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。

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 PODs

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

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

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

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

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-B MAC-A

Underlayでマルチキャスト配送

隣のVTEPは誰がいるの？

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

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

8 8

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

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

RR

RR

RR

RR

RR 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

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

RR

RR

RR

RR

RR 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 VXLAN

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

MAC IP VNI Next-Hop

Encap Seq

1 1 5000 IP3 VXLAN

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

RR

RR

RR

RR

RR 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

MAC IP VNI Next-Hop

Encap Seq

1 1 5000 IP3 VXLAN

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

RR

RR

RR

RR

RR 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

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

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