Virtualización de la Función de Enrutamiento sobre servicios de experimentación SDN en GÉANT

1. Virtualización de la Función de Enrutamiento sobre servicios de experimentación SDN en GÉANT Jordi Ferrer Riera Research Engineer Jornadas Técnicas de RedIRIS 2013, Madrid, 24 Oct. Sesión 2A: Más ciencia con más TIC

2. Experimentación como un servicio mediante SDN sobre GÉANT • A. Vico, J. A. García-Espín • Experimentación sobre Entornos de Red Open Flow: Virtualización de la Función de Enrutamiento • J. Ferrer Riera, J. Batallé, E. Escalona, J.A. García-Espín

3. Agenda • Test-bed as a Service • Definición • Antecedentes • Estado Actual en GN3+ • Experimentación sobre entornos OpenFlow • Virtualización de las funciones de red – NFV • Función de enrutamiento virtualizada • Escenario y evaluación • Conclusiones

4. Agenda • Test-bed as a Service • Definición • Antecedentes • Estado Actual en GN3+ • Experimentación sobre entornos OpenFlow • Virtualización de las funciones de red – NFV • Función de enrutamiento virtualizada • Escenario y evaluación • Conclusiones

5. Test-bed as a Service • Qué es el Test-bed as a Service (TaaS) en GN3+? • Creación de infraestructuras a la carta a 3ras entidades bajo demanda • Instancias aisladas • Configurable / Programable según las necesidades y requerimientos del usuario • Escalable • Monitorizada • Distribuida geográficamente • Constituirá un servicio de producción en GN3+

6. TaaS: Antecedentes • Externos a GN3+… • Proyectos europeos FP7 dentro de la unidad FIRE (Future Internet Research and Experimentation) • Promueven investigación basada en la experimentación • SmartSantander, OFELIA, Fed4FIRE, o BonFIRE • www.ict-fire.eu • Global Environment for Network Innovation (GENI) • Laboratorio virtual para experimentación en entornos • En GN3+… • TaaS evoluciona de, entre otras fuentes internas a GÉANT3, la GÉANT OpenFlow Facility (GOFF) • Incorporando en el paquete de servicios disponibles una infraestructura OpenFlow para experimentación con o a través de los controladores SDN

7. Servicios: Estado Actual • El servicio en producción en GN3+ ofrecerá dos servicios clave • Entornos de red virtualizados basados en paquetes dinámicos, con funcionamiento autónomo e independiente, bajo el control de los experimentadores • Una infraestructura fotónica operada manualmente basada en los activos de dark fibre del núcleo de GÉANT • 5 Puntos de Presencia (PoP) • Vienna • Amsterdam • Frankfurt • Zagreb • London

8. Servicios: Estado Actual (II) • Recursos de red se provisionan sobre OpenvSwitch4 • Recursos de computación se provisionan como máquinas virtuales (VM) sobre Xen • Cada servidor @ PoP • Es utilizado como el host del OpenFlow Switch (sobre un Linux Debian) • Utiliza Xenhypervisor para instanciar las distintas VMs para cada usuario

9. Agenda • Test-bed as a Service • Definición • Antecedentes • Estado Actual en GN3+ • Experimentación sobre entornos OpenFlow • Virtualización de las funciones de red – NFV • Función de enrutamiento virtualizada • Escenario y evaluación • Conclusiones

10. Virtualización de las funciones de red NFV • Cualquier infraestructura de un operador está compuesta principalmente por hardware propietario y dedicado, así como gran variedad de sistemas software dedicados a la gestión y control de dichos equipos • Cambios en la infraestructura o en los servicios? • Escalable? • Eficiente? • CAPEX / OPEX? • European Telelcommunications Standards Institute promueve Network Functions Virtualization (NFV) • Externalización funciones de red en concreto del dispositivo hardware e implementación de las mismas sobre tradicionales máquinas virtuales • Se pueden desplegar sobre cualquier servidor estándar • Migración, Localización, Instanciación • http://www.etsi.org/technologies-clusters/technologies/nfv

11. Virtualización de las funciones de red NFV • NFV puede proveer beneficios significantes a los distintos operadores de red • Dinamismo y elasticidad de los servicios de red • Agilizar desarrollo de nuevas técnicas en la gestión de la infraestructura • Reducir costes asociados a la gestión • Maximizar posibles beneficios • Reducir time-to-market de cualquier nuevo servicio • NFV es complementario a SDN • Puede existir el uno sin el otro (y vice-versa) • Hay alguna implementación que demuestre los beneficios?

12. Función de Enrutamiento Virtualizada • Implementación de la función de enrutamiento virtualizada sobre una infraestructura OpenFlow (GOFF) • Combina NFV con SDN (OpenFlow) • Externaliza el enrutamiento local de los controladores OpenFlow (FloodLight) e implementa el enrutamiento a través de la plataforma de código abierto OpenNaaS • Diseña un nuevo protocolo de comunicación entre los elementos • Dos casos de uso • Separación enrutamiento IPv4 – IPv6 • Enrutamiento multi-dominio

13. Función de Enrutamiento Virtualizada

14. Evaluación • Dos mecanismos implementados • Proactivo • Reactivo • Aparte de los beneficios de gestión asociados a la externalización de la función de enrutamiento • Duplicar la VM en función de la carga (Escalabilidad) • Cambiar la localización de la función de enrutamiento • Separar enrutamiento IPv4 y IPv6 • Facilitar intercambio de rutas entre distintos operadores (enrutamiento multi-dominio) • Existe un problema básico… • Latencia • Tres escenarios definidos • Cada escenario incluye RTT del primer paquete exitoso • Se incluyen diferentes cargas (número de reglas configuradas en cada switch)

15. Escenario I

16. Escenario II

17. Escenario III

18. Análisis • Escalabilidad • Reducción del tráfico de señalización • Reducción del número total de reglas insertadas en cada switch • No válido para todos escenarios • Pequeños entornos • OpenNaaS se presenta como una plataforma ideal para implementar las funciones de red virtualizadas

19. Agenda • Test-bed as a Service • Definición • Antecedentes • Estado Actual en GN3+ • Experimentación sobre entornos OpenFlow • Virtualización de las funciones de red – NFV • Función de enrutamiento virtualizada • Escenario y evaluación • Conclusiones

20. Conclusiones • TaaS se convertirá en un servicio en producción en GN3+ • GÉANT Open Flow Facility • Red de dark fibre • 5 puntos de presencia actualmente en servicio • NFV, surgido de la industria (ETSI), ha aparecido como una propuesta complementaria a SDN • Promueve la externalización funciones de red en concreto del dispositivo hardware e implementación de las mismas sobre tradicionales máquinas virtuales • Significantes beneficios • Primera implementación de la función de enrutamiento virtualizada (NFV-like) sobre OpenNaaS • Evaluada sobre infraestructura aprovisionada como un servicio • Resultados iniciales confirman beneficios iniciales • Futuro trabajo • Encaminamiento dinámico • Encaminamiento con QoS

21. Muchas Gracias! Moltes Gràcies! jordi.ferrer@i2cat.net jordi.ferrer.mntc Preguntas? Jordi Ferrer Riera Research Engineer

22. Backup

23. Backup