GigabitEthernetem routera agregacyjnego do nieznanych zakątków Polski. CCIE #20050 RS, SP

Transkrypt

1 GigabitEthernetem routera agregacyjnego do nieznanych zakątków Polski CCIE #20050 RS, SP

2 Plan prezentacji Wirtualizacja urządzeń klasy agregacyjnej (nv) Węzły satelitarne Klastrowanie Modele wdrożeń Podsumowanie 2

3 Wirtualizacja urządzeń klasy agregacyjnej 10Gbps DSLAM Klient DSLAM 1Gbps Nowy Tomyśl Wolsztyn AGG PRE- AGG PRE- AGG AGG ADSL2 Poznań 1 Poznań 2 BNG DST Jeden węzeł logiczny (satelita) BNG DST Jeden węzeł Logiczny (klaster) 3

4 Wymagania dla węzła satelitarnego Zastępuje wdrożenie drogiego węzła klasy agregacyjnej w małych miejscowościach Wydajność na poziomie 44Gbps Ma być tani (tańszy od routera typu PRE-AGG, poniżej 1/5 ceny routera klasy agregacyjnej) Funkcjonalny powinien obsługiwać wszystkie usługi dostępne na routerze agregacyjnym Zintegrowany dostępny i konfigurowalny z routera klasy agregacyjnej jak dodatkowa karta liniowa Prosty w zarządzaniu Plug&Play, Zero-touch Configuration, transparentne aktualizacje oprogramowania 4

5 Architektura węzła satelitarnego Port dostępowy Satelity Satellite Discovery and Control Protocol Rozszerzenie Matrycy (IPC) Urządzenie-host Wirtualna reprezentacja portu dostępowego satelity (port nv) Specjalnie przygotowany software zamienia urządzenie sieciowe w węzeł satelitarny hosta Satelite Discovery and Control Protocol odpowiedzialny za wykrycie I utrzymanie komunikacji z hostem Z punktu widzenia użytkownika istnieje jeden system satelita konfigurowany tylko z poziomu hosta jako dodatkowa karta liniowa Brak limitu odległości miedzy dwoma urządzeniami Plug&Play, Zero-Touch configuration 5

6 Zasilanie Przykład satelity ASR9000v Dwa podłączenia -48vDC 1 RU ANSI & ETSI Wymienialna tacka z wiatrakami Redundantne wiatraki ToD/PPS Jedno wejście AC LEDy BITS Out 44x10/100/1000 (SFP) Pełna wydajność portów (linerate) 4x10G SFP+ Plug-n-Play, Zero-touch Configuration I-Temp -40C do +65C temp pracy -40C do +70C temp przechowywania 6

8 Protokół kontrolny CPU MAC-DA MAC-SA Control VID Payload/FCS CPU Podłączenie i rozpoznanie Host Satellite Discovery and Control Protocol po podłączeniu do sieci wykrywa satelity, nawiązuje połączenie kontrolne i wysyła ramki typu hello Hello wysyłane domyślnie co sekundę dodatkowo możliwość uruchomienia BFD w celu zapewnienia zbieżności rzędu 30 milisekund. Ruch kontrolny Przeniesienie ruchu IPC (Inter-Process Communication) między matrycą przełączającą hosta, a satelitą. W tej chwili jest to protokół Cisco (na bazie TCP) trwają prace nad standaryzacją. IEEE 802.1Qbh 8

9 Wymiana ruchu MAC-DA MAC-SA VLANs (OPT) Payload MAC-DA MAC-SA VLANs (OPT) Payload MAC-DA MAC-SA nv-tag VLANs (OPT) Payload/FCS : Otrzymuje standardową ramkę Ethernetową na porcie dostępowym Host Dodaje nv-tag, opcjonalnie aplikuje policing, wysyła ramkę przez local connect na interfejs do hosta (interfejs matrycy). Przekierowanie ramki do kolejki wyjściowej, transmisja Host: Otrzymuje ramkę na porcie satelity Mapuje tag nv do odpowiedniego wirtualnego portu dostępowego W tym momencie następuje tradycyjne przetwarzanie ruchu Ramki są wysyłane na lokalne porty, na wejściowy port satelity lub do innego węzła satelitarnego 9

10 Przepływ ruchu tworzy local connect między portami dostępowymi, a uplinkami. Komunikacja wirtualny port dostępowy -> inne porty Większość ruchu przechodzi przez hosta Host Większość routingu / switchingu realizowana na hoście (ważne wyjątki) Brak MAC learningu na satelicie tam istnieje tylko local-connect między portami dostępowymi, a portami matrycy Funkcjonalność uruchamiana bezpośrednio na węźle satelitarnym (ale konfigurowana na hoście): QoS Replikacja multicastów BFD/CFM/OAM, SyncE 10

11 Zarządzanie węzłem satelitarnym Monitorowanie przeprowadzane za pomocą CLI hosta (show, debug) Pełna konfiguracja z poziomu hosta Wsparcie dla systemów zarządzania (np. Cisco PRIME) wraz z: dokładną topologią elementami (np. wkładkami) informacjami środowiskowymi statystykami (np. interfejsów) Dostęp do SNMP MIB z poziomu hosta Dostęp do niskopoziomowego interfejsu satelity po zalogowaniu się na urządzenie. Możliwość podłączenia się przez out-of-band mgmt lub telnet z hosta 11

12 System operacyjny Dwa komponenty systemu obsługi satelitów: Oprogramowanie obsługiwane przez hosta Oprogramowanie i firmware pracujące na węźle satelitarnym Oba obrazy systemu znajdują się w pliku z dystrybucją IOS-XR (jako osobny PIE) ASR 9000v ASR 9000v ma od początku wgrany system operacyjny satelity Kolejne wersje oprogramowania Oprogramowanie hosta i satelity są niezależne W praktyce aktualizacja oprogramowania satelity jest rzadka, gdyż uruchomionych tam funkcjonalności jest niewiele. OS satelity może być zaktualizowany niezależnie przez wgranie satellite.pie 12

13 Aktualizacja OSa Dwie możliwości: Out-of-band Mgmt (tradycyjnie) In-band z poziomu Hosta (rekomendowany sposób) Dodatkowo w przypadku in-band: Niezależnie przy pomocy poleceń CLI Automatycznie (wraz z aktualizacją OSu hosta) Automatycznie (przy podłączaniu satelity) Przy podłączaniu satelity: Satellite Discovery & Control Protocol wysyła wersję OSa z satelity. Jeśli jest starszy, niż obecny na hoście host wysyła (tftp) obraz OSa 13

14 Przykład konfiguracji 1 2 Definicja satelity i ustawień globalnych Ustawienia mapowania portów matrycy 3 Konfiguracja wirtualnego interfejsu dostępowego: analogicznie to konfiguracji podinterfejsu l2transport na ASR9000. OS sam rozdziela konfiguracje pomiędzy satelitę, a hosta Host Cała konfiguracja wykonywana na hoście 14

15 Konfiguracja ustawienia globalne 1 nv satellite 100 ID satelity description Wielmożny-satelita type asr9000v satellite 101 inne ID satelity description Twój-satelita! type asr9000v 2 interface TenGigE 0/2/0/2 nv satellite-fabric-link satellite 100 remote-ports GigabitEthernet 0/0/0-9 interface bundle-ethernet 10 nv satellite-fabric-link satellite 101 remote-ports GigabitEthernet 0/0/10-19 Minimalna konfiguracja obejmuje sekcję globalną nv. W przypadku braku mapowania portów dostępowych do interfejsów matrycy aplikowane są ustawienia domyślne. 15

16 Konfiguracja interfejsu wirtualnego 3 Satellite-ID/satellite-slot/satellite-bay/satellite-port interface GigabitEthernet 100/0/0/1 ipv4 address interface TenGig 101/0/0/1.1 encapsulation dot1q 101 rewrite ingress tag pop 1 sym interface Bundle-ethernet 200 ipv4 address interface GigabitEthernet 100/0/0/2 bundle-id 200 interface GigabitEthernet 100/0/0/3 bundle-id 200 interface GigabitEthernet 101/0/0/3.10 l2transport encapsulation dot1q 101 second 100 rewrite ingress tag pop 2 sym service-policy output test ethernet oam... Konfiguracja różni się tylko numerem karty. Dostępne te same usługi! 16

18 Klastrowanie urządzeń agregacyjnych Wirtualna warstwa zarządzania rozdystrybuowana na 2 urządzeniach Prosty sposób na dual-homing active/active LAG zamiast MC-LAG Stan wszystkich usług automatycznie synchronizowany na niższej warstwie Brak konieczności uruchamiania dodatkowych protokołów L2/L3 w celu zachowania redundancji między urządzeniami / usługami na nich Niezależne czasy konwergencji w razie awarii 50msec Router L3 (ECMP) Pierścień L2 (MST/REP-AG, G.8032) IP/MPLS Ethernet (MC-LAG) Klaster 18

19 Klastrowanie Control Plane EOBC rozszerzenie na warstwie 1 lub 2 (porty 1GE lub 10GE najlepiej dwa) 0 1 Active RSP Secondary RSP Standby RSP Secondary RSP Control-Plane EOBC (wew) LC LC LC LC LC LC LC LC Inter-chassis data link (L1 connection) Control-Plane EOBC może być przenoszony po L1 lub L2, dwa dedykowane porty na RSP Inter-chassis data link minimum dwa łącza (np. 10GE, 40GE, 100GE) między kartami liniowymi Multicast Oszczędność przepustowości dla modelu dual-home Redundancja -> minimum 2 łącza dla Control-Plane EOBC i dla danych 19

20 Ciekawy przypadek: L2VPN Dual home LACP Active A S Active PW Standby PW A S Active LACP Active/standby MC-LAG 4 PW (3 nie przenoszą ruchu) Wymagane protokoły synchronizacji komplikacja rozwiązania Standby Standby MC-LAG + nibydruty w obu kierunkach Wykorzystanie klastrowania Active/active LAG Jeden PW Awaria łącza / linku zabezpieczona przez LAG + nv -> brak wpływu na PW Brak dodatkowych protokołów synchronizacji 50msec zbieżność niezależna od liczby PW 20

22 Modele wdrożeń 44x1GE Dostęp 4x10GE do hosta 44x1GE Dostęp 4x10GE do hosta Można łączyć model Model 1: Statyczne mapowanie, brak redundancji Dowolny port dostępowy może być związany z dowolnym portem typu uplink. Gdy ulegnie on awarii wszystkie związane z nim porty są wyłączane. Dowolność mapowania Domyślne ustawienia: wszystkie porty związane z pierwszym portem 10GE Model 2: Dynamiczne mapowanie, redundancja Porty dostępowe są związane z LAGiem do hosta Rekomendowane ustawienia: jeden LAG Load-balancing i hashing W przypadku awarii portu do hosta następuje przeliczenie funkcji skrótu dla portów 22

23 Topologia wdrożenia Jeden host, wiele połączeń Phase 1 target Jeden host, połączenia w LAGu Klaster Wiele hostów (klaster), wiele połączeń Klaster Wiele hostów (klaster), połączenia w LAGu 23

24 Połączenie po warstwie drugiej MAC-DA MAC-SA SP-VLAN nv-tag VLANs (OPT) Payload/FCS Phase 1 target Tutaj wychodzi ruch 802.1q Tu już mamy 802.1ad lub QinQ Mapowanie nagłówka nv do wirtualnego portu dostępowego Klaster Możliwy dual-homing z redundancją realizowaną w prosty sposób (active/active LAG to wszystko!) 24

25 Pierścienie i zagnieżdżone pierścienie Phase 1 target Klaster Podłączenie satelitów między sobą + podłączenie do dwóch różnych hostów lub klastra 25

27 Na przykładzie ASR9000 nv ASR9000v nv ASR901 nv ASR903 nv

28 Podsumowanie Ten sam OS i ten sam, pełny zestaw funkcjonalny w każdym urządzeniu sieci AGG (np. VidMon, MoFRR) Uproszczenie sieci brak MC-LAG, ICCP, wielu EoMPLS, brak towarzyszących sesji BFD Łatwy dual-homing 50msec zbieżność Proste zarządzanie (jedno CLI, NMS) Najważniejsze Koszt portów 1GE 28

29 Dziękuję za uwagę! 29