Felhő alapú hálózatok (VITMMA02) Adatközpont hálózati topológiák, Ethernet kiegészítések

Hasonló dokumentumok
Felhő alapú hálózatok (VITMMA02) Hálózati topológiák, Ethernet kiegészítések

Felhő alapú hálózatok (VITMMA02) Hálózati megoldások a felhőben

Újdonságok Nexus Platformon

Felhő alapú hálózatok (VITMMA02) Data Center Bridging, Virtuális hálózati technológiák Dr. Maliosz Markosz

Újdonságok Nexus Platformon

Ethernet. Hozzáférési hálózatoktechnológiák. Moldován István. Department of Telecommunications and Media Informatics

Hálózati réteg. WSN topológia. Útvonalválasztás.

Hálózati Technológiák és Alkalmazások. Vida Rolland, BME TMIT október 29. HSNLab SINCE 1992

Routing IPv4 és IPv6 környezetben. Professzionális hálózati feladatok RouterOS-el

Hálózati réteg. Feladata: a csomag eljusson a célig Több útválasztó Ez a legalacsonyabb rétek, mely a két végpont

Felhő alapú hálózatok (VITMMA02) Virtualizáció

Információs rendszerek üzemeltetése

MAC címek (fizikai címek)

Tájékoztató. Használható segédeszköz: -

Felhő alapú hálózatok (VITMMA02) OpenStack Neutron Networking

Hálózati Technológiák és Alkalmazások. Vida Rolland, BME TMIT november 5. HSNLab SINCE 1992

Felhő alapú hálózatok (VITMMA02) Virtualizáció

Adott: VPN topológia tervezés. Költségmodell: fix szakaszköltség VPN végpontok

Ethernet. Hozzáférési hálózatoktechnológiák. Moldován István. Department of Telecommunications and Media Informatics

routing packet forwarding node routerek routing table

Hálózatok építése és üzemeltetése

III. előadás. Kovács Róbert

Statikus routing. Hoszt kommunikáció. Router működési vázlata. Hálózatok közötti kommunikáció. (A) Partnerek azonos hálózatban

Virtuális magánhálózat Virtual Private Network (VPN)

IP alapú kommunikáció. 3. Előadás Switchek 3 Kovács Ákos

Internet Protokoll 6-os verzió. Varga Tamás

1. Mit jelent a /24 címmel azonosított alhálózat?

Hálózati Technológiák és Alkalmazások

Hálózati Technológiák és Alkalmazások

Az adott eszköz IP címét viszont az adott hálózat üzemeltetői határozzákmeg.

Routing. Számítógép-hálózatok. Dr. Lencse Gábor. egyetemi docens Széchenyi István Egyetem, Távközlési Tanszék

Scafida: egy energiahatékony adatközpont-struktúra

Az Ethernet példája. Számítógépes Hálózatok Az Ethernet fizikai rétege. Ethernet Vezetékek

L2 hálózati összeköttetés megvalósítása IP gerinc felett Cisco OTV technológiával. NETWORKSHOP2010 Debrecen Zeisel Tamás Cisco Magyarország

Két típusú összeköttetés PVC Permanent Virtual Circuits Szolgáltató hozza létre Operátor manuálisan hozza létre a végpontok között (PVI,PCI)

Multiprotocol encapsulation (RFC1483) - IETF Classical IP over ATM (RFC1577) - IETF LAN Emulation (LANE) - ATM Forum Multiprotocol over ATM (MPOA) -

Hálózati Technológiák és Alkalmazások

Számítógépes Hálózatok

Felhő alapú hálózatok (VITMMA02) Hálózat virtualizálás: Overlay hálózatok OpenStack Neutron Networking

SDN a különböző gyártói megközelítések tükrében

Ethernet/IP címzés - gyakorlat

IP anycast. Jákó András BME TIO

7. Feszítőfa protokoll Spanning-tree protocol

Ethernet. Hozzáférési hálózatoktechnológiák. Moldován István. Department of Telecommunications and Media Informatics

VIRTUAL NETWORK EMBEDDING VIRTUÁLIS HÁLÓZAT BEÁGYAZÁS

Hálózati architektúrák laborgyakorlat

A 35/2016. (VIII. 31.) NFM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Routing update: IPv6 unicast. Jákó András BME EISzK

1/13. RL osztály Hálózati alapismeretek I. gyakorlat c. tantárgy Osztályozóvizsga tematika

vezeték nélküli Turi János Mérnök tanácsadó Cisco Systems Magyarország Kft.

Bánfalvy Zoltán, ABB Kft., MEE Vándorgyűlés, Budapest, Ethernet-hálózatok redundanciája IEC és IEC 62439

(Ethernet) Készítette: Schubert Tamás. LAN kapcsolás /1

Számítógép hálózatok

Kommunikációs rendszerek programozása. Switch-ek

V2V - routing. Intelligens közlekedési rendszerek. VITMMA10 Okos város MSc mellékspecializáció. Simon Csaba

A MAC-cím (Media Access Control) egy hexadecimális számsorozat, amellyel még a gyártás során látják el a hálózati kártyákat. A hálózat többi eszköze

A 35/2016. (VIII. 31.) NFM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Dinamikus routing - alapismeretek -

Hálózati ismeretek. Az együttműködés szükségessége:

IP alapú kommunikáció. 4. Előadás Routing 1 Kovács Ákos

Automatikus hálózat felderítés, dokumentálás és vizualizáció. IP Explorer

Hálózatok építése és üzemeltetése

A 35/2016. (VIII. 31.) NFM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Everything Over Ethernet

6. Forgalomirányítás

Számítógép hálózatok gyakorlat

NCS5500 bemutató. Balla Attila

Tájékoztató. Használható segédeszköz: -

Virtual Private Networks Virtuális magánhálózatok

WS 2013 elődöntő ICND 1+ teszt

IP multicast routing napjainkban. Jákó András BME EISzK

SNMP, RSTP. IGMP, VLAN... Biztonságos Apache web szerver (https) Linux alkalmazás hozzáadhatósága

Számítógépes Hálózatok

Ethernet. Szolgáltatások. Moldován István. Department of Telecommunications and Media Informatics. Budapest University of Technology and Economics

Ethernet második rész

Felhő alapú hálózatok (VITMMA02) SDN a felhőben

Hálózati architektúrák laborgyakorlat

Hálózati szolgáltatások OpenStack környezetben

A 35/2016. (VIII. 31.) NFM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

6.óra Hálózatok Hálózat - Egyedi számítógépek fizikai összekötésével kapott rendszer. A hálózat működését egy speciális operációs rendszer irányítja.

Térfigyelő rendszerek hálózati kiépítései. Vezetékes, és vezeték nélküli rendszerek.

Technológiák a Felhő alapú adatközpontokhoz


FORGALOMIRÁNYÍTÓK. 6. Forgalomirányítás és irányító protokollok CISCO HÁLÓZATI AKADÉMIA PROGRAM IRINYI JÁNOS SZAKKÖZÉPISKOLA

Forgalomirányítás (Routing)

Hálózati alapismeretek

Hálózatok építése és üzemeltetése

Hálózati réteg - áttekintés

Informatikai hálózattelepítő és - Informatikai rendszergazda

Tájékoztató. Használható segédeszköz: -

Dr. Wührl Tibor Ph.D. MsC 04 Ea. IP kapcsolás hálózati réteg

Internet használata (internetworking) Készítette: Schubert Tamás

Hálózati architektúrák és Protokollok Levelező képzés - 1. Kocsis Gergely

2. ÁLTALÁNOS HÁLÓZATI TRENDEK

Élet Spanning Tree nélkül

az egyik helyes választ megjelölte, és egyéb hibás választ nem jelölt.

Hálózat szimuláció. Enterprise. SOHO hálózatok. Más kategória. Enterprise. Építsünk egy egyszerű hálózatot. Mi kell hozzá?

Tájékoztató. Használható segédeszköz: -

IP alapú kommunikáció. 6. Előadás MPLS Kovács Ákos

Az internet ökoszisztémája és evolúciója. Gyakorlat 4

Átírás:

Felhő alapú hálózatok (VITMMA02) Adatközpont hálózati topológiák, Ethernet kiegészítések Dr. Maliosz Markosz Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki és Informatikai Kar 2018. tavasz 1

Hálózati topológiák» 3 szintű hierarchia: ToR, aggregáló, központi kapcsoló» lapos(abb) topológia, 2 szint: ToR és központi kapcsoló» egy nagy kp.-i kapcsoló: költséges, limitált portszám» pl. egy 128 portos GbE kapcsoló ára kb. 100-szorosa egy 48 portosénak 2018.tavasz 2

Adatközpont forgalmi minták» Forgalom iránya» észak-dél: szerverek és központi kapcsoló» kelet-nyugat: szerverek közötti» pl. VM migrálás, háttértár replikálás» Kérés-válasz» régen: egy kliens kérésre egy szerver válaszol» ma: egy kérés szerverek egymás közötti interakciójával kapunk választ» pl. egy Google map keresés esetén» a címet egy helyi kereső kiszolgáló felé továbbítani» az eredmény alapján a térkép szervertől a térkép adatokat lekérni» közeli helyek keresése és megjelenítése» a kliens előzményeinek lekérdezése» ez utóbbi alapján célzott hirdetés megjelenítése 2018.tavasz 3

Hálózati topológiák» Redundancia és/vagy terheléselosztás» kettős csillag 2018.tavasz 4

Fat-tree topológia» Fat-tree» 1:1 oversubscription» felfelé egyre nagyobb sávszélesség» nem praktikus: változó portszám» Többfokozatú kapcsolás» Charles Clos 1952, telefonhálózatra» Összehajtott többfokozatú kapcsolás» folded Clos» ki és bemenet összevonva» ezt is fat-tree-nek nevezik 2018.tavasz 5

Fat-tree topológia az adatközpontban» teljes szövevény: vezetékezés komplex» levél és gerinc kapcsolók» terheléskiegyenlítés a gerinc kapcsolókon, ECMP» azonos eszközökből felépíthető» N portos azonos kapcsolók» levél: N/2 lefelé, N/2 felfelé (max. N/2 db gerinc kapcsoló) 1:1 oversubscription» ezért nevezik fat-tree-nek» gerinc: N port max. N db levél kacsoló» összesen max.» 1,5xN db kapcsoló» NxN/2 db szerver a levél kapcsolókhoz csatlakoztatva 2018.tavasz 6

Fat-tree topológia az adatközpontban» Terheléskiegyenlítés» ideálisan: forgalom egyenletes szétosztása a gerincen» valóság» folyam alapú terheléselosztás» round robin» hash» jumbo keretek (9kB)» levél kapcsolók nincsenek koordinálva» Hibatűrés» gerinc kapcsoló meghibásodás» összes összeköttetés él csökkentett sávszélességgel» levél kapcsoló meghibásodás» a kapcsolódó szerverek elérhetetlenek» védekezés: két hálózati kártya, két különböző levél kapcsolóhoz 2018.tavasz 7

Fat-tree topológia az adatközpontban» Egy séma» k portos kapcsolók» k csoport (pod)» k/2 edge és aggr. kapcsoló / csoport» core kapcsoló mindegyik csoporthoz csatlakoztatva» k/2-es egységenként az aggr. kapcsolókhoz» k * k/2 * k/2 = k 3 /4 szerver» k*k+ (k/2) 2 = 5/4 k 2 kapcsoló» (k/2) 2 ECMP út» ábra: k=4» k=48» 27 648 szerver» 2 880 kapcsoló» 576 ECMP út 2018.tavasz 8

L2 topológia szerinti címzés» Portland» Pseudo MAC (PMAC)» topológia alapján:» pod:pozíció:port:vmid» Fabric manager» ARP kérések kezelése» Location Discovery Protocol 2018.tavasz 9

Hibrid hálózat: szerver és kapcsolók» Rekurzív topológia modell: DCell» Inkrementális bővítés» Szintek» 0. szint: n szerver és 1 kapcsoló» k+1. szint: k. szint szervereinek száma +1 db k szintű cellák összekötve teljes szövevényben» Hibrid megoldás» cellán belül a kapcsolón keresztül» cellán kívül a szervereken, mint útválasztókon keresztül» először a kezdő és végpontot tartalmazó két azonos szintű cella közötti, majd a cellákon belüli út meghatározása» nem min hop» Robusztus» sok alternatív út» Teljesítmény» átviteli sávszélesség függ a hálózat méretétől» több köztes pont 2018.tavasz 10

Hibrid hálózat: szerver és kapcsolók» BCube: konténer alapú moduláris adatközpont egységek számára» 1000-es nagyságrendű szerver» Jellemzők» fokozatos teljesítménycsökkenés hiba esetén» kis átmérőjű hálózat» sok párhuzamos kapcsolat a szerverek között» forrásból számított utak» többutas» hálózati próbák» Rekurzív topológia modell» Szintek» 0.: n szerver egy n portos kapcsolóval összekötve» k.: n db k-1. szintű BCube és n k n portos kapcsoló» k. szinten» n k+1 szerver» szerverek: k+1 port» k+1 szint kapcsolókból, minden szinten n k n portos kapcsoló 2018.tavasz 11

Jellyfish topológia» Véletlen gráffal köti össze a ToR kapcsolókat» Inkrementális bővítés» Különböző portszámú kapcsolók» Előnyök» az átlagos úthossz kisebb» ugyanannyi kapcsolóval több szervert összeköt, mint a fattree 2018.tavasz 12

Sávszélesség kihasználás» Ethernet Spanning Tree Protocol» feszítőfa: kihasználatlan kapacitások» Rapid STP (RSTP)» Multiple STP (MSTP)» tetszőleges és változó topológiára ideális» Adatközpontokban ez nem ideális» strukturált és nem gyakran változó hálózat» megoldások» Equal Cost MultiPath (ECMP) útvonalválasztás» Shortest Path Bridging (SPB)» Transparent Interconnection of Lots of Links (TRILL) 2018.tavasz 13

ECMP» Equal Cost MultiPath» nem igazán alkalmazzák általánosan» ha az utak találkoznak a célnál, akkor csak a komplexitás nő, a sávszélesség kihasználás nem» virtuális hálózat fizikai hálózat 2018.tavasz 14

Shortest Path Bridging» Előzmények: Carrier Ethernet» Provider Bridging (PB) 802.1ad» Provider Backbobe Bridging (PBB) 802.1ah» Shortest Path Bridging (SPB) 802.1aq 2018.tavasz 15

Carrier Ethernet Ethernet a szolgáltatói hálózatban (MAN, WAN)» Ethernet szolgáltatás több előfizetőnek» előfizetők szeparálása» hierarchiaszintek bevezetése» előfizetői VLAN információ megtartása» szolgáltatás példányok (előfizetők) szeparálása (PB)» Q-in-Q: Customer tag, Service tag» két VLAN ID (VID)» 4096 szolgáltatás példány (felső korlát)» szolgáltatói és előfizetői címtér szeparálás (PBB)» MAC-in-MAC: külön címtartomány» a szolgáltató kapcsolóinak nem kell az előfizetői címeket kezelnie» service tag: 24 bites I-SID (service identifier) 16M szolg. példány» a szolgáltatás és transzport réteg szétválasztva: I-SID és B-VID 2018.tavasz 16

Carrier Ethernet» Virtuális hálózatok leképezése a határon» C-VID S-VID I-SID B-VID» Edge Brigdes» A maghálózatban VLAN ID és cél MAC alapján» Core Bridges 2018.tavasz 17

Shortest Path Bridging» STP helyettesítése új vezérlő síkkal» link state protokoll hirdeti a topológiát és a logikai hálózat tagságot» Intermediate System to Intermediate System (IS-IS) kiegészítésekkel» közvetlenül L2 rétegben fut, nem kell IP cím, mint az OSPF-ben» automatikus link állapot felderítés» nincsenek blokkolt portok, linkek» equal cost multiple shortest paths kihasználása» minden forrás legrövidebb utakból álló fát számít» szimmetrikus oda-vissza utak» PB SPB Vlan ID (SPBV)» PBB SPB MAC (SPBM)» gyártók: Avaya, Huawei, Alcatel-Lucent 2018.tavasz 18

STP vs. SPB 2018.tavasz 19

SPB 2018.tavasz 20

TRILL» Transparent interconnection of lots of links» RBridge: routing bridge» többutas (ECMP) alagutak L2 tartomány felett» link state protokoll segítségével: IS-IS» TLV segítségével új adattípusok» plusz fejlécek» TRILL» hop count» RBridge ingress, egress nickname» külső Ethernet fejléc» RBridge source, destination MAC» VLAN tag» a tranzit/relay RBridge-ek a külső Ethernet fejlécet cserélik (swap) a next hop RBridge MAC címére» standard Ethernet kapcsolók a külső MAC cím alapján továbbítanak» gyártók: Cisco, Brocade 2018.tavasz 21

TRILL Ingress Egress 2018.tavasz 22

SPB vs. TRILL SPB TRILL Szabványosító testület IEEE IETF Adattovábbítás Ethernet kapcsolás nincs MAC cím csere RBridge nickname alapján MAC címek cseréje hop-by-hop Virtuális hálózatok SPBM: 16 millió 4096, opcionális fejléccel 16 millió Megvalósítás Hurok kezelése Meglévő, alacsony költségű Ethernet ASIC Reverse Path Forward Checking (RPFC) Új hardver RPFC + hop count ECMP Igen, 16 ág Igen, 16 ág 2018.tavasz 23

Reverse Path Forward Checking» a forrás cím ellenőrzése, hogy beérkezett interfészen visszairányba van-e bejegyzés az útvonalválasztási táblában, vagyis a legrövidebb úton érkezett-e» ha igen: továbbít» ha nem: eldob» feltételek» útvonalválaszatási tábla korrekt és konvergált állapotban» szimmetrikus oda-vissza utak» unicast és multicast 2018.tavasz 24

Források» Shortest Path Bridging, IEEE 802.1aq, Tutorial and Demo, NANOG 50 Oct 2010, Peter Ashwood-Smith, Huawei» Radhika Niranjan Mysore, Andreas Pamboris, Nathan Farrington, Nelson Huang, Pardis Miri, Sivasankar Radhakrishnan, Vikram Subramanya, and Amin Vahdat. PortLand: a scalable fault-tolerant layer 2 data center network fabric. SIGCOMM Comput. Commun. Rev. 39, 4 (August 2009)» Ankit Singla, Chi-Yao Hong, Lucian Popa, and P. Brighten Godfrey. 2012. Jellyfish: networking data centers randomly. In Proceedings of the 9th USENIX conference on Networked Systems Design and Implementation (NSDI'12). USENIX Association, Berkeley, CA, USA. 2018.tavasz 25