GigabitEthernetem routera agregacyjnego do nieznanych zakątków Polski

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

2. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 2
Plan prezentacji
 Wirtualizacja urządzeń klasy agregacyjnej (nV)
 Węzły satelitarne
 Klastrowanie
 Modele wdrożeń
 Podsumowanie

3. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 3
Wirtualizacja urządzeń klasy agregacyjnej
Klient
BNG
AGG
PRE-
AGG
10Gbps
1Gbps
ADSL2
DST
DSLAM
BNG
AGG
PRE-
AGG
DST
DSLAM
Jeden węzeł
logiczny
(satelita) Jeden węzeł
Logiczny
(klaster)
Poznań1Poznań2Nowy
TomyślWolsztyn

4. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 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

5. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 5
Port
dostępowy
Satelity
Satellite Discovery and Control Protocol
 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
Satelita
Urządzenie-host
Wirtualna
reprezentacja portu
dostępowego
satelity (port nV)
Rozszerzenie
Matrycy (IPC)
Architektura węzła satelitarnego

6. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 6
Zasilanie
• Dwa podłączenia
-48vDC
• Jedno wejście AC
44x10/100/1000 (SFP)
Pełna wydajność portów (linerate)
Wymienialna tacka z wiatrakami
• Redundantne wiatraki
• ToD/PPS
• BITS Out
4x10G SFP+
• Plug-n-Play, Zero-touch Configuration
I-Temp
• -40C do +65C temp pracy
• -40C do +70C temp przechowywania
1 RU ANSI & ETSI
LEDy
Przykład satelity – ASR9000v

7. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 7
Plan prezentacji
 Wirtualizacja urządzeń klasy agregacyjnej (nV)
 Węzły satelitarne
 Klastrowanie
 Modele wdrożeń
 Podsumowanie

8. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 8
Satelita
Host
MAC-DA MAC-SA Payload/FCSControl VIDCPU CPU
Podłączenie i rozpoznanie
• 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
Protokół kontrolny

9. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 9
MAC-DA MAC-SA Payload
MAC-DA MAC-SA Payload/FCSnV-tag
VLANs (OPT)
VLANs (OPT)
Satelita
Host
MAC-DA MAC-SA PayloadVLANs (OPT)
Satelita:
 Otrzymuje standardową ramkę Ethernetową na porcie dostępowym
 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
Wymiana ruchu

10. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 10
Satelita tworzy local
connect między portami
dostępowymi, a uplinkami.
Większość ruchu
przechodzi przez hosta
 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
Satelita
Host
Komunikacja
wirtualny port
dostępowy -> inne
porty
Przepływ ruchu

11. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 11
 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
Zarządzanie węzłem satelitarnym

12. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 12
 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
System operacyjny

13. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 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

14. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 14
Satelita
Host
Konfiguracja wirtualnego interfejsu
dostępowego: analogicznie to konfiguracji
podinterfejsu l2transport na ASR9000.
OS sam rozdziela konfiguracje pomiędzy
satelitę, a hostaUstawienia mapowania portów
matrycy
Definicja satelity i
ustawień globalnych
2
1
3
Cała konfiguracja wykonywana na hoście
Przykład konfiguracji

15. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 15
nv
satellite 100  ID satelity
description Wielmożny-satelita
type asr9000v
satellite 101  inne ID satelity
description Twój-satelita!
type asr9000v
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.
1
2
Konfiguracja – ustawienia globalne

16. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 16
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 ...
3
Satellite-ID/satellite-slot/satellite-bay/satellite-port
Konfiguracja różni się
tylko numerem karty.
Dostępne te same
usługi!
Konfiguracja interfejsu wirtualnego

17. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 17
Plan prezentacji
 Wirtualizacja urządzeń klasy agregacyjnej (nV)
 Węzły satelitarne
 Klastrowanie
 Modele wdrożeń
 Podsumowanie

18. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 18
Ethernet
(MC-LAG)
Pierścień L2
(MST/REP-AG,
G.8032)
IP/MPLS
Router L3
(ECMP)
Klaster
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

19. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 19
Control Plane EOBC – rozszerzenie na warstwie 1 lub 2
(porty 1GE lub 10GE – najlepiej dwa)
 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
Active
RSP
Secondary
RSP
LC LC LC LC
0
Standby
RSP
Secondary
RSP
LC LC LC LC
1
Inter-chassis data link (L1 connection)
Control-Plane
EOBC (wew)
Redundancja -> minimum 2 łącza dla Control-Plane EOBC i dla danych
Klastrowanie

20. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 20
S
S
A A
LACP
Standby
Active
Active PW
Standby PW
Standby
Active
LACP
MC-LAG + nibydruty w obu kierunkach
Wykorzystanie klastrowania
 Active/standby MC-LAG
 4 PW (3 nie przenoszą
ruchu)
 Wymagane protokoły
synchronizacji – komplikacja
rozwiązania
 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
Ciekawy przypadek: L2VPN – Dual home

21. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 21
Plan prezentacji
 Wirtualizacja urządzeń klasy agregacyjnej (nV)
 Węzły satelitarne
 Klastrowanie
 Modele wdrożeń
 Podsumowanie

22. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 22
44x1GE
Dostęp
4x10GE
do hosta
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
44x1GE
Dostęp
4x10GE
do hosta
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
Można łączyć
model 1 + 2
Modele wdrożeń

23. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 23
Satelita
Wiele hostów (klaster), wiele
połączeń
Satelita
Satelita
Satelita
Klaster
Klaster
Wiele hostów (klaster),
połączenia w LAGu
Jeden host, wiele połączeń
Jeden host, połączenia w LAGu
Phase 1 target
Topologia wdrożenia

24. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 24
Satelita
Satelita
Phase 1 target
Możliwy dual-homing z
redundancją realizowaną w
prosty sposób (active/active
LAG – to wszystko!)
Tutaj wychodzi ruch
802.1q
Satelita
Satelita
Klaster
Mapowanie nagłówka nV do
wirtualnego portu dostępowego
MAC-DA MAC-SA Payload/FCSnV-tag VLANs (OPT)SP-VLAN
Tu już mamy
802.1ad lub
QinQ
Połączenie po warstwie drugiej

25. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 25
Satelita
Podłączenie satelitów
między sobą + podłączenie
do dwóch różnych hostów
lub klastra
Phase 1 target
Satelita
Satelita
Klaster
Satelita
Satelita
Satelita
Satelita
Satelita
Satelita
Pierścienie i zagnieżdżone pierścienie

26. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 26
Plan prezentacji
 Wirtualizacja urządzeń klasy agregacyjnej (nV)
 Węzły satelitarne
 Klastrowanie
 Modele wdrożeń
 Podsumowanie

27. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 27
Na przykładzie ASR9000
ASR9000v
ASR901
ASR903
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
nV
nV
nV
nV

28. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 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

29. © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco PublicPLNOG 03/2012 29
Dziękuję za uwagę!