{"id":35291,"date":"2019-10-31T22:03:28","date_gmt":"2019-10-31T19:03:28","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/setevaya-fabrika-dlya-tsoda-cisco-aci-v-pomoshh-adminu\/"},"modified":"2019-10-31T22:03:28","modified_gmt":"2019-10-31T19:03:28","slug":"setevaya-fabrika-dlya-tsoda-cisco-aci-v-pomoshh-adminu","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/setevaya-fabrika-dlya-tsoda-cisco-aci-v-pomoshh-adminu","title":{"rendered":"Netzwerktechnologie f\u00fcr das Rechenzentrum Cisco ACI \u2013 eine Unterst\u00fctzung f\u00fcr Administratoren","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p><img decoding=\"async\" alt=\"Netzwerktechnologie f\u00fcr das Rechenzentrum Cisco ACI \u2013 eine Unterst\u00fctzung f\u00fcr Administratoren\" src=\"\/wp-content\/uploads\/3f7e2f976c6b0edc6c8e75bbd0793c14.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Mit diesem fantastischen Skript f\u00fcr Cisco ACI l\u00e4sst sich das Netzwerk schnell einrichten.<\/i><\/p>\n<p>Die Netzwerktechnologie f\u00fcr das Rechenzentrum Cisco ACI gibt es bereits seit f\u00fcnf Jahren, doch auf Hub gibt es kaum Informationen dar\u00fcber. Daher habe ich mich entschieden, dies ein wenig zu verbessern. Ich werde aus eigener Erfahrung berichten, was es ist, welchen Nutzen es bringt und wo die Stolpersteine liegen. <\/p>\n<h3>Was ist das und woher kommt es?<\/h3>\n<p>\nZum Zeitpunkt der Ank\u00fcndigung von ACI (Application Centric Infrastructure) im Jahr 2013 sahen sich traditionelle Ans\u00e4tze f\u00fcr Rechenzentrumsnetzwerke gleich von drei Seiten Konkurrenz gegen\u00fcber. <\/p>\n<p>Einerseits versprachen die 'ersten Generation'-SDN-L\u00f6sungen auf Basis von OpenFlow, Netzwerke gleichzeitig flexibler und kosteng\u00fcnstiger zu machen. Die Idee war, die Entscheidungsfindung, die traditionell von propriet\u00e4rer Switch-Software durchgef\u00fchrt wurde, auf einen zentralen Controller zu verlagern. <\/p>\n<p>Dieser Controller h\u00e4tte eine zentrale Sicht auf alles, was geschieht, und w\u00fcrde darauf basierend die Hardware aller Switches auf der Ebene der Regelverarbeitung bestimmter Datenstr\u00f6me programmieren. <noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><br \/>\nAndererseits erm\u00f6glichten Overlay-Netzwerkl\u00f6sungen, die erforderliche Konnektivit\u00e4t und Sicherheitsrichtlinien ohne \u00c4nderungen im physischen Netzwerk zu implementieren, indem sie Softwaretunnel zwischen virtualisierten Hosts aufbauten. Das bekannteste Beispiel f\u00fcr diesen Ansatz ist die L\u00f6sung von Nicira, die zu diesem Zeitpunkt bereits von VMWare f\u00fcr 1,26 Milliarden Dollar \u00fcbernommen wurde und die Grundlage f\u00fcr das heutige VMWare NSX bildete. Eine interessante Wendung in dieser Situation war, dass die Mitbegr\u00fcnder von Nicira dieselben Personen waren, die zuvor an den Anf\u00e4ngen von OpenFlow beteiligt waren und jetzt sagten, dass man f\u00fcr den Aufbau einer Rechenzentrumsfabric auf diese Technologie zur\u00fcckgreifen m\u00fcsse. <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/searchnetworking.techtarget.com\/news\/2240174517\/Why-Nicira-abandoned-OpenFlow-hardware-control\">OpenFlow ist nicht geeignet.<\/a><\/noindex>.<\/p>\n<p>Und schlie\u00dflich haben die auf dem freien Markt erh\u00e4ltlichen Switch-Chips (bekannt als Merchant Silicon) einen Reifegrad erreicht, der sie zu einer ernsthaften Bedrohung f\u00fcr traditionelle Switch-Hersteller gemacht hat. W\u00e4hrend fr\u00fcher jeder Anbieter seine eigenen Chips f\u00fcr seine Switches entwickelte, haben im Laufe der Zeit Chips von Drittanbietern, vor allem von Broadcom, die L\u00fccke zu den Hersteller-Chips hinsichtlich der Funktionen verringert und in Bezug auf das Preis-Leistungs-Verh\u00e4ltnis sogar \u00fcbertroffen. Daher glaubten viele, dass die Tage von Switches mit selbst entwickelten Chips gez\u00e4hlt sind.<\/p>\n<p>ACI wurde als \"asymmetrische Antwort\" von Cisco (genauer gesagt, von dem zugeh\u00f6rigen Unternehmen Insieme, das von ehemaligen Mitarbeitern gegr\u00fcndet wurde) auf all das verstanden. <\/p>\n<h3>Was ist der Unterschied zu OpenFlow?<\/h3>\n<p>\nAus Sicht der Funktionsverteilung ist ACI praktisch das Gegenteil von OpenFlow. <br \/>\nIn der OpenFlow-Architektur ist der Controller daf\u00fcr verantwortlich, detaillierte Regeln (Flows) zu definieren. <br \/>\nIn der Hardware aller Switches kann die Verantwortung f\u00fcr die Verwaltung und, was am wichtigsten ist, die \u00c4nderung von zig Millionen Eintr\u00e4gen an Hunderten von Punkten im Netzwerk liegen. Daher wird ihre Leistung und Zuverl\u00e4ssigkeit in gro\u00dffl\u00e4chigen Implementierungen zum Engpass.<\/p>\n<p>In ACI wird ein umgekehrter Ansatz verfolgt: Ein Controller ist nat\u00fcrlich vorhanden, aber die Switches erhalten von ihm hochrangige deklarative Richtlinien, und die Umsetzung in die Details der spezifischen Einstellungen erfolgt direkt im Switch. Der Controller kann neu gestartet oder sogar vollst\u00e4ndig abgeschaltet werden, ohne dass es negative Auswirkungen auf das Netzwerk hat, abgesehen von der tempor\u00e4ren Unm\u00f6glichkeit der Verwaltung. Interessanterweise gibt es in ACI Situationen, in denen OpenFlow dennoch lokal innerhalb des Hosts zur Programmierung von Open vSwitch verwendet wird.<\/p>\n<p>ACI basiert vollst\u00e4ndig auf Overlay-Transport mit VXLAN, umfasst jedoch innerhalb einer L\u00f6sung auch den zugrunde liegenden IP-Transport. Cisco bezeichnet dies als \"integriertes Overlay\". Als Endpunkt f\u00fcr Overlays in ACI werden in den meisten F\u00e4llen Fabrik-Switches verwendet (diese arbeiten mit Kanalgeschwindigkeit). Hosts m\u00fcssen nichts \u00fcber die Fabrik, Kapselung usw. wissen, jedoch kann in bestimmten F\u00e4llen (zum Beispiel zur Anbindung von OpenStack-Hosts) VXLAN-Verkehr bis zu ihnen geleitet werden.<\/p>\n<p>Overlays werden in ACI nicht nur verwendet, um flexible Konnektivit\u00e4t \u00fcber das Transportnetz bereitzustellen, sondern auch zur \u00dcbertragung von Metainformationen (diese werden beispielsweise zur Anwendung von Sicherheitsrichtlinien genutzt). <\/p>\n<p>Broadcom-Chips wurden bereits zuvor von Cisco in den Nexus 3000 Switches verwendet. In der Nexus 9000-Serie, die speziell zur Unterst\u00fctzung von ACI entwickelt wurde, wurde anfangs ein hybrides Modell implementiert, das als Merchant+ bezeichnet wurde. Im Switch kamen gleichzeitig der neue Broadcom Trident 2 Chip und ein erg\u00e4nzender Chip von Cisco zum Einsatz, der die gesamte ACI-Intelligenz umsetzte. Offenbar erm\u00f6glichte dies eine schnellere Markteinf\u00fchrung des Produkts und senkte den Preis des Switches auf ein Niveau, das n\u00e4her an den Modellen mit nur Trident 2 lag. Dieser Ansatz hielt in den ersten zwei bis drei Jahren der ACI-Bereitstellung stand. In dieser Zeit entwickelte Cisco die n\u00e4chste Generation der Nexus 9000, die bereits auf eigenen Chips mit h\u00f6herer Leistung und Funktionen basierte, jedoch auf demselben Preisniveau blieb. Die externen Spezifikationen in Bezug auf die Interaktion im Fabriknetzwerk blieben dabei vollst\u00e4ndig erhalten. Gleichzeitig wurde die interne Hardware vollst\u00e4ndig \u00fcberarbeitet: eine Art Refactoring, jedoch f\u00fcr die Hardware.<\/p>\n<h3>Wie ist die Architektur von Cisco ACI aufgebaut? <\/h3>\n<p>\nIm einfachsten Fall wird ACI nach der Clos-Netzwerktopologie aufgebaut, h\u00e4ufig auch als Spine-Leaf bezeichnet. Es k\u00f6nnen zwischen zwei (oder einem, wenn die Ausfallsicherheit nicht von Bedeutung ist) und sechs Spine-Switches vorhanden sein. Je mehr es sind, desto h\u00f6her ist die Ausfallsicherheit (weniger Bandbreiten- und Zuverl\u00e4ssigkeitsverluste bei einem Ausfall oder w\u00e4hrend der Wartung eines Spine) und die Gesamtleistung. Alle externen Verbindungen laufen \u00fcber die Leaf-Switches: dazu geh\u00f6ren Server, die Verbindung zu externen Netzwerken \u00fcber L2 oder L3 sowie die Anbindung von APIC-Controllern. Generell kann gesagt werden, dass die gesamte Konfiguration, die Erfassung von Statistiken, das Monitoring von Ausf\u00e4llen und mehr durch die Schnittstelle der Controller erfolgt, wobei bei Implementierungen in Standardgr\u00f6\u00dfe in der Regel drei St\u00fcck vorhanden sind. <\/p>\n<p>F\u00fcr die Switches ist keine Verbindung \u00fcber die Konsole erforderlich, selbst zum Starten des Netzwerks: Der Controller erkennt die Switches selbst\u00e4ndig und f\u00fcgt sie zu einer Fabrik zusammen, einschlie\u00dflich aller Einstellungen der Dienstprotokolle. Daher ist es beim Aufbau sehr wichtig, die Seriennummern der installierten Ger\u00e4te zu notieren, um sp\u00e4ter herauszufinden, welcher Switch sich in welchem Rack befindet. F\u00fcr das Troubleshooting kann bei Bedarf eine SSH-Verbindung zu den Switches hergestellt werden: Sie unterst\u00fctzen die g\u00e4ngigen Cisco-Show-Befehle ausreichend. <\/p>\n<p>Innerhalb der Fabrik wird IP-Transport verwendet, sodass es keine Spanning Tree-Probleme oder andere \u00dcbel der Vergangenheit gibt: alle Links sind aktiv, und die Konvergenz bei Ausf\u00e4llen ist sehr schnell. Der Verkehr in der Fabrik wird \u00fcber Tunnel auf Basis von VXLAN \u00fcbertragen. Genauer gesagt bezeichnet Cisco die Kapselung als iVXLAN, was sich von herk\u00f6mmlichem VXLAN unterscheidet, da reservierte Felder im Netzwerkheader zur \u00dcbertragung von Steuerinformationen verwendet werden, insbesondere bez\u00fcglich der Beziehung des Verkehrs zur EPG-Gruppe. Dies erm\u00f6glicht es, Interaktionsregeln zwischen Gruppen in der Hardware zu implementieren, wobei ihre Nummern so verwendet werden, wie man Adressen in gew\u00f6hnlichen Access-Listen verwendet. <\/p>\n<p>Tunnel erm\u00f6glichen die Ausdehnung sowohl \u00fcber den internen IP-Transport als auch \u00fcber L2- und L3-Segmente (das hei\u00dft, VRF). Der Standardgateway ist dabei verteilt. Das bedeutet, dass jeder Switch f\u00fcr die Routing von eintreffendem Verkehr in die Fabrik verantwortlich ist. In Bezug auf die Logik des Datenverkehrsmanagements \u00e4hnelt ACI einer Fabrik basierend auf VXLAN\/EVPN. <\/p>\n<h3>Wenn ja, wo liegen die Unterschiede? In allem anderen! <\/h3>\n<p>\nDer erste Unterschied, dem Sie in ACI begegnen, ist, wie die Server ins Netzwerk eingebunden werden. In traditionellen Netzwerken erfolgt die Einbindung sowohl physischer Server als auch virtueller Maschinen in VLANs, und alles Weitere h\u00e4ngt davon ab: Konnektivit\u00e4t, Sicherheit usw. Bei ACI hingegen wird eine Struktur verwendet, die Cisco als EPG (End-Point-Gruppe) bezeichnet, von der man nicht wegkommt. Kann man sie VLANs gleichsetzen? Ja, aber in diesem Fall besteht die Gefahr, einen Gro\u00dfteil der Vorteile zu verlieren, die ACI bietet. <\/p>\n<p>Bez\u00fcglich EPG werden alle Zugriffsregeln formuliert, und in ACI wird standardm\u00e4\u00dfig das Prinzip der 'Whitelisting'-Strategie verwendet, das hei\u00dft, nur der Verkehr ist erlaubt, der ausdr\u00fccklich genehmigt wurde. Das bedeutet, wir k\u00f6nnen EPG-Gruppen wie 'Web' und 'MySQL' erstellen und eine Regel definieren, die die Interaktion zwischen ihnen nur \u00fcber Port 3306 erlaubt. Das funktioniert ohne Bindung an IP-Adressen und sogar innerhalb desselben Subnetzes! <\/p>\n<p>Wir haben Kunden, die sich gerade wegen dieses Features f\u00fcr ACI entschieden haben, da es erm\u00f6glicht, Zugriffe zwischen Servern (ob virtuell oder physisch \u2013 ganz egal) zu beschr\u00e4nken, ohne sie zwischen Subnetzen hin- und her zu verschieben, und somit die Adressierung nicht ber\u00fchrt werden muss. Ja, wir wissen, niemand tr\u00e4gt dies manuell ein. <a class=\"wpil_keyword_link\" href=\"https:\/\/prohoster.info\/de\/lir\/ipv4\/\"   title=\"IP-Adressen\" data-wpil-keyword-link=\"linked\"  data-wpil-monitor-id=\"628\">IP-Adressen<\/a> In Anwendungs-Konfigurationen, oder?<\/p>\n<p>Die Verkehrsregeln in ACI werden als Vertr\u00e4ge bezeichnet. In einem solchen Vertrag wird eine oder mehrere Gruppen oder Ebenen in einer mehrstufigen Anwendung zum Dienstanbieter (zum Beispiel f\u00fcr eine Datenbank), w\u00e4hrend andere die Verbraucher sind. Der Vertrag kann den Verkehr einfach weiterleiten oder etwas Komplexeres tun, wie etwa den Verkehr zu einer Firewall oder einem Lastverteiler umleiten und auch den QoS-Wert \u00e4ndern.<\/p>\n<p>Wie gelangen Server in diese Gruppen? Wenn es sich um physische Server oder andere Komponenten handelt, die in ein bestehendes Netzwerk integriert sind, in dem wir einen VLAN-Trunk erstellt haben, m\u00fcssen wir den Switch-Port und den darauf verwendeten VLAN angeben, um sie in die EPG aufzunehmen. Wie wir sehen, sind VLANs dort erforderlich, wo sie unverzichtbar sind.<\/p>\n<p>Wenn es sich bei den Servern um virtuelle Maschinen handelt, gen\u00fcgt es, auf die angebundene Virtualisierungsumgebung zu verweisen, und der Rest geschieht von selbst: Es wird eine Portgruppe (um in VMWare-Terminologie zu sprechen) zur Anbindung der VM erstellt, die erforderlichen VLANs oder VXLANs werden zugewiesen, und sie werden auf den entsprechenden Switch-Ports konfiguriert. Obwohl ACI also auf einem physikalischen Netzwerk basiert, wirken die Verbindungen f\u00fcr virtuelle Server deutlich einfacher als f\u00fcr physische. ACI verf\u00fcgt bereits \u00fcber integrierte Verbindungen zu VMWare und MS Hyper-V sowie Unterst\u00fctzung f\u00fcr OpenStack und RedHat Virtualization. Zudem gibt es seit einiger Zeit eingebaute Unterst\u00fctzung f\u00fcr Containerplattformen wie Kubernetes, OpenShift und Cloud Foundry, die sowohl die Anwendung von Richtlinien als auch das Monitoring umfasst. Der Netzwerkadministrator kann somit sofort sehen, auf welchen Hosts welche Pods aktiv sind und in welche Gruppen sie eingeordnet wurden.<\/p>\n<p>Neben der Zugeh\u00f6rigkeit zu bestimmten Port-Gruppen verf\u00fcgen virtuelle Server \u00fcber zus\u00e4tzliche Eigenschaften wie Namen und Attribute, die als Kriterien f\u00fcr ihre Migration in eine andere Gruppe verwendet werden k\u00f6nnen, etwa beim Umbenennen von VMs oder beim Hinzuf\u00fcgen eines weiteren Tags. Cisco bezeichnet dies als mikroskalierte Gruppen, obwohl die M\u00f6glichkeit, mehrere Sicherheits-Segmente in Form von EPGs innerhalb desselben Subnetzes zu erstellen, im Grunde auch als Mikroskalierung betrachtet werden kann. Nun, das wei\u00df der Anbieter besser. <\/p>\n<p>Die EPGs sind rein logische Konstrukte, die nicht an bestimmte Switches, Server usw. gebunden sind. Daher k\u00f6nnen mit ihnen und den darauf basierenden Strukturen (Anwendungen und Tenants) Dinge realisiert werden, die in herk\u00f6mmlichen Netzwerken schwer durchzuf\u00fchren sind, zum Beispiel Klonen. So ist es beispielsweise sehr einfach, einen Klon einer Produktionsumgebung zu erstellen, um eine Testumgebung zu erhalten, die garantiert identisch mit der produktiven Umgebung ist. Das kann man manuell machen, aber es ist besser (und einfacher) \u00fcber die API. <\/p>\n<p>Die Logik der Verwaltung in ACI unterscheidet sich grunds\u00e4tzlich von dem, was man normalerweise gewohnt ist. <br \/>\nIn traditionellen Netzwerken von Cisco ist die Programmierschnittstelle prim\u00e4r, w\u00e4hrend die GUI oder CLI sekund\u00e4r ist, da sie \u00fcber dieselbe API arbeiten. Deshalb gew\u00f6hnt sich fast jeder, der mit ACI arbeitet, irgendwann an das Objektmodell, das zur Verwaltung verwendet wird, und beginnt, etwas zu automatisieren, das seinen Bed\u00fcrfnissen entspricht. Am einfachsten ist es, dies mit Python zu tun: daf\u00fcr gibt es komfortable, fertige Werkzeuge. <\/p>\n<h3>Die versprochenen Stolpersteine<\/h3>\n<p>\nDas Hauptproblem ist, dass viele Aspekte in ACI anders umgesetzt sind. Um effektiv damit zu arbeiten, muss man umdenken. Dies gilt insbesondere f\u00fcr die Netzwerkteams gro\u00dfer Kunden, wo Ingenieure jahrelang mit dem \"Einrichten von VLANs\" auf Anfragen besch\u00e4ftigt sind. Die Tatsache, dass ein VLAN jetzt kein VLAN mehr ist und man f\u00fcr die Einrichtung neuer Netzwerke in virtualisierten Hosts VLANs nicht mehr manuell anlegen muss, verwirrt die traditionellen Netzwerkexperten und zwingt sie dazu, an gewohnten Ans\u00e4tzen festzuhalten. Es ist anzumerken, dass Cisco versucht hat, die Umstellung etwas zu erleichtern, indem es im Controller ein \"NXOS-\u00e4hnliches\" CLI hinzugef\u00fcgt hat, das die Konfiguration \u00fcber eine Oberfl\u00e4che erm\u00f6glicht, die den traditionellen Switches \u00e4hnelt. Trotzdem muss man, um ACI wirklich effektiv nutzen zu k\u00f6nnen, verstehen, wie es funktioniert. <\/p>\n<p>Aus Preissicht unterscheidet sich ACI-Netzwerke in gro\u00dfen und mittleren Ma\u00dfst\u00e4ben praktisch nicht von traditionellen Netzwerken auf Cisco-Hardware, da f\u00fcr ihren Aufbau dieselben Switches verwendet werden (Nexus 9000 k\u00f6nnen sowohl im ACI- als auch im traditionellen Modus betrieben werden und sind mittlerweile das Hauptarbeitsmittel f\u00fcr neue Rechenzentrumsprojekte). Bei Rechenzentren mit zwei Switches machen sich jedoch die Controller und die Spine-Leaf-Architektur bemerkbar. K\u00fcrzlich wurde eine Mini ACI-Fabrik eingef\u00fchrt, in der zwei der drei Controller durch virtuelle Maschinen ersetzt wurden. Dies reduziert zwar die Preisunterschiede, doch diese bleiben weiterhin bestehen. Daher wird die Wahl des Kunden durch sein Interesse an Sicherheitsfunktionen, Integration mit Virtualisierung und einer einheitlichen Steuerung bestimmt.<br \/>\n<br \/>Quelle: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/croc\/blog\/455882\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u0421 \u043f\u043e\u043c\u043e\u0449\u044c\u044e \u0432\u043e\u0442 \u044d\u0442\u043e\u0433\u043e \u0432\u043e\u043b\u0448\u0435\u0431\u043d\u043e\u0433\u043e \u043a\u0443\u0441\u043a\u0430 \u0441\u043a\u0440\u0438\u043f\u0442\u0430 Cisco ACI \u043c\u043e\u0436\u043d\u043e \u0431\u044b\u0441\u0442\u0440\u043e \u043d\u0430\u0441\u0442\u0440\u043e\u0438\u0442\u044c \u0441\u0435\u0442\u044c. \u0421\u0435\u0442\u0435\u0432\u0430\u044f \u0444\u0430\u0431\u0440\u0438\u043a\u0430 \u0434\u043b\u044f \u0426\u041e\u0414\u0430 Cisco ACI c\u0443\u0449\u0435\u0441\u0442\u0432\u0443\u0435\u0442 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