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Innovating
Openstack Network with
SDN solution
OpenStack Days Korea 2016
박성용
2016. 02. 18

2
What KulCloud Offers
Network Solution
for
Cloud
SDN (Software Defined Network) 이라고 하는 기술을 이용해 클라우드에서
필수적인 네트워크 솔루션을 싸게 (Low cost), 쉽게 (Plug-n-Play easiness),
유연하게(Agile) 하게 만드는 플랫폼과 Managed 서비스를 제공하는 회사

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What KulCloud Offers
2012년12월26일 한국경제
<글로벌 SDN 포털 집계 (www.sdncentral.com) >
• 쿨클라우드가 운영하는 오픈소스 SDN 프로젝트
OpenMuL이 글로벌 Top 10 (2015. 10)
• 아시아에선 단 2회사
- KulCloud, NTT (일본 국영전화회사)
- 나머지는 모두 실리콘밸리 소재
글로벌 회사
VMware
Cisco, Ericsson, etc
표준화 기관
Juniper
쿨클라우드의 SDN 오픈소스 프로젝트
www.sdncentral.com

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Distributed Controller
(분산제어기)
기존 시스코, 주니퍼
장비 제어
Fabric 및 모니터링
어플리케이션
Virtual Router
(쿨클라우드 가상라우터)
Top10 중에 제어기가 4개
• 각 오픈 소스 SDN 제어기 프로젝트는 특별히 Focus 하는 기술이 있음
• Kulcloud 는 유연한 가상라우터 (scale-out virtual router) 플랫폼에 집중
- 패브릭, 분산제어기, 기존 장비제어 등도 지원
Open
Closed
ApplicationInfra Management

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클라우드에서 생기는 재미 있는 일 (1/6)
네트워크 장비
서버
• 클라우드 서비스를 제공하기 위해
데이터센터를 구축하는데, 새로 출시된 장비를
이용해 구축… 왜? Why???
네트워크 장비는 이전에도 많았는데, 왜 새로
출시된 장비를 사야 되지????

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클라우드에서 생기는 재미 있는 일 (2/6)
•전송 및 다양한 라우팅 알고리즘에 최적화 된
장비
500G-20 Tbps 정도 속도 나옴
라우팅 알고리즘은 1천만-2천만 line
정도 되는 소프트웨어로 구성
•네트워크 장비는 사용이 워낙 어려워 사용자
자격 시험까지 있음 (CCIE, CCNA, etc)
 3년 이상 공부해야 자격증 딸 수 있음
500Gbps~20 Tbps 전송 속도
일반적 (예전) 장비 예전에 나왔던 장비란?

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•사용자용 소프트웨어 기능이 대폭 향상
 Service Oriented Architecture (SOA) 지원
 장비 내부에 서비스 기능 구현
 사용자는 API를 통해 이를 Call 하는 방식
• 기존 장비 기능을 Underlay라 하고 사용자용
서비스를 (가상네트워크, 오버레이망,
가상라우터 등) Overlay라 함
•클라우드에 정말 필요한 라우팅 알고리즘은
10개 정도
 기존 장비는 5500개쯤 됨. 헉…
클라우드에서 생기는 재미 있는 일 (3/6)
사용자는 네트워크 구성 시
마우스로 몇 번 클릭 하면
끝
클라우드용 장비는
뭐가 다를까?

8
MPLS/VPN Internet
Layer 3
eBGP
Layer 3
OSPF
L2/L3 Edge
Cluster
Flat L2
Network
Underlay Network: 데이터센터의 예
•사용자용 소프트웨어 기능이 대폭 향상
 Service Oriented Architecture (SOA) 지원
 장비 내부에 서비스 기능 구현
 사용자는 API를 통해 이를 Call 하는 방식
• 기존 장비 기능을 Underlay라 함
• 사용자용 서비스를 (가상네트워크,
오버레이망, 가상라우터 등) Overlay라 함
•클라우드에 정말 필요한 라우팅 알고리즘은
10개 정도
 기존 장비는 5500개쯤 됨 (RFC 5400개 이상)
클라우드에서 생기는 재미 있는 일 (4/6)

9
클라우드에서 생기는 재미 있는 일 (5/6)
MPLS/VPN Internet
Layer 3
eBGP
Layer 3
OSPF
L2/L3 Edge
Cluster
Any vendor
Flat L2
Network
Underlay와 Overlay: 데이터센터의 예
VM VM VM
Underlay Overlay

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클라우드에서 생기는 재미 있는 일 (6/6)
일반적 (예전) 장비
요즘 (신규) 장비
자동화 되고 쓰기 쉬워짐
클라우드용 라우터에선 속도 보다
사용하기 편하고 확장 가능한 것이 더 중요해지고,
차별화 포인트가 됨

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New Trends
WhiteBox (공기계) 스위치의 등장

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WhiteBox Switch
•하드웨어의 Operating System 교체 가능
 Disaggregated Solution
 다양한 기능을 가진 OS 등장
 SDN환경, LINUX 환경 (Open Network Linux),
일반 라우터 CLI 등 환경제공
• 기존 SDN 환경, Linux 환경에서 동작하던
프로그램을 그대로 사용 가능
 Reusability
 기존 NMS, Config Tool 등 그대로 사용가능
 오픈스택 뉴트론처럼 변경이 많고 개발이
진행 중인 상황에 적합
• LINUX에서 프로그램 개발하듯이 신규
네트워크 기능 개발 가능
 재 교육 없이 기존 개발인력 활용 가능

CPU
(PowerPC, x86)
Misc Hardware
(Fans, LED controllers, SFP,
sensors, power supplies)
Packet Forwarding Chip
(ASIC)
Hardware
Platform
Applications
ONL Linux Kernel Includes extra drivers: I2C,
MUX, mngt Ethernet, etc.
Broadcom SDK
(others coming soon)
Open Network Linux
Platform Abstraction Layer
Platform Specific
Drivers
Including: Optics
OFDPA
Platform Specific ASIC Drivers
Open
NSL
ORC
BRCM
OCP Switch Hardware: Facebook Wedge, IM Niagara, Accton 6712, 7712,
Dell S6000-ON, Quanta LY6, etc.
Open
Route
Cache
Indigo
OpenFlo
w Agent
Your
OFDPA
App HERE
Facebook
FBOSS
Your
OpenNSL
App HERE
SAI
Interfac
e
Your SAI
App HERE
Quagg
a
Installe
r
(ONIE)
ONL Arch Diagram GoBGP
Source: OCP Tech meeting 2015

CPU
(PowerPC, x86)
Misc Hardware
(Fans, LED controllers, SFP,
sensors, power supplies)
Packet Forwarding Chip
(ASIC)
Hardware
Platform
Applications
ONL Linux Kernel Includes extra drivers: I2C,
MUX, mngt Ethernet, etc.
Broadcom SDK
(others coming soon)
Open Network Linux
Platform Abstraction Layer
Platform Specific
Drivers
Including: Optics
OFDPA
(Ext’d)
Platform Specific ASIC Drivers
Open
NSL
ORC
BRCM
OCP Switch Hardware: Facebook Wedge, IM Niagara, Accton 6712, 7712,
Dell S6000-ON, Quanta LY6, etc.
Open
Route
Cache
Indigo
OpenFlo
w Agent
KulCloud
PRISM
OF-DPA
agent
Facebook
FBOSS
Your
OpenNSL
App HERE
KulCloud
SAI
Interface
KulCloud
SAI
MPLS
Installe
r
(ONIE)
KulCloud PRISM Router BGP,
OSPF etc
Source: OCP Tech meeting 2015

ONOS
ONL/OpenFlow on Project Atrium
(예: 라우터 만들기 프로젝트)
vlan z
BRCM ASIC
OF-DPA
Indigo OF Agent
OF-DPA API
OpenFlow 1.3
OCP
Software
-
ONL
ONIE
OCP Bare Metal Hardware
BRCM SDK API
OCP: Open Compute Project; ONL: Open Network Linux; ONIE: Open Network Install Env;
BRCM: Broadcom Merchant Silicon ASICs; OF-DPA: OpenFlow Datapath Abstraction
OFDPA Driver
Peering Application
Quagga BGP
Source: OCP Tech meeting 2015

16
ONOS
BRCM ASIC
OF-DPA
Indigo OF Agent
OF-DPA API
OpenFlow 1.3
OCP
Software
-
ONL
ONIE
OCP Bare Metal Hardware
BRCM SDK API
OFDPA Driver
Peering Application
Quagga BGP
OpenMUL
BRCM ASIC
OF-DPA
Indigo OF Agent
OF-DPA API
OpenFlow 1.3
OCP
Software
-
ONL
ONIE
OCP Bare Metal Hardware
BRCM SDK API
OFDPA Driver
Peering Application
Quagga BGP, OSPF, & MPLS
KulCloud ONOS
가상 라우터

17
OpenMUL
vlan z
BRCM ASIC
OF-DPA
(100k-1mil flow)
Indigo OF Agent
OF-DPA API
OpenFlow 1.3
OCP
Software
-
ONL
ONIE
OCP Bare Metal Hardware
BRCM SDK API
OFDPA Driver
Peering Application
BGP, OSPF, MPLS etc
KulCloud PRISM Compatible HW/SW

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New Trends
SDN과 WhiteBox의 만남

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SDN 기능을 이용해 기존 HW 장비를 오픈스택 Neutron에 연동
전용 HW로 만들던 장비를 일반 서버+Linux 환경
에서도 동작하게 포팅한 모듈이나, 이미 NFV로 변환한
모듈이 있어야 함
Whit Box
Switch
Router Load
Balancer
Monitoring
FirewallDPI
LBRouter
DPI
Linux에서
동작하도록
포팅 필요 NFV
Firewall
NFV
NFV
Monitoring
NFV NFV

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SDN 기능을 이용해 기존 HW 장비를 오픈스택 Neutron에 연동
쿨클라우드 Agent를 Linux에
Install 하고 간단한 연동 작업을 하면
실제 전송을
고성능 Whitebox 스위치가 하도록
알아서 연동해 줌.
LBRouter
DPI
NFV
Firewall
NFV
NFV
Monitoring
NFV NFV
Linux에 존재하는 가상인터페이스들이
물리 장비의 실제 Port에 정확히
연동된다

21
• 쿨클라우드 프리즘은 리눅스 환경에서 라우터를(L3) 중심으로 LB, FW, DPI 등
L4-L7 기능을 통합할 수 있는 SDN 플랫폼
• L4-L7 기능과의 연동은 Traffic Steering으로 구현.
• Bottleneck은 L3 이기 때문에 L3는 Whitebox로 HW 포워딩
쿨클라우드 프리즘
Cheap Whitebox Switch
Cheap Whitebox Switch
A
A
A
A
Dedicated SDN Controller
IP
S
F
W
L
B
R
T
Slice 1
Internet
Slice 2
Slice N
IP
S
F
W
L
B
R
T
IP
S
F
W
L
B
R
T
Internet
Internet
L
R(CP) M
DPI
FW FW
R(DP)

22
• 쿨클라우드 프리즘과 COTS 서버, Whitebox 스위치를 연동해 캐리어급
(L4-L7 기능 통합된) 서비스 라우터 제작 가능
• 서버 1대 당 가상 L3 라우터 100개 생성 가능
• SDN제어기의 분산 기능 사용시 최대 100대의 제어서버 연동 가능
• SDN 제어기 당 최대 4000+개의 라우터 포트 생성가능
• 1.2 Tbps Whitebox Switch 60대 통합 가능 (72 Tbps Throughput)
쿨클라우드 프리즘
Cheap Whitebox Switch
Cheap Whitebox Switch
A
A
A
A
Dedicated SDN Controller

23
: SDN Based Middleware for open networking
PRISM 장점 #1 – 관리의 간결성(Simplicity)
Cheap Whitebox Switch
KulCloud Prism
Cheap Whitebox Switch
SDN 기반의 중앙 집중 관리 구조
리눅스 환경 프로비저닝
단일 제어평면 도메인
다수의 스위치로 구성된 싱글 라우터 관리
Pr-vlan100
10.1.1.254/24
Pr-vlan101
10.1.2.254/24
BGP 100

24
: SDN Based Middleware for open networking
PRISM 장점 #2 – 성능(Performance)
Cheap Whitebox Switch
KulCloud Prism
Cheap Whitebox Switch
모든 포트 Full Line Rate
모든 패킷 사이즈 Full Line Rate
최소 Latency
최대 60Tbps 처리용량
Broadcom 칩 기반 Whitebox 스위치 1.2Tbps 기반
10us 미만의 Flow write 속도

25
: SDN Based Middleware for open networking
PRISM 장점 #3 – 신속성 (Agility)
Cheap Whitebox Switch
KulCloud Prism
Cheap Whitebox Switch
3rd Party 애플리케이션 on-
boarding
Future-proof design 구조
지속적으로 간단히 업그레이드 가능
애플리케이션 Plug-n-Play 기능
Routing Suite Automation Monitoring

26
: SDN Based Middleware for open networking
PRISM 장점 #4 – 안정성(Stability)
SPOF 해결을 위한 이중화 구조
제어평면 이중화 구조
1s 미만의 Master/Slave transaction time
전송 평면 에서의 최상의
fail-over 기능 지원
Leaf spine 토폴로지 구조에서의 0.5ms 미만의
fail-over time
Cheap Whitebox Switch
KulCloud Prism
Cheap Whitebox Switch
KulCloud Prism
Master Slave
*SPOF : Single Point Of Failure

27
: SDN Based Middleware for open networking
PRISM 장점 #5 – CAPEX/OPEX(가격)
Cheap Whitebox Switch
KulCloud Prism
Cheap Whitebox Switch
레거시 장비 대비 3배의 비용 절감
Rich 리눅스 오픈소스
애플리케이션생태계 구조
손쉬운 인스톨/언인스톨
PAYG(Pay As You Go) 비용 모델
기존 대비 장비 기능 사용 효율성 증대
Linux 프로비저닝
* 3 year costs for 250-Branch WAN
Item Traditional SD-WAN Savings
Router Capex $1,000,000 $250,000 75%
Router Maint/Support $180,000 $150,000 17%
Staffing OpEx $105,000 $52,500 50%
$1,285,000 $452,500 65%Total:
*출처: Gartner, 2015

28
: SDN Based Middleware for open networking
PRISM 장점 #6 – Customization(커스터마이징)
순수 국산 기술 기반
로컬 Support 지원
다수의 PoC 를 통한
커스터마이징 역량 보유
국내 최초 1.3 SDN 제어기 수출 및 기술 지원중
LTE 서비스체이닝 Poc
PRISM을 활용한 오픈스택 데이터센터 기반
메트로망 서비스 오케스트레이션 PoC
다수의 WhiteBox 솔루션 벤더와의 PoC

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Key Highlights:
• SDN 소프트웨어를 이용해 데이터
센터의 전체 네트워크가 두개의
라우터로 보이게 만듬
• 개별 장비를 일일이 관리 할 필요
없이 통합 관리.
• 라우터를 관리하던 기존 인력이
손쉽게 데이터센터 망도 관리
• Cluster analytics & visibility
• Elastic increase/decrease of cluster
size
MPLS/VPN Internet
Layer 3
eBGP
Layer 3
OSPF
PRISM
Controller
Any vendor
Gateway
Network
APIs
L2/L3 Edge
Cluster
L2 Overay
Tunnels
: Data Center usecase
KulCloud Prism을 사용해 구성한 오픈스택

30
PRISM Use Case – LSO service system
PRISM 기반 데이터 센터
Scale out 라우터
SDN 기반 데이터 센터
네트워크와 메트로
네트워크와의
유연한 L2/L3연동 기능 제공
MEF GEN15 PoC :
Life Cycle Orchestration of SDN Managed Data Center and CE 2.0 WAN Network
Whitebox
Switches(Leaf)
PRISM
(HA)
L2 switch
(Spine)
Whitebox
switches(GW)
*출처: https://www.gen15.com/index.php/Venue/networking-hall-proof-of-concept.html

31
PRISM Use case – Scale Out Router
1
PRISM
Router
Controller
2
PRISM
Router
Controller
m
3
L2 Switch
PRISM
Router
Controller
4
L2 Switch
L2 Switch
PRISM
Router
Controller
White Box Switch
: Scale Out Router
Key Highlights:
• High CAPEX/OPEX
• Scalable archtiecture. Just add switch
• Simple management. Just one router

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DemoFriday

33
Kulcloud Demofriday Overview
33
: Scale Out Router + Data Center
*Kulcloud Demo Friday : https://www.sdxcentral.com/articles/featured/prism-kulcloud-
demofriday/2015/12/?utm_source=sdnc_post_top&utm_medium=link&utm_campaign=links&utm_content=white-box
• Non-intrusive, multi-vendor, and
completely open approaches to network
disaggregation
• Scale-out routing to accelerate OpenStack
Neutron using off-the-shelf components
• Simplify management with innovative
FBAAS (DC Fabric as a Server) management
model
• Explore use cases of SDN to deliver
complex features like MLAG, dynamic
routing, policy-based bandwidth throttling,
and wide area network (WAN) integration
• The simplicity of application cloud bursting
with SDN powered network

Noviflow (10.1.100.55)
(superuser/noviflow)
1
17
Public Cloud (Simulation)
10.10.10.0/24
PRISM
CLOS
10.1.100.21
(sjain/abc123)
Cloud bursting Test-Bed
Topology
AS
2
Pica8-2 (0x4f)
10.1.210.33
admin/password
18 19
17
18 19
Pica8-1 (0xca)
10.1.210.32
admin/password
eth0 eth1
eth3
eth1 eth2
eth3Lagopus-1
kulserver2 (0xdd)
10.1.100.113
jyyang/yjy1234
17
18
Lagopus-2
kulserver4 (0xcc)
10.1.100.31
kulcloud/kulcloud
20.20.20.0/24
em2 em2
CLOS
Router
(user :
demo)
16
pr-vlan100 - 11.11.11.1/24
- prbond1.100
- pr-ca-eth19, pr-4f-eth19
pr-vlan156 – 20.20.20.1/24
- pr-k2-eth3.156
- pr-k4-eth3.156
pr-vlan199 – 10.10.10.1/24
- pr-k2-eth3.199
- pr-k4-eth3.199
pr-vlan3 – 3.3.3.1/24
- pr-ca-eth48.3
- pr-ca-eth48
PRISM
Gateway
10.1.100.46
Kulcloud/kulpass@123
prvlan100 - 11.11.11.2/24
- prbond1.100
- prbond1
- pr-s1-eth3
- pr-s1-eth4
prvxlan51– 51.51.51.1/24
- pr-s1-eth1
pr-s1-eth1 – 1.1.1.1/24
ISP
CE Router
(user :
demo)
kulserver4
10.1.100.31
kulcloud/kulcloud
prvxlan51– 51.51.51.2/24
- eth6
eth6 – 1.1.1.2/24
AS
1
OSPF
Peering
Area 0 eBGP
Peering
48
kuldev-server
eth3
3.3.3.0/24.2 .1
20 <-> 21
33 <-> 34

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