第17回「サーバーとネットワークをもっと仲良しに – その間を取持つネットワーク仮想化技術」(2012/05/24 on しすなま!)

© 2012 IBM CorporationSystems for a Smarter Planet
しすなましすなま!!第第1717回回
サーバーとネットワークをもっと仲良しにサーバーとネットワークをもっと仲良しに
–– その間を取持つネットワーク仮想化技術その間を取持つネットワーク仮想化技術
SDN/OpenFlow、EVBといった
最新ネットワーク技術を活用し、
より高いレベルでサーバーとネットワークを
連携・融合させる次世代ITインフラについて
ディスカッションします
SDN/OpenFlow、EVBといった
最新ネットワーク技術を活用し、
より高いレベルでサーバーとネットワークを
連携・融合させる次世代ITインフラについて
ディスカッションします

© 2012 IBM Corporation
IBM System x / BladeCenter : Systems for a Smarter Planet
Agenda
ネットワークとシステム全体の最適化ってネットワークとシステム全体の最適化って
終了！！終了！！
１９：１５－１９：１５－
１９：３０１９：３０
技術解説技術解説
SDN /SDN / OpenFlowOpenFlow
EVBEVB、、DVS 5000VDVS 5000V
SNEMSNEM NWNW管理管理
１８：３０－１８：３０－
１８：４５－１８：４５－
１９：００－１９：００－
サーバサーバーを中心とした仮想化のながれーを中心とした仮想化のながれ１８：００－１８：００－

サーバーの視点サーバーの視点

2000 年に VMware ESX がハイパーバイザー型の仮想化を実現し、
IAサーバー仮想化時代が始まった
1995 2000 2005 2010 2012
(Virtual PC for Macintosh)
VMware ESX Xen KVM
ハイパーバイザー
による仮想化
コンシューマー
PC 初の仮想化
Hyper-VIntel-VT
準仮想化技術
の提唱
HW の仮想化
支援機能
Linux カーネルに
仮想化機能を統合
2007
2005
20032000
1996
Hyper-V 3.0
Windows OSに
仮想化機能を統合
2008
使い方により、仮想化環境を選択する時代に！
IAサーバーの仮想化はそろそろ次のフェーズへ！
vSphere5
KVM（RHEV3.0）
XenServer

サーバー
OS OS OS
サーバー
OS OS OS
サーバー
OS OS OS
仮想統合前
サーバー
OS
サーバー
OS
サーバー
OS
サーバー
OS
サーバー
OS
サーバー
OS
サーバー
OS
サーバー
OS
サーバー
OS
仮想統合後
そのままでは管理ポイントが増えるだけ、TCO削減には結びつきません！
18個の管理ポイント
2種類の管理対象
19個の管理ポイント
5種類の管理対象
統合ストレージ
仮想スイッチ仮想スイッチ仮想スイッチ
管理ポイントが増加、管理対象の種類が増加4
仮想化統合だけをしたときのお客様では何が起こるのか？

OS OS OS OS OS OS OS OS OS
これまでの仮想統合理想の仮想統合
そのままでは管理ポイントが増えるだけ、TCO削減には結びつきません！
統合仮想スイッチ
5
サーバー
OS OS OS
サーバー
OS OS OS
サーバー
OS OS OS
仮想スイッチ仮想スイッチ仮想スイッチ
vSphere DRSを活用して、リソースプール化。 1台1台のパフォーマンス状況を見ず、
HWリソースが全体で不足した場合にマシンを追加する。
統合仮想スイッチでNWもサーバー追加に柔軟に対応
サーバー
サーバー
サーバー
リソースプール
仮想化統合だけをしたときのお客様では何が起こるのか？

全世界で89%のお客様が
DRSを使用
全世界で88%のお客様が
HAを使用
2011年VMware社調べ
DRS
HA
HAと同じ位のお客様ですでにDRSが活用されています
6
DRSはどれくらい使われているのかご存知ですか？

リソースプールを意識したネットワークっ
てどんなネットワークになるのだろう。
OS OS OS
サーバー
サーバー
サーバー
OS
サーバー
統合仮想スイッチ統合仮想スイッチ
①仮想OSの移動に連動できる仮想スイッチ設定
②サーバーリソース
の追加を容易に行う
ことができること。
③仮想OSの移動に連動できる
物理スイッチ設定

OpenFlowOpenFlow/SDN/SDN

Software Defined Network （SDN） / OpenFlowとIBMの取組
オープンフローは米シスコ・
システムズが優位にある現
行の自律分散型ネットワー
クを一変させる潜在力があ
る（朝日新聞電子版1/25）
ネットワークの視点
ITインフラ、クラウドの視点
サーバー、ストレージと共にネットワーク資源もプール
化し、業務ニーズに基づき動的に割り当て可能に
データセンター間、ユーザ/プロバイダの垣根を越えて
資源の共有、アプリの移動が可能に
OpenFlowによりクラウド基盤も大きく進化
個々のスイッチによる自律的分散制御
• 経路制御機能
• データ転送機能
ネットワークの構築
方法、業界地図が
大きく変わる可能性
現行のIPネットワーク OpenFlow/SDN
コントローラ Cloud
Manager等
コントローラとスイッチで機能を分割。
ソフトウェアによる集中制御が可能。
• 経路制御機能 – コントローラ
• データ転送機能 – スイッチ
業務ニーズ等に基づきリアルタイムで経路・構成等の変更が可能に
クラウド基盤、仮想化基盤との連携も容易に
集中管理により個別設定が不要に→コスト削減
複雑化し、制約の多い現行NWの問題点を解消
既存ネットワークと並存・相互接続が容易
は
OpenFlowコンソーシアムの設立当初からのメ
ンバー
SDNを主導するONF（Open Network
Foundation）の主要メンバーの1社
OpenFlowスイッチの製品化では先陣を切った
ベンダーの1社（対応製品2011年11月出荷）
通常スイッチ製品とまったく同じハードウェア上
でOpenFlowをサポート
様々な他社製品との相互運用性を検証済
→オープン
他社に先駆けた実システム事例9

現状のネットワーク（STPによるブロッキング）
：優先度の高いトランザクション・データ
：優先度の低いマルチメディア・データ
優先度の異なる2つのデータがネ
ットワーク上を流れます
まずは優先度の高いトランザクシ
ョン・データ（データ量は少）
次に優先度の低いマルチメディア
・データ（データ量は大）
優先度の高いデータは優先度の
低いデータの影響受け、処理に遅
れが出ます
現状のSTPを使用したネットワー
クではループ防止のため、一部経
路がブロックされます
一般に帯域の半分が使用不可と
なります
×

OSPF、TRILL等のECMP技術を使った場合
ットワーク上を流れます
まずは優先度の高いトランザクシ
ョン・データ（データ量は少）
・データ（データ量は大）
両方の経路は使えますが、やはり
優先度の高いデータは優先度の
低いデータの影響受け、処理に遅
れが出ます
OSPF、TRILL等でサポートされ
るECMP（注）技術を使うとブロック
される経路はなくなります
ただし、アプリケーション毎に経路
を選択することはできません
（注）ECMP: Equal Cost Multi-Path

OSPFとTRILLを使用した場合のその他の問題
OSPFはL3プロトコルである
ため、送受信の基点と終点を
異なるL2ネットワークとして構
成する必要があります。この
場合には2つのネットワーク
間ではライブ・マイグレーショ
ンが行えないといった制約が
生じます
OSPF/TRILLの場合
選択され
ない経路
OpenFlowの場合
L2
ネットワーク1
L2
ネットワーク2
VM
サーバB サーバA サーバC
OK NG
×
OSPF、TRILLは同じコストの
複数の経路を使用可能としま
すが、コストの異なる経路は
使用されません、OpenFlow
ではコストの低い経路を優先
度の高いトランザクション、コ
ストの高い経路を優先度の低
いトランザクションが使用する
といった動作が可能です

OpenFlowによるアプリケーション毎の経路選択
コントローラから各スイッチにフロ
ーテーブルを送信しアプリケーショ
ン毎に異なるフローを設定します。
優先度の高いトランザクション・デ
ータ（データ量は少）を送信
・データ（データ量は大）送信
送信元と送信先が同じであっても
２つのデータは異なる経路を通る
ため、優先度の高いデータは低い
データの影響を受けることなく、処
理が可能です
コントローラ

コントローラ
OpenFlowによる動的な経路変更
ットワーク上を流れています
夜間になってマルチメディア・サー
ビスのアクセス量が減りました
このタイミングを狙ってより大量の
バッチ伝送を行います
トランザクション・データの経路が
切り替わります。昼間と違いマルチ
メディア・サービスのデータ量が減
ったため影響はあまりありません
バッチ伝送を開始します。トランザ
クション・データ、マルチ・メディア･
データはバッチ伝送の影響を受け
ることはありません。
このような経路の切替はリンク障
害時にも自動的に行われます
：大量のバッチ・データ
コントローラからフローテーブルを
送信し経路を変更します

EVBEVB

10GbでI/Oの高速化
10Gbの負荷がかかるとサーバーのCPU負荷が増大
！！
外のスイッチからではVMの可視化ができない
サーバーでネットワーク処理をおこなわない。
EVB （Edge Virtual Bridging）で解消
仮想スイッチ
OS
App
OS
App
サーバー
仮想化統合でのネットワークの課題
Good!!

IEEE 802.1Qbgで標準化されている技術
2つの実装方法がある
VEB：Virtual Ethernet Bridging
VEPA：Virtual Ethernet Port Aggregator
対応している仮想NIC、仮想スイッチ・物
理スイッチが必要
VEPA対応スイッチ
TOR:
7309-G64,7309-64F:
BNT バーチャル・ファブリック 10Gb G8264
ラックスイッチ
BladeCenter:
46C7191:BNT 10ポート 10Gb イーサネット
スイッチモジュール
仮想スイッチ
OS
App
OS
App
サーバー
仮想スイッチ
OS
App
OS
App
サーバー
VEPAVEPA
ネットワークスイッチ
にオフロード
VEBVEB
NICにオフロード
EVBとは

EVBの構成要素
VSI ：Virtual Station Interface
仮想マシンのインターフェース
VSI DB
VSIを集中管理しているDB
VSI Manager:
DBを管理するサーバー
VDP：VSI Discovery and Configuration Protocol
ゲストOSの移動など、VMの情報を発見し、
通知するプロトコル
仮想スイッチ
OS
App
OS
App
サーバー
仮想スイッチ
OS
App
サーバー
仮想環境
管理
サーバー
VDP
VSI
DB
VSI
DB
VSI
Manager
VD
P
ブリッジ

VMware vSphere 5上で稼動する仮想（ソフトウェア）スイッチ
VMware vNetwork Distributed Switch （vDS）として動作。
vSphere標準のvSwitch機能を強化
Private VLAN, ACLs, SPAN/Port Mirroring, VM traffic statistics
物理スイッチと同様の管理インタフェース（IBM Networking OS）を実装
Telnet, SSH, Role Based Access Control (RBAC), SNMP (Read and Write), TACACS,
RADIUS, sFLow
IEEE 802.1Qbg EVB標準に基づき、VMマイグレーションに伴う、ポート属性の
サーバポート間のマイグレーションもサポート。
5000vコントローラは、EVB準拠機器にVSI DB機能を提供。
IBM System Networking Distributed Virtual Switch 5000V
OS
App
OS
App
OS
App
vCenter
IBM DVS
5000v

VM1 VM4
ESX Server ESX Server
ESX Server
DVS 5000V
コントローラー
仮想アプライアンス
VMware vCenterサーバー
802.1Qbg
802.1Qbg
VSI DB
VSI DB
分散スイッチ
802.1Qbg
802.1Qbg
IBM DVS 5000V
データ・ホスト・
モジュール
IBM DVS 5000V
データ・ホスト・
モジュール
vCenter
サーバー：
vCenter
サーバー：
IBM DVS
5000V
コントローラー:
IBM DVS
5000V
コントローラー:
IBM DVS 5000VはVMware vSphere環境において従来の分散スイッチ（vDS）のフル・ファンクションをサポートしつつ、
IEEE 802.1Qbg標準機能をサポートすることにより、物理＆仮想ネットワーク環境をシームレスな管理を可能とします
・一括管理
・業界標準的なコマンド
ライン操作
・一括管理
・業界標準的なコマンド
ライン操作
LiveMigrationと連
携し、物理ネットワー
ク設定の移行。
・VMready（MAC）
・EVB
LiveMigrationと連
携し、物理ネットワー
ク設定の移行。
・VMready（MAC）
・EVB
VEPAモードによる
CPUオフロード
VEPAモードによる
CPUオフロード
VM4 VM6 VM9
Live Migration!
IBM System Networking Distributed Virtual Switch 5000V ：オーバービュー

SNEMSNEM

機能と特長
操作性に優れた豊富なインターフェース(GUIやCLI)の提供し、管理の集中化、自動化、遠隔支
援、レポーティング支援などを有して、ネットワーク全体の管理運用コストを削減可能とする、
ネットワーク統合管理パッケージ。
稼働形態
VMware上やKVM上の仮想マシン（VM）として稼働する。
従来のBLADE社の管理ツール
をコンポーネント化
障害等のイベント管理、
構成管理・設定機能、
ネットワーク構成検出など
がTivoli製品群で強化
ネットワーク管理ツール System Networking Element Manager v6.1

System Networking Element Manager v6.1
構成要素とその主要機能
Red Hat Enterprise Linux 5
SNEMの稼働するOSプラットフォーム
IBM System Network Element Manager 6.1
SNEMの構成要素であるWEBベースの各種サーバー機能を統合するポータルフレームワーク
IBM BLADEHarmony Manager 5.3
後述。よりIBM純正機器に特化した各種管理
機能 (databaseはApache Derby)
IBM Tivoli Network Manager IP Edition 4.0.1
対象機器間の物理・論理接続情報管理
IBM Tivoli Netcool/OMNIbus 7.3.1
SNMPベースのイベント情報管理サーバ
IBM Tivoli Netcool Configuration Manager 6.3
SNMPベースの構成管理サーバー
DB2 database
Tivoli製品が使用するデータベース

IBMスイッチの管理もこれで簡単に！
グループ管理機能
スイッチのグループ管理
スイッチの自動検出
設定のバックアップ・リストア
ファームウェアの一括アップ
デート
操作・設定の一括設定
レポーティング
ヘルスチェック
イベント& ログ管理
資産管理
パフォーマンス
Virtualization
Virtualization Management
VMready™
Virtual Vision
IBM System Networking Element Manager v6.1

SNEM製品ライセンス
10,993,50010,470,000IBM System Networking Element Manager V6 1000スイッチ Lic+3年S&S00D4673
771,750735,000IBM System Networking Element Manager V6 50スイッチ Lic+3年S&S00D4669
1,014,300966,000IBM System Networking Element Manager V6 100スイッチ Lic+1年S&S00D4664
IBM ダイレクト
価格(税込/円)
IBM ダイレクト
価格(税別/円)
製品名称製品番号
SNEMはPA(パスポート・アドバンテージ)製品です。
-PAが初めてのお客様はPA登録（またはPAX登録）が必要です。（なければ出荷できません。)
-SNEMのオーダーは上記製品番号になります。
-S&S(サポート＆サブスクリプション)の更新は、他のPA製品とまとめられていきます。
-困った場合は、PAデスク（パートナー様はパートナーインフォメーションでも可）にお問い合わせを。

ネットワークとシステム全体の最適化ネットワークとシステム全体の最適化

© 2012 IBM Corporation27
テナント多様性の許容度
物理
ネットワーク
固定的な
ワークロード
“Configure once”
ネットワーク
もう一歩進んだネットワーク仮想化: Virtual Overlay Network
ワークロード認識型
物理ネットワーク
動的なワークロード
ネットワーク構成は仮想、
物理ネットワーク間の連携
により動的に変化
（例：IEEE802.1Qbg EVB）
レイヤー2
仮想スイッチ
コントローラ
VMs
レイヤー2仮想スイッチ
Dove: Distributed
Overlay Virtual Ethernet
同一物理ネットワークを複数の仮想
オーバーレイネットワーク間で共有
Dove: Distributed
Overlay Virtual Ethernet
同一物理ネットワークを複数の仮想
オーバーレイネットワーク間で共有
動的なワークロード
マルチ・テナント認識型
ポリシー・ベースの構成
管理と仮想ルーティング
物理ネットワークはレイ
ヤー3ベース
DOVE スイッチ
SDN コントローラ
プラットフォーム

IBM PureFlexとIBMネットワーク製品、OpenFlow
サーバー
ストレージ
ネットワーク
仮想化
管理
インフラの導入
ミドルウェア
アプリケーションの導入
アプリケーション
すべてが統合されたPureFlex
IBM System
Networking
Server Storage
IBM System Networking製品は
PureFlexの重要な構成要素のひとつ
ソフトウェアによるネットワーク管理・制御を可能
とするOpenFlowはPureFlexの方向性と整合
（注）IBMは今後OpenFlowサポート製品を拡充予定
コントローラ
Cloud
Manager等

第17回「サーバーとネットワークをもっと仲良しに – その間を取持つネットワーク仮想化技術」(2012/05/24 on しすなま!)

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