{"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":"Das Netzwerk-Framework f\u00fcr das Rechenzentrum Cisco ACI \u2014 zur Unterst\u00fctzung des Administrators","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p><img decoding=\"async\" alt=\"Das Netzwerk-Framework f\u00fcr das Rechenzentrum Cisco ACI \u2014 zur Unterst\u00fctzung des Administrators\" src=\"\/wp-content\/uploads\/3f7e2f976c6b0edc6c8e75bbd0793c14.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Mit diesem magischen St\u00fcck Skript Cisco ACI kann man schnell ein Netzwerk einrichten.<\/i><\/p>\n<p>Die Netzwerkfabrik f\u00fcr Rechenzentren Cisco ACI existiert bereits seit f\u00fcnf Jahren, aber auf Habr\u00e9 wurde dar\u00fcber nicht viel gesagt, also habe ich beschlossen, das ein wenig zu \u00e4ndern. Ich werde aus meiner Erfahrung erz\u00e4hlen, was das ist, welchen Nutzen es hat 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 wurden die traditionellen Ans\u00e4tze f\u00fcr Rechenzentrumsnetzwerke gleichzeitig von drei Seiten angegriffen. <\/p>\n<p>Auf der einen Seite versprachen SDN-L\u00f6sungen der \"ersten Generation\" auf Basis von OpenFlow, Netzwerke gleichzeitig flexibler und kosteng\u00fcnstiger zu machen. Die Idee war, die Entscheidungsfindung, die traditionell von propriet\u00e4rer Software der Switches durchgef\u00fchrt wurde, auf einen zentralen Controller zu verlagern. <\/p>\n<p>Dieser Controller h\u00e4tte eine einheitliche Sicht auf alles Geschehen und w\u00fcrde auf dieser Basis die Hardware aller Switches auf der Ebene von Regeln f\u00fcr die Verarbeitung bestimmter Fl\u00fcsse programmieren. <noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><br \/>\nAuf der anderen Seite erm\u00f6glichten Overlay-Netzwerkl\u00f6sungen die Umsetzung der gew\u00fcnschten Konnektivit\u00e4t und Sicherheitsrichtlinien ganz ohne \u00c4nderungen im physischen Netzwerk, indem sie Software-Tunnel zwischen virtualisierten Hosts errichteten. Das bekannteste Beispiel f\u00fcr diesen Ansatz war die L\u00f6sung von Nicira, die zu diesem Zeitpunkt bereits von VMWare f\u00fcr 1,26 Milliarden Dollar \u00fcbernommen worden war und den Grundstein f\u00fcr das heutige VMWare NSX legte. Eine gewisse W\u00fcrze der Situation verlieh das fact, dass die Mitgr\u00fcnder von Nicira dieselben Personen waren, die zuvor die Grundlagen von OpenFlow gelegt hatten und nun sagten, dass f\u00fcr den Aufbau einer Rechenzentrumsfabrik OpenFlow nicht geeignet ist. <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>Schlie\u00dflich haben die Switching-Chips, die auf dem offenen Markt verf\u00fcgbar sind (das, was man merchant silicon nennt), ein Reifegrad erreicht, bei dem sie eine echte Bedrohung f\u00fcr traditionelle Switch-Hersteller darstellten. W\u00e4hrend fr\u00fcher jeder Anbieter Chips f\u00fcr seine eigenen Switches entwickelte, begannen die Chips von Drittherstellern, insbesondere von Broadcom, im Funktionsumfang aufzuholen und sie hinsichtlich des Preis-Leistungs-Verh\u00e4ltnisses zu \u00fcbertreffen. Daher glaubten viele, dass die Tage der Switches mit selbst entwickelten Chips gez\u00e4hlt sind.<\/p>\n<p>ACI wurde zu einer \"asymmetrischen Antwort\" von Cisco (genauer gesagt von der in Cisco integrierten Firma Insieme, die von ehemaligen Mitarbeitern gegr\u00fcndet wurde) auf all das. <\/p>\n<h3>Was ist der Unterschied zu OpenFlow?<\/h3>\n<p>\nAus der Perspektive der Funktionsverteilung ist ACI faktisch das Gegenteil von OpenFlow. <br \/>\nIn der OpenFlow-Architektur ist der Controller f\u00fcr das Schreiben detaillierter Regeln (Flows) <br \/>\nin der Hardware aller Switches verantwortlich, das hei\u00dft, in einem gro\u00dfen Netzwerk kann die Verantwortung f\u00fcr die Pflege und vor allem die \u00c4nderung von zig Millionen Eintr\u00e4gen an hunderten Punkten im Netzwerk liegen, weshalb die Leistung und Zuverl\u00e4ssigkeit in gro\u00dfen Implementierungen zum Engpass werden.<\/p>\n<p>In ACI wird ein umgekehrter Ansatz verwendet: Es gibt zwar auch einen Controller, aber die Switches erhalten von ihm hochrangige deklarative Richtlinien, w\u00e4hrend die Umsetzung in spezifische Einstellungen in der Hardware vom Switch selbst durchgef\u00fchrt wird. Der Controller kann neu gestartet oder sogar ganz abgeschaltet werden, und es passiert nichts Schlimmes mit dem Netzwerk, au\u00dfer nat\u00fcrlich, dass zu diesem Zeitpunkt keine Steuerung m\u00f6glich ist. Interessanterweise gibt es in ACI Situationen, in denen OpenFlow dennoch verwendet wird, aber lokal innerhalb des Hosts zur Programmierung von Open vSwitch.<\/p>\n<p>ACI basiert vollst\u00e4ndig auf einem Overlay-Transport auf Basis von VXLAN, schlie\u00dft jedoch im Rahmen einer einheitlichen L\u00f6sung auch den darunterliegenden IP-Transport ein. Cisco bezeichnete dies als \u201eintegriertes Overlay\u201c. Als Endpunkt f\u00fcr Overlays werden in ACI meist Fabrik-Switches verwendet (sie erledigen dies mit Kanalgeschwindigkeit). Hosts m\u00fcssen nichts \u00fcber die Fabrik, Kapselung usw. wissen, aber in einigen F\u00e4llen (zum Beispiel zur Anbindung von OpenStack-Hosts) kann VXLAN-Verkehr auch zu ihnen weitergeleitet werden.<\/p>\n<p>Overlays werden in ACI nicht nur zur Bereitstellung flexibler Konnektivit\u00e4t \u00fcber das Transportsystem verwendet, sondern auch zur \u00dcbertragung von Metainformationen (diese werden beispielsweise zur Anwendung von Sicherheitsrichtlinien verwendet). <\/p>\n<p>Broadcom-Chips wurden bereits zuvor von Cisco in der Nexus 3000 Switch-Serie verwendet. In der Nexus 9000-Familie, die speziell zur Unterst\u00fctzung von ACI entwickelt wurde, wurde anf\u00e4nglich ein hybrides Modell implementiert, das Merchant+ genannt wurde. Im Switch wurden gleichzeitig der neue Broadcom Trident 2 Chip und ein erg\u00e4nzender Chip von Cisco verwendet, der die gesamte ACI-Magie umsetzt. Das hat anscheinend die Markteinf\u00fchrung beschleunigt und den Preis des Switches auf ein Niveau gesenkt, das nah an den einfachen Trident 2-Modellen liegt. Dieser Ansatz hielt die ersten zwei bis drei Jahre der ACI-Lieferungen. In dieser Zeit hat Cisco die n\u00e4chste Generation der Nexus 9000 auf den Markt gebracht, die bereits auf ihren eigenen Chips mit h\u00f6herer Leistung und Funktionalit\u00e4t basiert, jedoch zum gleichen Preisniveau. Die externen Spezifikationen in Bezug auf die Interaktion in der Fabrik blieben vollst\u00e4ndig erhalten. Gleichzeitig hat sich die interne Hardware komplett ge\u00e4ndert: etwas wie ein Refactoring, aber f\u00fcr die Hardware.<\/p>\n<h3>Wie ist die Architektur von Cisco ACI aufgebaut? <\/h3>\n<p>\nIm einfachsten Fall basiert ACI auf einer Clos-Netzwerktopologie, oder wie oft gesagt wird, Spine-Leaf. Es kann zwischen zwei (oder einem, wenn Fehlertoleranz nicht wichtig ist) und sechs Spine-Level-Switches geben. Je mehr es davon gibt, desto h\u00f6her ist die Fehlertoleranz (geringerer Leistungs- und Zuverl\u00e4ssigkeitsverlust bei einem Ausfall oder Wartung eines Spine) und die Gesamteffizienz. Alle externen Verbindungen laufen zu den Leaf-Level-Switches: dazu geh\u00f6ren Server, das Anbinden an externe Netzwerke \u00fcber L2 oder L3 und die Verbindung von APIC-Controllern. Grunds\u00e4tzlich wird bei ACI nicht nur die Konfiguration, sondern auch die Statistiksammlung, das Monitoring von Ausf\u00e4llen und mehr alles \u00fcber das Interface der Controller durchgef\u00fchrt, von denen es in normalen Implementierungen drei gibt. <\/p>\n<p>Es ist niemals notwendig, sich \u00fcber die Konsole mit den Switches zu verbinden, selbst nicht f\u00fcr den Netzwerkstart: Der Controller entdeckt die Switches selbst und stellt das Fabriknetzwerk zusammen, einschlie\u00dflich der Einstellungen aller Protokolle. Daher ist es beim Einbau sehr wichtig, die Seriennummern der installierten Ger\u00e4te festzuhalten, um sp\u00e4ter nicht raten zu m\u00fcssen, welcher Switch in welchem Rack steht. F\u00fcr das Troubleshooting kann man sich bei Bedarf \u00fcber SSH mit den Switches verbinden: Auf ihnen sind die \u00fcblichen Cisco Show-Befehle recht gr\u00fcndlich implementiert. <\/p>\n<p>Innerhalb der Fabrik wird IP-Transport verwendet, sodass es kein Spanning Tree und andere Schrecken der Vergangenheit gibt: Alle Links sind aktiv, und die Konvergenz bei Ausf\u00e4llen ist sehr schnell. Der Datenverkehr in der Fabrik wird \u00fcber Tunnel auf der Basis von VXLAN \u00fcbertragen. Genauer gesagt, Cisco nennt die Kapselung iVXLAN, die sich von dem normalen VXLAN dadurch unterscheidet, dass die reservierten Felder im Netzwerkheader zur \u00dcbertragung von Verwaltungsinformationen verwendet werden, vor allem zur Beziehung des Datenverkehrs zur Gruppe EPG. Dies erm\u00f6glicht die Implementierung von Interaktionsregeln zwischen Gruppen in der Hardware, indem ihre Nummern genauso wie in normalen Access-Listen verwendet werden. <\/p>\n<p>Tunnel erm\u00f6glichen es, sowohl L2-Segmente als auch L3 (d. h. VRF) \u00fcber den internen IP-Transport auszudehnen. Dabei ist das Standard Gateway verteilt. Das bedeutet, dass jeder Switch f\u00fcr die Routing der eingehenden Fabrikdaten verantwortlich ist. In Bezug auf die Verkehrstransferlogik \u00e4hnelt ACI einer Fabrik auf der Basis von VXLAN\/EVPN. <\/p>\n<h3>Wenn ja, wo liegen die Unterschiede? In allem anderen! <\/h3>\n<p>\nDer erste Unterschied, dem man in ACI begegnet, ist, wie Server ins Netzwerk eingebunden werden. In traditionellen Netzwerken erfolgt die Anbindung sowohl physischer Server als auch virtueller Maschinen an VLANs, und alles andere orientiert sich daran: Konnektivit\u00e4t, Sicherheit usw. In ACI wird jedoch eine Konstruktion verwendet, die Cisco als EPG (End-Point Group) bezeichnet, von der man sich nicht befreien kann. Kann man sie mit VLAN gleichsetzen? Ja, aber in diesem Fall besteht die Gefahr, einen gro\u00dfen Teil der Vorteile von ACI zu verlieren. <\/p>\n<p>Alle Zugriffsregeln werden relativ zu EPG formuliert, und in ACI wird standardm\u00e4\u00dfig das Prinzip der \u201eWhitelist\u201c verwendet, das hei\u00dft, es ist nur der Datenverkehr zugelassen, der ausdr\u00fccklich erlaubt wird. Das bedeutet, wir k\u00f6nnen EPG-Gruppen wie \u201eWeb\u201c und \u201eMySQL\u201c erstellen und eine Regel definieren, die die Interaktion zwischen ihnen nur \u00fcber Port 3306 erlaubt. Dies funktioniert unabh\u00e4ngig von Netzwerkadressen und sogar innerhalb eines Subnetzes! <\/p>\n<p>Wir haben Kunden, die sich genau wegen dieser Funktion f\u00fcr ACI entschieden haben, da sie den Zugriff zwischen Servern (virtuellen oder physischen \u2013 egal) einschr\u00e4nken kann, ohne sie zwischen Subnetzen zu verschieben, also die Adressierung nicht ber\u00fchrt. Ja, ja, wir wissen, niemand schreibt sie von Hand <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 den Anwendungs-Konfigurationen, oder?<\/p>\n<p>Die Regeln f\u00fcr den Datenverkehr 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 einen Datenbankdienst) und andere zum Verbraucher. Der Vertrag kann den Datenverkehr einfach leiten oder etwas Ausgekl\u00fcgelteres tun, wie ihn an eine Firewall oder einen Lastenausgleich weiterzuleiten und auch den Wert von QoS zu \u00e4ndern.<\/p>\n<p>Wie gelangen Server in diese Gruppen? Wenn es sich um physische Server handelt oder um etwas, das in ein existierendes Netzwerk integriert ist, in das wir einen VLAN-Trunk erstellt haben, m\u00fcssen wir f\u00fcr die Platzierung in der EPG den Anschluss des Switches und den verwendeten VLAN angeben. Wie wir sehen, erscheinen VLANs dort, wo man nicht auf sie verzichten kann.<\/p>\n<p>Wenn es sich jedoch um virtuelle Maschinen handelt, reicht es aus, auf die angeschlossene Virtualisierungsumgebung zu verweisen, und der Rest geschieht von selbst: Es wird eine Portgruppe (wenn wir in Begriffen von VMware sprechen) zur Verbindung von VMs erstellt, die erforderlichen VLANs oder VXLANs werden zu den entsprechenden Ports der Switches zugewiesen usw. Daher sieht die Verbindung von virtuellen Servern in ACI viel einfacher aus als die von physischen Servern, obwohl ACI auf einem physischen Netzwerk basiert. ACI hat bereits eine Integration mit VMware und MS Hyper-V sowie Unterst\u00fctzung f\u00fcr OpenStack und RedHat Virtualization. Seit einiger Zeit gibt es auch eine integrierte Unterst\u00fctzung f\u00fcr Containerplattformen: Kubernetes, OpenShift, Cloud Foundry, die sowohl die Anwendung von Richtlinien als auch das Monitoring umfasst, sodass Netzwerkadministratoren sofort sehen k\u00f6nnen, auf welchen Hosts welche Pods laufen und in welche Gruppen sie eingeteilt wurden.<\/p>\n<p>Neben der Zugeh\u00f6rigkeit zu einer bestimmten Portgruppe haben virtuelle Server zus\u00e4tzliche Eigenschaften: Name, Attribute usw., die als Kriterien f\u00fcr deren \u00dcbertragung in eine andere Gruppe verwendet werden k\u00f6nnen, zum Beispiel bei der Umbenennung von VMs oder dem Hinzuf\u00fcgen eines zus\u00e4tzlichen Tags. Cisco nennt dies Mikrosegmentierungsgruppen, obwohl die M\u00f6glichkeit, viele Sicherheitssegmente in Form von EPG innerhalb desselben Subnetzes zu erstellen, auch eine Form der Mikrosegmentierung ist. Nun, das sieht der Anbieter wahrscheinlich anders. <\/p>\n<p>Die EPGs sind rein logische Konstrukte, die nicht an bestimmte Switches, Server usw. gebunden sind, sodass man mit ihnen und auf ihnen basierenden Konstruktionen (Anwendungen und Tenants) Dinge tun kann, die in traditionellen Netzwerken schwer umzusetzen sind, beispielsweise Klonen. Das hei\u00dft, es ist sehr einfach, eine Kopie der Produktionsumgebung zu erstellen, um eine Testumgebung zu erhalten, die garantiert identisch mit der Produktion ist. Man kann es manuell machen, aber besser (und einfacher) geht es \u00fcber die API. <\/p>\n<p>Im Allgemeinen unterscheidet sich die Steuerungslogik in ACI erheblich von dem, was man normalerweise antrifft <br \/>\nin traditionellen Netzwerken von Cisco: Die Programmierschnittstelle ist prim\u00e4r, w\u00e4hrend GUI oder CLI sekund\u00e4r sind, da sie \u00fcber dieselbe API funktionieren. Daher beginnt fast jeder, der sich mit ACI besch\u00e4ftigt, nach einer Weile, sich in das Objektmodell einzuarbeiten, das f\u00fcr das Management verwendet wird, und etwas zu automatisieren, um seinen Bed\u00fcrfnissen gerecht zu werden. Am einfachsten l\u00e4sst sich das mit Python realisieren: Es gibt daf\u00fcr bequeme, fertig entwickelte Werkzeuge. <\/p>\n<h3>Die versprochenen Stolpersteine<\/h3>\n<p>\nDas Hauptproblem ist, dass viele Dinge in ACI anders gemacht werden. Um damit richtig arbeiten zu k\u00f6nnen, muss man umdenken. Dies gilt insbesondere f\u00fcr die Netzbetriebs-Teams in gro\u00dfen Unternehmen, wo Ingenieure jahrelang mit der \"Zuweisung von VLANs\" nach Antr\u00e4gen besch\u00e4ftigt waren. Das, was jetzt VLAN ist \u2013 ist nicht mehr VLAN, und um neue Netzwerke in virtualisierte Hosts zu verlegen, muss man VLANs \u00fcberhaupt nicht manuell erstellen, ersch\u00fcttert die traditionellen Netzwerker und zwingt sie, an gewohnten Ans\u00e4tzen festzuhalten. Man muss anmerken, dass Cisco versucht hat, das Ganze etwas zu entsch\u00e4rfen, und dem Controller ein \"NXOS-\u00e4hnliches\" CLI hinzugef\u00fcgt hat, das die Konfiguration \u00fcber eine Oberfl\u00e4che erm\u00f6glicht, die traditionellen Switches \u00e4hnelt. Aber um ACI richtig zu nutzen, muss man trotzdem verstehen, wie es funktioniert. <\/p>\n<p>In Bezug auf die Preise in gro\u00dfen und mittleren ACI-Netzwerken unterscheidet sich die Preisgestaltung tats\u00e4chlich nicht von traditionellen Netzwerken auf Cisco-Hardware, da die gleichen Switches verwendet werden (Nexus 9000 k\u00f6nnen sowohl im ACI- als auch im traditionellen Modus betrieben werden und sind mittlerweile das Hauptarbeitsger\u00e4t f\u00fcr neue Rechenzentrumprojekte). F\u00fcr Rechenzentren hingegen machen sich Controller und die Spine-Leaf-Architektur bei zwei Switches jedoch bemerkbar. K\u00fcrzlich wurde eine Mini-ACI-Fabrik eingef\u00fchrt, bei der zwei von drei Controllern durch virtuelle Maschinen ersetzt wurden. Dies verringert zwar den Kostenunterschied, aber er bleibt dennoch bestehen. Daher wird die Wahl des Kunden von seinem Interesse an Sicherheitsfunktionen, der Integration mit Virtualisierung, einer einheitlichen Verwaltungsoberfl\u00e4che und anderem 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 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