GigabitEthernetem routera agregacyjnego do nieznanych zakątków Polski. Krzysztof.Konkowski@cisco.com CCIE #20050 RS, SP

GigabitEthernetem routera agregacyjnego do nieznanych zakątków Polski Krzysztof.Konkowski@cisco.com CCIE #20050 RS, SP

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Konfiguracja interfejsu wirtualnego 3 Satellite-ID/satellite-slot/satellite-bay/satellite-port interface GigabitEthernet 100/0/0/1 ipv4 address 2.2.2.2 255.255.255.0 interface TenGig 101/0/0/1.1 encapsulation dot1q 101 rewrite ingress tag pop 1 sym interface Bundle-ethernet 200 ipv4 address 1.1.1.1 255.255.255.0 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

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

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

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

Modele wdrożeń 44x1GE Dostęp 4x10GE do hosta 44x1GE Dostęp 4x10GE do hosta Można łączyć model 1 + 2 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

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

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

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

Na przykładzie ASR9000 nv ASR9000v nv ASR901 nv ASR903 nv http://www.cisco.com/en/us/prod/collateral/routers/ps9853/data_sheet_c78-501767.html http://www.cisco.com/en/us/prod/collateral/routers/ps9853/data_sheet_c78-673744.html http://www.cisco.com/en/us/prod/collateral/routers/ps10912/ps12077/data_sheet_c78-686453.html http://www.cisco.com/en/us/prod/collateral/routers/ps10912/ps11610/data_sheet_c78-685686.html 27

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

Dziękuję za uwagę! 29