザーに対して直接L2VPNを提供 • すべてのIP DCにL2 マルチテナンシーを提供 • 各テナントが4094 VNIDを利利⽤用可能に • VXLAN Tunnel Endpoints (VTEP) はネットワーク機器上にも ハイパーバイザー上にも存在し、それらを結びつけることが可能 • EVPNにおけるあらゆるメリットをDCのLAN内でも利利⽤用可能に Overlay environment IP Fabric TOR VDS VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM Network Orchestrator Management Plane API needed only
21.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.21 Use Case #4: EVPN-‐‑‒VXLAN for L2VPN over IP WAN • エンタープライズのエッジルーターでEVPNをデプロイ • シンプルなIP WAN上でVxLAN のデータプレーンが転送される Benefits • Data Center / Enterprises は Simplerな IP 接続WANサービスを購⼊入するのみで済む • ⾼高価なVPNサービスを購⼊入する必要はなし • EVPN overlay はサービスプロバイダーには透過的 • VXLAN Tunnel Endpoints (VTEP) がエンタープライズWAN PE上に BGP signaling on WAN exchange MAC/IP routes EVPN PE2 EVPN PE1 EVPN PE3 EVPN PE4 CE CE Operatorʼ’s IP Network With plain IP service Operator PEs Operator PEs
22.
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Juniper Networks, Inc.22 Use case #5: L2 Peering Service Benefits: • より効果的で機能豊富な L2 ピアリングサービスを提供 • VPLSの⽋欠点を補⾜足; IP VPN likeな policy control を提供 • 急激なトラフィックの伸び に対応可能 • Active/Active multi-‐‑‒homing with load balancing BGP signaling on WAN exchange MAC/IP routes EVPN PE2 EVPN PE1 EVPN PE3 EVPN PE4 CE CE IP / MPLS Fabric of peering provider MP-‐‑‒BGP Peering point handoff Peering point handoff
23.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.23 Summary
24.
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Juniper Networks, Inc.24 Cloud Builderに必要な構成要素 Feature/Technology 柔軟なネットワーク・トポロジー (hub-‐‑‒n-‐‑‒spoke, mesh, ring) DC内・DC間において、100K+ 以上のホスト収容スケール Active-‐‑‒Activeマルチホーミング (hosts, routers) VPN (セキュアな分離離、MAC, IP addressesのオーバーラップ) ヒットレスなVMホストのモビリティ: L2/L3 addresses設定変更更なしで VLANを異異なるロケーションにあるラックにまで拡張・延伸 ポリシーを⽤用いたコントロールベース・ラーニング unknown unicastのFloodingの削減、もしくは最⼩小化 Edgeに障害が発⽣生した際のFast convergence さらなる付加価値: Auto-‐‑‒Cfg, Non-‐‑‒Ethernet links, FRR on transit links EVPN Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes VPLS Yes Yes NO Yes NO Yes NO NO NO Yes
25.
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Juniper Networks, Inc.25 MPLS/EVPN MPLS/EVPN DC Interconnect Data Center 1 Data Center 2 • All-‐‑‒Active Forwarding • Control Plane Learning • Inter-‐‑‒Subnet Forwarding • MAC Mobility / NO Tromboning • Advanced Ethernet Services • VLAN-‐‑‒based • VLAN Bundle • VLAN Aware Available NOW on MX
26.
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Juniper Networks, Inc.26 CLOS IP Fabric & EVPN over VxLAN CLOS IP Fabric Underlay • スケールアウトが可能なL3 IP Fabric • BGP (IP) control plane • IP data plane EVPN-‐‑‒VXLAN Overlay • Underlayとは切切り離離されたサービスレイヤーを構成 • BGP (EVPN) control plane • VXLAN overlay data plane Service Topology Decoupled from Physical Topology EVPN over VxLAN Coming SOON on QFX
27.
Thank you
28.
Copyright © 2015
Juniper Networks, Inc.28
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