Laboratorium Zarządzania. Janusz Granat, Wojciech Szymak

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Laboratorium Zarządzania. Janusz Granat, Wojciech Szymak"

Zuzanna Stefaniak
7 lat temu
Przeglądów:

1 Laboratorium Zarządzania Janusz Granat, Wojciech Szymak

2 Laboratorium Zarządzania Laboratorium Zarządzania obejmuje infrastrukturę do prowadzenia badań eksperymentalnych nad nowoczesnymi rozwiązaniami dotyczącymi zarządzania sieciami teleinformatycznymi.

3 Problemy badawcze - przykłady 5G AGM (Agile Management Frameworks) Redukcja czynności manualnych przy zarządzaniu sieciami (wspomaganie pracy administratorów sieci) Sieci samoorganizujące się(e.g. Self-organising networks SON, Automated Network Organisation - ANO) SLM (Service Level Management), pomiary jakości usług i infrastruktury sieciowej Powiązanie sieci SDN(Software Network Management) z autonomicznym zarządzaniem zasobami SDN SDN dla chmur obliczeniowych (e.g. Dynamic Graph Query Primitives for SDN-based Cloud Network Management) Analiza danych w czasie rzeczywistym na potrzeby zarządzania 3

4 Zakres tematyczny eksperymentów Laboratorium zarządzania umożliwia prowadzenie szerokiego zakresu eksperymentów dotyczących między innymi: metod zarządzania dla sieci sterowanych programowo SDN algorytmów i metod zarządzania zasobami metod wymiarowania i optymalizacji w połączeniu z automatyczna konfiguracją zasobów analizy i testowania algorytmów w oparciu o narzędzia symulacyjne badania wydajności różnych kontrolerów SDN i elementów płaszczyzny danych współpracy różnych platform sprzętowych i programowych SDN

Wyposażenie Laboratorium Zarządzania Laboratorium oferuje szeroki zakres urządzeń: przełącznik Bare Metal: 1x QuantaMesh BMS T1048-LB9 przełącznik SDN/OpenFlow: 1x Pica8 P-3297 serwery

5 Wyposażenie Laboratorium Zarządzania Laboratorium oferuje szeroki zakres urządzeń: przełącznik Bare Metal: 1x QuantaMesh BMS T1048-LB9 przełącznik SDN/OpenFlow: 1x Pica8 P-3297 serwery wirtualizacyjne: platforma sprzętowa: 5x HP ProLiant DL380 Gen9 platforma wirtualizacyjna: Ubuntu Server + KVM serwery wieloprocesorowe z obsługą DPDK (Data Plane Development Kit): platforma sprzętowa: 2x HP ProLiant DL380 Gen9 2x HP Ethernet 10Gb 2-port 560SFP+ Adapter 2x HP Ethernet 1Gb 4-port 366T Adapter 1x HP Ethernet 1Gb 4-port 366FLR Adapter serwer infrastruktury VDI (Virtual Desktop Infrastructure): platforma sprzętowa: Dell PowerEdge R730 platforma wirtualizacyjna: Windows Server 2012 R2 Datacenter / Hyper-V serwery z kartami FPGA: 4x NetFPGA-1G / Xilinx Virtex-II Pro 50 serwer NAS (archiwizacja eksperymentów): QNAP TS-EC1280U terminale VDI: 4x Dell Wyse 7020 Laboratorium Zarządzania - serwerownia

6 Eksperyment Badanie stabilności i wydajności sieci złożonej z różnych wersji przełącznika programowego Open vswitch w heterogenicznym środowisku sprzętowym złożonym z: węzłów fizycznych SDN: oprogramowanie przełącznika: Open vswitch węzłów wirtualnych SDN: oprogramowanie przełącznika: Open vswitch emulowanych sieci SDN: oprogramowanie emulatora: Mininet oprogramowanie przełącznika: Open vswitch emulowane urządzenia: przełączniki OpenFlow hosty (serwery / terminale) kontrolera SDN: oprogramowanie kontrolera: Ryu

Płaszczyzna zarządzania całość eksperymentu zarządzana zdalnie z maszyny zarządzającej (lub kontrolera) zdalne tworzenie przełączników na węzłach fizycznych i wirtualnych (ovs-vsctl) zdalne tworzenie

7 Płaszczyzna zarządzania całość eksperymentu zarządzana zdalnie z maszyny zarządzającej (lub kontrolera) zdalne tworzenie przełączników na węzłach fizycznych i wirtualnych (ovs-vsctl) zdalne tworzenie całych emulowanych w Mininet sieci (Mininet ITL REST API): tworzenie i parametryzacja węzłów tworzenie i parametryzacja łączy podłączanie węzłów do interfejsów fizycznych uruchamianie i zatrzymywanie emulacji uruchamianie procesów na węzłach

8 Platforma sprzętowo-programowa Eksperyment zrealizowano na następujących platformach sprzętowych i programowych: węzły fizyczne SDN: platforma sprzętowa: Pica8 P-3297 system operacyjny przełącznika: PicOS węzły wirtualne SDN: platforma sprzętowa : HP ProLiant DL380 Gen9 wirtualizacja: Ubuntu Server , KVM system operacyjny przełącznika: Ubuntu Server sieci emulowane SDN: platforma sprzętowa : HP ProLiant DL380 Gen9 system operacyjny emulatora: Ubuntu Server kontrolera SDN: platforma sprzętowa : HP ProLiant DL380 Gen9, system operacyjny kontrolera: Ubuntu Server HP ProLiant DL380 Gen9 Pica8 P-3297

9 Topologia sieci Fizyczna Logiczna Kontroler SDN (VM) srv21.il (Mininet) sdnsrv11.il Pica8 P-3297 sdnsw10.il srv22.il (Open vswitch VM) srv24.il (Open vswitch VM) srv25.il (Mininet) srv23.il (Mininet)

10 Tworzenie forwarderów Maszyna zarządzająca Mininet ITL REST API Węzeł emulatora ovs-vsctl Uruchomienie węzła fizycznego na platformie Pica8 P-3297 Uruchomienie węzła wirtualnego na platformie HP ProLiant DL380 Gen9

$reguły w forwarderze Przykładowy algorytm: Inicjalizacja (dla każdego przełącznika): // zainicjuj słownik z mapowaniem adresu mac na numer portu mac_to_port[dpid] = {} // zapamiętaj adresy własne$ przełączników switch_mac[dpid][mac] = port_no akcje po otrzymaniu pakietu: // switch nie zna adresu źródła If eth_src not in mac_to_port[dpid] then // zapamiętaj port z którego przyszedł

przełączników switch_mac[dpid][mac] = port_no akcje po otrzymaniu pakietu: // switch nie zna adresu źródła If eth_src not in mac_to_port[dpid] then // zapamiętaj port z którego przyszedł

11 Forwardowanie ruchu Prosty mechanizm przełączania: implementuje przełącznik uczący się działa w płaszczyźnie sterowania (kontroler SDN) obsługuje pętle w sieci nie obsługuje zmiany topologii zapisuje reguły w forwarderze Przykładowy algorytm: Inicjalizacja (dla każdego przełącznika): // zainicjuj słownik z mapowaniem adresu mac na numer portu mac_to_port[dpid] = {} // zapamiętaj adresy własne przełączników switch_mac[dpid][mac] = port_no akcje po otrzymaniu pakietu: // switch nie zna adresu źródła If eth_src not in mac_to_port[dpid] then // zapamiętaj port z którego przyszedł mac_to_port[dpid] = in_port // pakiet wysłany przez switch wrócił (pętla) if eth_src in switch_mac[dpid]: DROP // add-flow // pakiet od hosta eth_src otrzymano na innym porcie niż za pierwszym razem else if mac_to_port[dpid][eth_src]!= in_port: // switch nie zna jeszcze adresu docelowego // (nie otrzymał nigdy pakietu od hosta, który jest celem // aktualnie przetwarzanego pakietu) if eth_dst not in mac_to_port[dpid]: DROP // add-flow // switch zna adres docelowy if eth_dst in mac_to_port[dpid]: Out_port = mac_to_port[dpid][eth_dst] OUTPUT: out_port // add-flow else: OUTPUT: FLOOD

12 Podgląd kontrolera

13 Podgląd ruchu

14 Wydajność forwardowania reguły przełączania ustawione na forwarderach przed rozpoczęciem testu kontroler nie bierze aktywnego udziału w teście ruch testowy: generowany przez iperf3 wielkość ramki: 1538 bajtów (L1 z IFG) wyłączone mechanizmy offloadingu (TSO, GSO, GRO) szybkość generowania: UDP: Gbps (L1) TCP: max różne typy i długości ścieżek: ścieżki między serwerami srv-3x oraz terminalami h-3x nie wychodzą poza Mininet pozostałe przechodzą przez fizyczne łącze 1Gbps Zawartość ramki: ethernet + IPv4 + UDP + data Klient (src) Klient (src) UDP Serwer (dst) [L1 Mbps] srv-34 srv-35 srv-51 srv-52 srv-53 h h h h h h h h Zawartość ramki: ethernet + IPv4 + TCP + data TCP Serwer (dst) [L3 Mbps] srv-34 srv-35 srv-51 srv-52 srv-53 h h h h h h h h

15 Wydajność forwardowania (action=controller) brak stałych reguły przełączania kontroler bierze aktywny udział w teście każdy pakiet obsługiwany na kontrolerze ruch testowy: generowany przez iperf3 wielkość ramki: 1538 bajtów (L1 z IFG) wyłączone mechanizmy offloadingu (TSO, GSO, GRO) szybkość generowania: UDP: adaptacyjnie TCP: max różne typy i długości ścieżek: ścieżki między serwerami srv-3x oraz terminalami h-3x nie wychodzą poza Mininet pozostałe przechodzą przez fizyczne łącza 1Gbps Zawartość ramki: ethernet + IPv4 + UDP + data Klient (src) Klient (src) UDP Serwer (dst) [L1 Mbps] srv-34 srv-35 srv-51 srv-52 srv-53 h h h h h h h h Zawartość ramki: ethernet + IPv4 + TCP + data TCP Serwer (dst) [L3 Mbps] srv-34 srv-35 srv-51 srv-52 srv-53 h h h h h h h h

16 Wydajność forwardowania (action=controller) Uzyskana przepływność dla TCP na różnych typach ścieżek w zależności od długości ścieżki: Przepływność [L1 Mbps] Mininet Pica8 Virtual Długość ścieżki

17 Wydajność forwardowania brak stałych reguły przełączania kontroler bierze aktywny udział w teście każdy pakiet obsługiwany na kontrolerze ruch testowy: generowany przez iperf3 zawartość ramki: ethernet + IPv4 + UDP + data wielkość ramki: 1538 bajtów (L1 z IFG) wyłączone mechanizmy offloadingu (TSO, GSO, GRO) szybkość generowania: zgodnie z tabelą predefiniowany flow: h-11 (Mininet) sw-12 (Mininet) sw-11 (Mininet) sw-01 (Pica-8) sw-51 (Mininet) srv-51 (Mininet) (action=controller) Analiza ścieżki przechodzącej przez Pica8 Szybkość generowania (klient) [L1 Mbps] Szybkość odbierania (serwer) [L1 Mbps] Liczba ramek które dotarły Liczba ramek które nie dotarły Procent strat 0,1 0, ,0% 0,2 0, ,9% 0,4 0, ,9% 0,6 0, ,3% 0,8 0, ,3% 1, ,8% 2,1 1, ,9% 3,1 2, ,9% 4,2 3, ,4% 5,2 3, ,3% 6,3 4, ,5% 7,3 5, ,1% 8,3 5, ,7% 9,4 7, ,3% 10,4 7, ,2% 11,5 8, ,0% 11,7 8, ,1% 12,0 8, ,7% 12,3 8, ,4% 12,5 8, ,2% 13,6 7, ,0% 14,6 7, ,8% 15,6 6, ,3% 20,9 5, ,4% 52,0 1, ,8% 104,2 0, ,1% 208,0 0, ,7% 521,6 0, ,9% 1032,0 0, ~100,0%

18 Wydajność forwardowania (action=controller) Analiza ścieżki przechodzącej przez Pica8 Straty przy forwardowaniu przez kontroler dla ścieżki przechodzącej przez przełącznik Pica8: liczba ramek , Szybkość bitowa generowanego strumienia [L1 Mbps] Ilość liczba ramek które dodarły dotarły Ilośc liczba ramek które nie nie dotarły

Podobne dokumenty

Laboratorium SDN Łukasz Łopatowski Seminarium PL-LAB2020, Warszawa,

Laboratorium SDN Łukasz Łopatowski, Michał Giertych Łukasz Ogrodowczyk (Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe) Seminarium PL-LAB2020, Warszawa, 23.03.2017 Plan Idea sieci programowalnych Architektura