Cloud & SDN

심장훈(맥라렌이최고)

preisner@gmail.com

1. 클라우드 컴퓨팅

1. 클라우드 컴퓨팅

SaaS : Service as a Service

PaaS : Platform as a Service

IaaS : Infrastructure as a Service

Google App engine

AppScale

Salesforce Platform

Public :

Private :

1. 클라우드 컴퓨팅

Computing

Storage

Network

Monitoring

Logging

Orchestration

IaaS

UI

User

User

User

Xen, KVM, Hyper-V

iSCSI, NFS, FCoE

VLAN, SDN, Fabric

User

2. 클라우드 네트워크 모델

2. 클라우드 네트워크 – Amazon Web Services

NAT

Cnode

VM

VM

VM

vS/W

Cnode

VM

VM

VM

vS/W

Cnode

VM

vS/W

Cnode

VM

VM

vS/W

VM VM

VM

Controller

DNS DHCP Switch

ToR ToR

Subnet

VM

Subnet

VM

VM

Switch

VPC VPN G/W

DC

• IP over IP (L3) • NAT, DHCP, DNS 연동 • Scalability • VM migration? • Security Group • VPC – No multicasting, broadcasting

NAT VM

VM

VM

VM

Cnode

2. 클라우드 네트워크 – CloudStack Advanced network

VM

VM

VM

vS/W

Cnode

VM

RVM

VM

vS/W

Cnode

RVM

vS/W

Cnode

VM

VM

vS/W

VM VM

RVM

Switch

ToR ToR

• VLAN (L2) • Single broadcasting domain - interface 1 vlan 1-4000 - Poor scalability • No management for physical devices • Router VM – RVM - F/W, LB, DHCP .. • Performance?

CloudStack …

Firewall

Router

vSphere

2. 클라우드 네트워크 – VMware vCloud Director

VM VM VM

vSphere

VM VM

vDS, Nexsus 1000V

ESX ESX

Switch

• Overlay networking • Tunneling - MAC-in-MAC : vCDNI - MAC-over-IP : VxLAN • Flooding, Broadcasting for MAC learning • Security : App Firewall

vCentre

VM

F/W F/W F/W F/W F/W F/W

NIC NIC

2. 클라우드 네트워크 – Windows Network Virtualization, NVP

VM VM VM VM VM

Hypervisor Hypervisor

Switch

WNV Module

VM

vNIC

SCVMM, NVP controller(NVP)

Virtual Switch (OpenvSwitch – NVP)

WNV Module

vNIC vNIC vNIC vNIC vNIC

OpenFlow (NVP)

• Overlay networking • NVGRE (WNV), GRE & STT(NVP) - Centralized Controller - MAC-over-GRE • ARP Proxy : No flooding • Security : WNV module

NIC NIC

2. 클라우드 네트워크 – MidoNet

VM

Hypervisor

NIC

vNIC

• Overlay networking : GRE • L2 ~ L4(stateful) virtual networking • Virtual Router : For each Tenant, Provider • Forwarding decision in local • No OpenFlow • Distributed Database - Cassandra : L4 session - Zookeeper : MAC, F/W Rules and ETC.. - Latency?

MidoNet Agent

vNIC

Hypervisor

vNIC

MidoNet Agent

VM

vNIC

OpenvSwitch

NIC

VM VM Distributed

Database

Controller

Switch

2. 클라우드 네트워크 – NEC P-Flow, BigSwitch BigNetwork

Switch

Controller Cluster

OpenFlow

• Hop-by-Hop, SDpN • Controller controls physical, virtual switches • No STP, VLAN • Ideal networking for Cloud - Automated configuration, Management - Customizable, Self-Service… - Performance?

Switch Switch

Switch Switch

Controller

… App App App

Controller Controller

vSwitch

vSwitch

vSwitch

vSwitch

Switch

2. 클라우드 네트워크 – SR-IOV + NP(Network Processor)

VM VM VM

Hypervisor

Switch

vNIC

Controller

vNIC vNIC

OpenFlow

NIC Driver

VF VF VF

pNIC

PF Driver

• Control switches in PF driver from remote controller • Just an idea • Low latency, High Performance • Expensive - NP, development costs

2. 클라우드 네트워크 – DataCentre Fabric

• Flat network - Cisco FabricPath - Juniper Qfabric - Brocade VCS • TRILL, SPB(IEEE 802.1aq) .. Standard? - Proprietary • MLAG, VPC(Cisco) • Low latency • Unified interface (FCoE) • Expensive

2. 클라우드 네트워크 – 정리

Automation Network

Virtualization Scalability Centralized Customizable Compatibility

Amazon O △

VPC Good X X X

CloudStack △ △

VLAN bad △ X O

VMware

+ VxLAN △ O Not bad △ X

X

vShpere only

WNV △ O Good △ X X

Hyper-V only

NVP △ O Good △ X O

MidoNet △ O Good △ X X

KVM only

NEC, Bigswitch O O ? O O O

DC Fabric O △

VxLAN(Cisco) Good O X O

3. 클라우드 환경의 네트워크

3. 클라우드 환경의 네트워크

NaaS - Network as a Service - Decoupling Logical, Physical network - Network resource pool

IT 환경의 통합 - Computing, Network, Storage - 중앙관리, 모니터링(Metering)

Automation, Centralized - Self-service - Change Management 확장성

- STP, VLAN, Dynamic MAC learning

Simple - Simple is the best

3. 클라우드 환경의 네트워크 - 결론

클라우드 환경으로 전환을 고려 중? - 네트워크 모델 - 확장성 - SDN : 클라우드를 위한 네트워크 Centralized, API for automation, Scale-out - Open Source

네트워크도 서비스다 - Cloud 로의 통합

Cloud 에서 시작된 네트워크 운영, 개발, 비즈니스 모델의 변화

- 보안 모델 – 분산 접근통제, Controller 보안 - 운영자의 역할, 운영 방식 - DevOps

4. FAQ

Network 운영자는 개발자가 아니다. 조금 더 기다려야? -> 네트워크 운영 환경의 변화에 대응해야 Legacy로도 가능하다? -> VLAN -> VxLAN, STP -> TRILL, Scale-up -> Cloud computing, Automation, Centralized? -> 전통적인 troubleshoot 방법의 변화 : Logical, Physical flow

성능

a. Controller - 수백 flow ~ 수백만 flow/sec

b. Switch - TCAM + ASIC - Latency

SDN 이 기존 네트워크를 대체 할까? -> Cloud computing 이 기존 IT환경을 대체 할까? -> Hybrid