Top Banner
Мифы и реальность программно –конфигурируемых сетей Александр Шалимов ЦПИКС, МГУ http://arccn .ru/ ashalimov@arccn. ru @alex_shali @arccnnews
19

Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Nov 13, 2014

Download

Documents

ARCCN

Выступление А. Шалимова на Конференции «Разработка ПО» 25 октября 2013
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Мифы и реальность программно –конфигурируемых сетей

Александр ШалимовЦПИКС, МГУhttp://arccn.ru/

[email protected]

@alex_shali

@arccnnews

Page 2: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Только факты о ПКС/SDNGoogle полностью перевел свою

внутреннию сетевую инфраструктуру на ПКС/SDN в 2012 году.1

Microsoft перешел на 80% и в ближайшее время планирует полностью завершить переход на ПКС.2

Рынок ПКС будет показывать темпы роста не менее 60% в год и к 2018 г. достигнет объема $35 млрд (с текущих $252 млн).3

1. S.Jain, A.Kumar, S.Mandal. B4: experience with a globally-deployed software defined wan. ACM SIGCOMM 20132. C.Hong, S.Kandula, R.Mahajan. Achieving high utilization with software-driven WAN. ACM SIGCOMM, 20133. http://www.sdncentral.com/market/sdn-market-sizing/2013/04/

Page 3: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Что такое программно-конфигурируемые сети

Сети традиционной архитектуры:

• Управления как «черный ящик»• Закрытые, проприетарные

интерфейсы• Барьеры для инноваций• Неспособность удовлетворять все

запросы пользователей

Обещания ПКС:

• Разделения плоскости управления и передачи данных;

• Открытые, независимые от производителя интерфейсы

• Абстракция плоскости управления позволяет быстрое внедрение инноваций

На самом деле ПКС – как четвертое поколение сотовых телефонов, только в сфере сетевых технологий :

• Новые инструменты и функции;• Простота администрирования;• Открытость инновациям и

экспериментам;• Революция на ИТ-рынке

2007Создание концепции ПКС

(Stanford&Berkley)

2007-2010Open Source Инструменты и платформы:

NOX&POXFlowVisor, Mininet

Beacon

Создание Разработка платформ Внерения Демонстрация Решения для рынка

2009-2012Stanford

GENI, Campuses NetworksGoogleAmazon

2008-2012SIGCOMM

Open Networking Summit

2011-201?Производители

СтартапыВенчурные инвестиции

Программно-Конфигурируемые Сети (Software Defined Networking/SDN) – это

разделение плоскости передачи и управления данными, позволяющее осуществлять

программное управление плоскостью передачи, которое может быть физически или

логически отделено от аппаратных коммутаторов и маршрутизаторов

• Удешевление оборудования (CAPEX)• Облегчение управления сетью (OPEX)• Открытость к инновациям

Page 4: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Syrcose2013 4

Forwarding

OS

App App App

Forwarding

OS

App App App

Forwarding

OS

App App App

Network OS/Controller

App App App

Software Defined Networking

5/31/2013

Page 5: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Syrcose2013 5

Switch Switch

Switch

Controller

App App App

ProtocolOpenFlow

OS Services

Usable GUI

[central control]

5/31/2013

Software Defined Networking

Page 6: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Маршрутизация с ПКС

A

B• Неизвестный пакет отправляется на контроллер.• Контроллер вычисляет лучший маршрут через всю сеть (с наименьшей

стоимостью и удовлетворяющий политикам маршрутизации).• Соответствующие правила OpenFlow устанавливаются на коммутаторы + сразу

и обратный маршрут.

A

B

A -> B

Page 7: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Маршрутизация с ПКС

A

B• Неизвестный пакет отправляется на контроллер.• Контроллер вычисляет лучший маршрут через всю сеть (с наименьшей

стоимостью и удовлетворяющий политикам маршрутизации).• Соответствующие правила OpenFlow устанавливаются на коммутаторы + сразу

и обратный маршрут.• Динамическая переконфигурация в случае ошибки сети.

A

B

Page 8: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Почему мы?“Россия и ПКС – это идеальный брак, который должен

состояться на небесах”Nick McKeown

Page 9: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Мы – разработчики ПО

Быстрая обработка пакетов

Многопоточные алгоритмы

Алгоритмы на графах, распределенные системы и базы данных, web

Маршрутизация, виртуалилазция, мониторинг, балансровка, фильтрация, аутентифкация,

NAT, ARP, DNS, DHCP, BGP

Page 10: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Уменьшение энергопотребления в ЦОД

Отключение неиспользуемых коммутаторов и каналов на основе собранной информации о сети

ElasticTree (Stanford):сокращение энергопотребления до 60%

Page 11: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Системы анти-DDОS

Раннее обнаружение DDOS атак на основе собранной информации о сети:• обнаружение факта атаки;• пересылка на специализированные системы анализа трафика;• обнаружение источника атаки;• тонкое отсечение вредоносных потоков.

Radware Defence4ALL

Page 12: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

12

Существующие ПКС-контроллеры

• NOX-Classic• NOX• Beacon• Floodlight• SNAC• Ryu• POX• Maestro• Trema

• Cisco ONE controller• Nicira NVP Controller• Big Network

Controller• IBM Programmable

Network Controller • HP SDN Controller• NEC Programmable

Flow

• Helios• FlowER• MUL• McNettle• NodeFlow• Onix• SOX• Kandoo• Jaxon

Page 13: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

13

Экспериментальное исследование

• Производительность– максимальное количество запросов на обработку– время обработки запроса при заданной нагрузке

• Масштабируемость– изменение показателей производительности при увеличении

числа соединений с коммутаторами и при увеличении числа ядер процессора

• Надежность– количество отказов за время тестирования при заданном профиле

нагрузок• Безопасность

– устойчивость к некорректно сформированным сообщениям протокола OpenFlow

Page 14: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

14

Стенд

5/30/2013

Page 15: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

15

Результаты экспериментов

• Минимальное время задержки от 50 до 75 мкс. • При длительной работе все контроллеры теряли полученные

сообщения и закрывали соединений с коммутаторами.• Все контроллеры не способны обрабатывать некорректно

сформированные сообщения.

• Максимальная производительность 7 000 000 потоков в секунду.

Page 16: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Текущие практические проблемы

• Существующие ПКС-контроллеры с открытым кодом не готовы к реальному применению. Требуют доработки по производительности и надежности.

• Ограниченная поддержка OpenFlow в современных коммутаторах.

• Одного протокола OpenFlow не достаточно.

OF-config 1.1

Page 17: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Как перейти на ПКС?

• Широкий набор обучающих инструментов– Mininet– Pox, Floodlight, OpenDayLight– FlowVisor

• Разработана методика постепенного перехода на ПКС в корпоративных сетях– достаточно заменить 2% сетевых устройств,

чтобы почувствовать основные преимущества

Page 18: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей

Полезная информация

• Open Networking Foundation– www.opennetworking.org

• Центр Прикладных Исследований Компьютерных сетей– www.arccn.ru

• Консорциум “ПКС-технологии в научно-образовательной среде”– http://lvk.cs.msu.su/sdn_consortium/

Page 19: Мифы и реальность программно-конфигурируемых сетей